表1海湾岸线和面积变化统计表
Tab.1Statisticstableofthecoastlinesandtheirareas
海湾bay年份year岸线长度/kmcoastlinelength湾口宽度/kmbaywidth海域面积/km2area锦州湾200050 510 190 5Jinzhou200549 09 680 9Bay201054 09 462 4葫芦山湾200072 310 778 4Hulushan200573 510 771 7Bay201070 210 763 6
摘要：以辽宁省锦州湾和葫芦山湾为研究案例，从海湾岸线、水质环境、水动力环境和生态功能4个方面论述了海湾生态环境的现状，对海湾水动力改变的影响及评价进行了分析和研究。结果表明：锦州湾和葫芦山湾海湾自然岸线和面积减小、水质超标、水动力交换能力下降、生态功能受损，锦州湾的开发利用对海湾水动力环境和生态环境的影响比葫芦山湾大，应优先开展整治。应从综合整治规划、重点岸线集中整治、湿地生态资源整治、海岛功能恢复、海水污染综合治理、海洋环境保护教育6个方面开展综合整治海湾，才能够有效改善海湾的水动力环境和生态环境，从而达到海湾资源可持续发展的目标。
关键词：海湾开发；生态环境；综合整治
海湾具有优越的地理位置、自然资源和环境条件，是一个多资源、多领域和多层次的复杂系统，对其开发利用已给地区带来了巨大的经济效益。然而地区的生态效益也同样重要，海湾生态环境的好坏，将直接影响沿海地区经济的可持续发展[1-3]。现阶段由于对海湾的不断开发，海湾面积大幅减少，环境污染越来越严重，导致生物多样性下降和富营养化，国内学者分别对辽宁锦州湾[4]、大连湾[5]、普兰店湾、葫芦山湾[6]等海湾开展了生态环境专题研究。本研究中，以圆弧型的锦州湾和狭长型的葫芦山湾为案例，通过对海湾生态环境变化和海湾开发造成的水动力环境变化进行分析，初步提出了海湾综合整治措施，旨在为海湾生态环境的保护和资源的合理开发利用提供科学依据，为海湾环境综合整治规划和地区海洋经济的可持续发展提供决策和技术支持。
辽宁省海域气候宜人，海湾资源丰富，其独特的港口资源和丰富多样的渔业资源、旅游资源，促使海湾开发规模不断加大。现阶段全省海湾开发利用主要以渔业、交通、旅游娱乐、围海造地等方式为主，充分发挥各自区位优势，如锦州湾、大连湾等已构成城市群体、港口群体，与其他地区建立了经济、贸易联系；葫芦山湾、青堆子湾、小窑湾以发展养殖业为主。然而海湾开发在取得经济效益的同时，生态环境也面临着严重挑战。
1.1海湾岸线的利用
锦州湾是典型的港口工程用海区域，开发活动非常频繁，岸线利用以渔业、交通、旅游娱乐、围海造地用海为主。对锦州湾的开发导致海域面积由2000年的90.5 km2减少到2010年的62.4 km2，减少了近31%；湾顶大面积的滩涂区域已被围填海占用，滩涂湿地区域严重丧失；自然岸线减少近2.2 km，而人工岸线增加[4]，且湾口岸线也因开发导致湾口宽度减少(表1)。而葫芦山湾则是近几年迅速开发的区域，岸线利用主要以渔业、围海造地用海为主。葫芦山湾海域面积由2000年的78.4 km2逐年减少到2010年的63.6 km2，减少了近19%；自然岸线逐年减少，但岸线长度略有起伏(表1)，主要是由于围填海等工程项目开发导致人工岸线增加，湾内截弯取直的开发利用也直接导致局部区域生物栖息地丧失，生态环境受损。
1.2海水水质超标
随着海湾资源开发利用的不断扩大，陆域污染物的排放量增加，导致海湾水质恶化。根据2001、2005和2010年中国海洋环境质量公报，锦州湾呈现海水水质超标的现象，属污染较重的海域，2001年主要污染物为无机氮、油和重金属，2005年主要污染物为无机氮和活性磷酸盐，达到四类海水水质标准，2010年主要污染物为无机氮和锌，其中秋季无机氮指标达到四类水质标准。锦州湾是全国海洋生态监控区之一，自2005年监控以来,该湾的海洋生态一直处于不健康状态。大连市海洋环境质量公报表明，葫芦山湾2001、2005年海水环境质量达到清洁标准；2010年北海区环境质量公报表明，湾内秋季污染较严重，湾内为劣四类水质，湾口为四类水质，主要污染物为无机氮。因此，海湾水质呈现不断恶化的趋势。
表1海湾岸线和面积变化统计表
Tab.1Statisticstableofthecoastlinesandtheirareas
