导读

中国城市规划学会科技奖是规划领域首个专享的社会科技奖，专门奖励规划领域的科学技术成果和规划科技人才，是学会的最高科技奖励。2022年度中国城市规划学会科技进步奖授奖项目共31项，其中一等奖4项，二等奖9项