海湾bay年份year岸线长度/kmcoastlinelength湾口宽度/kmbaywidth海域面积/km2area锦州湾200050 510 190 5Jinzhou200549 09 680 9Bay201054 09 462 4葫芦山湾200072 310 778 4Hulushan200573 510 771 7Bay201070 210 763 6
1.3水动力交换能力下降
锦州湾和葫芦山湾围填海等项目的开发利用，导致可纳潮海域面积萎缩，湾内水流不畅。刘明等[4,6]研究表明：锦州湾纳潮量逐年递减，2000—2005年岸线的变化导致纳潮量减少了0.36×108m3，水交换率减少了5.35%，2005—2010年纳潮量减少了0.65×108m3，水交换率减少了4.72%；葫芦山湾2000—2005年岸线的变化导致纳潮量减少了0.21×108m3，2005—2010年纳潮量减少了0.11×108m3。说明两个海湾的纳潮量和水交换率呈现逐年减少的趋势。
1.4海湾生态功能受损
锦州湾周边的锦州港、锦州西海工业区、葫芦岛北港工业区、打渔山泵业产业园区等填海项目的开发，以及围海养殖和改建盐田等围填海工程建设，直接导致了海湾滩涂面积减小，近岸生物多样性减少，海湾生态服务功能受损[3]；葫芦山湾则是部分区域截弯取直、湾内两侧尤其是湾顶区域围海养殖和改建盐田等围填海工程建设改变了海湾的潮流系统，导致海湾水动力不顺畅，水环境质量变差，生态功能退化[2]等，甚至部分自然海湾因截弯取直而导致名存实亡。这些未经科学合理规划而进行开发的活动致使海湾的水动力环境受到较为严重的破坏，生态系统功能衰退，从而影响海湾经济的可持续发展及区域建设的进程。
海湾水动力的变化是围填海建设研究的热点，工程建设将直接改变海陆边界以及海湾面积，并直接导致海湾水动力的变化。海湾水动力环境的变化，一方面导致泥沙运移，甚至泥沙淤积、航道阻塞，浑浊的水质环境还易造成生物多样性下降；另一方面直接导致海湾容量和纳潮量减少，海水交换能力下降，海水对污染物稀释能力大大降低，自净能力变差。随着污染物的不断排放和累积，超过海水自净能力时，水质会逐步下降，严重时还会发生富营养化甚至赤潮，危及海洋生物资源，影响人类健康。
海湾水动力的改变将会对海湾生态、资源和经济造成影响，对生态环境的变化起到重要作用。因此，本研究中以特征点流速、冲淤变化、纳潮量、水交换率为指标对锦州湾和葫芦山湾进行海湾水动力综合评价[7]，评价指数越高说明海湾开发利用对海域的影响程度越小，评价的结果对海湾综合整治工程以及海湾整治规划的时序提供了科学依据。
(1)水动力综合评价指标。
流速改变量vc=∑|vn|/n，
冲淤速率改变量Se=∑|Sn|/n，
纳潮减少量Te=(Ta-Tb)/Tb×100%，
水交换率We=(Wa-Wb)/Wb×100%。
其中：vc为特征点流速平均改变量(cm/s)；vn为与现状相比第n个特征点流速改变量(cm/s)；n为特征点数量；Se为特征点冲淤速率平均改变量(cm/a)；Sn为与现状相比第n个特征点冲淤速率改变量(cm/a)；Te为海湾纳潮量减少百分比(%)；Ta为围海后海湾纳潮量(m3/a)；Tb为围海前海湾纳潮量(m3/a)；We为水交换率减少百分比(%)；Wa为围海后海湾水交换率(%)；Wb为围海前海湾水交换率(%)。
(2)水文动力综合评价指数。
Hyei=(vci+Sei+Tei+Wei)/(4a)。
其中：Hyei为水文动力综合评价指数；vci为流速平均改变量评价指数(vc≤5时取值26,5<vc≤10时取值13,10<vc≤20时取值6);Sei为冲淤速率改变量评价指数(vc≤5时取值26,5<vc≤10时取值13,10<vc≤20时取值6);Tei为纳潮减少量评价指数(vc≤2时取值26,2<vc≤5时取值13,5<vc≤10时取值6);Wei为水交换率评价指数(vc≤5时取值26,5<vc≤10时取值13,10<vc≤20时取值6)。
对海湾水动力的综合评价结果(表2)表明：锦州湾2000—2005年综合评价指数为22.75，2005—2010年为21；葫芦山湾2000—2005年综合评价指数为22.75，2005—2010年为26；锦州湾平均综合评价指数为21.875，小于葫芦山湾的平均综合评价指数(24.375)，说明锦州湾开发利用对海湾海域水动力环境的影响较大,其中2005—2010年尤为明显。通过两个海湾的水动力综合评价分析可知，锦州湾的开发利用对海湾水动力环境影响较大，尤其是对海湾冲淤环境、水环境质量产生了较大的影响，可确定锦州湾将是全省海湾整治规划的重点整治区域之一。
表2海湾水动力综合评价结果
Tab.2Comprehensiveevaluationofhydrodynamicenvironmentinthebays
海湾bay年份year流速改变量指数vc/(m·s-1)vei冲淤速率改变量指数vc/(m·s-1)Sei纳潮减少量指数vc/(m·s-1)Tei水交换率指数vc/(m·s-1)Wei综合评价指数Hyei平均综合评价指数锦州湾JinzhouBay2000—20052005—20102 270 5126261 402 5026262 906 181361 071 00262622 752121 875葫芦山湾HulushanBay2000—20052005—20100 870 7526261 611 7526262 571 4813262 080 03262622 752624 375
海湾综合整治应根据海湾地形、区位、气候、开发现状、人文情况等特点，以恢复海域水动力环境、生态环境、景观环境为目标，以“开发中保护、保护中开发”为原则，逐步拆除占用海域的养殖池和盐田，恢复和保护自然岸线，恢复海湾的纳潮量，增强水交换率，同时采取生态绿化等多种手段，逐步恢复海湾海域的自然生态环境。
(1)海湾综合整治必须进行统筹规划。首先，应当全面查清辽宁省海湾开发利用、海域水动力、环境资源等基础状况，运用数值模拟等技术手段开展海湾水动力变化及综合影响分析；其次，结合地方发展需求以及海洋功能区划、海岛保护规划和地区相关规划，开展海湾的功能定位、海湾整治程度和修复时序等专题研究，编制海湾整治修复规划。海湾整治修复规划应根据海湾各自特点明确整治修复重点，如锦州湾由葫芦岛市和锦州市共同开发管理，由省级管理部门统筹规划管理；葫芦山湾因围填海养殖堵塞湾顶，阻滞海湾水动力交换，规划应重点考虑海湾通畅等。
(2)海湾重点岸线集中整治。应以保护自然岸线、整治人工岸线为原则开展。第一，在海湾现状全面调查的基础上，结合海湾发展规划，分类统计岸线利用及与规划的符合情况；第二，围填海人工岸线的整治可通过数值模拟等技术手段，明确对海域环境改变较大的人工岸线，以申请国家生态修复资金等方式筹集资金开展整治修复工程，恢复海岸自然形态；第三，修复与保护其他用途的岸线以及部分自然岸线；第四，严格保护敏感或重要岸线；第五，对于“理想区域”可适当考虑人工造滩，以及建设配套的亲海性景观。
(3)海湾生态环境的整治。首先，有河流注入的海湾，其河流上游兴建水利工程会导致下游河道及入湾区域粗颗粒增多，甚至造成河道堵塞，从而改变入海口湿地泥滩的地质环境，因此，应拆除对径流量改变较大的堤坝工程，通过驳岸、清淤和河岸整治等工程措施，恢复河道的通畅能力，提高河道的自净能力，恢复河流生态环境和景观功能；其次，恢复湾顶滩涂湿地生态环境，清理整治已被破坏并具有重要生态功能的沙滩、泥滩等，实施滩涂恢复改造等生态恢复工程，恢复海湾生物栖息地环境，保护珍稀资源，维护生态平衡，恢复和促进海湾岸滩的生态功能。
(4)海湾海岛功能的恢复。锦州湾的大海螺山、红鹰岛、黄石岛、龟山岛、小龟山岛和葫芦山湾的龟岛等海岛各具特色，围填海的开发利用对海岛功能及周边生态环境造成了影响。海岛功能的恢复首先应根据辽宁省海岛整治修复与保护规划的功能定位，结合海湾的开发利用规划，恢复海岛属性，逐步拆除连接海岛的堤坝，恢复海岛自然岸线；其次，岛体通过种植地区适宜性植物，达到改善和美化自然环境的目的；再次，对海岛山体风化严重的区域进行护坡，防止山体滑坡和表土流失。
(5)海湾水质污染的综合整治。锦州湾水质污染主要来自陆源及锦州港和葫芦岛港港区的污水排放，而葫芦山湾水质污染主要来源于海上污染物和长兴岛等周边有居民海岛的排海污染物。因此，实施区域污染综合整治应根据海湾环境的容纳能力，加快海湾周边临港产业集中区集中污水处理设施建设，严格控制污染物的排放入海总量。首先，陆域或有居民海岛排放的污染物应结合河流污染物综合整治，严格实施污染物排放总量控制，建议逐步开展排污权交易等方式限量排污，引入市场资源配置机制及补偿机制，同时加强对入湾污染物的治理，加快城镇污水处理厂和管网建设，保证新建和扩建污水处理厂正常运行和达标排放；其次，海上污染物整治应与生态养殖相结合，同时禁止向海湾水域中投放垃圾、废旧养殖用具等废弃物；再次，应推进垃圾无害化处理设施建设，实行垃圾分类收集、运输和资源化的综合、循环利用；最后，实施入湾河口、排污口等重点区域的动态监测，加强监管和惩罚管理。
(6)积极开展海湾环境保护教育。海湾环境的保护除了依靠政府职能部门外，还要通过各种方式提高公众的海洋环保意识和海洋知识水平。首先，加强宣传教育，充分发挥新闻媒体的舆论监督作用，通过广播、电视、报刊、网络等媒体，宣传海湾生态环境保护的法律法规和相关政策，阐明违章排污、过度利用生物资源和围填海等的危害性；其次，鼓励群众积极参与海湾保护政策、计划方案制定以及整治实施的全过程，建立公众调查、意见收集、座谈、听证会等机制，促使群众参与海湾整治修复及保护的监督管理。
辽宁省海湾沿岸因围填海项目的开发建设，造成海湾纳潮量减少、滩涂湿地减少、水质下降等，使得海湾生态环境面临严峻挑战。本研究中以锦州湾和葫芦山湾典型海湾为案例，分别从海湾岸线、水质环境、水动力环境和生态环境方面分析了海湾生态环境的变化情况以及存在的问题，并提出海湾的综合整治修复工作需要从统筹规划、重点岸线集中整治、生态环境整治、海岛功能恢复、海水污染综合整治和海洋环境保护教育等方面同时开展，从而将生态整治与生态建设有机结合，避免海湾的生态环境受到破坏。
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Abstract：The ecological environments including bay coastline, water quality, hydrodynamic environment and ecological function were described and the effects of bay ecological environments on changes in hydrodynamic environment were studied and evaluated in Jinzhou Bay and Hulushan Bay in Liaoning Province. It was found that the natural coastline and area were reduced, the quality environment was become worse, the water exchange was descended, and ecological function was impaired in both bays. There were more serious effects on hydrodynamic environment and water quality in Jinzhou Bay than in Hulushan Bay which should be priority to carry out comprehensive treatment. The findings suggest that comprehensive treatment be carried out including the comprehensive planning scheme, emphatic control of coastline, restoration of wetland resources, recovery of island, comprehensive treatment of pollution and environmental protection education to improve hydrodynamic environment and ecological environment for sustainable utilization of the bays.
Key words：exploitation and development of bay; ecological environment; integrated restoration
DOI：10.3969/J.ISSN.2095-1388.2014.03.014
文章编号：2095-1388(2014)03-0272-04
收稿日期：2014-01-18
基金项目：国家海洋局海洋公益性行业科研专项(20105009)
中图分类号：P731.2
文献标志码：：A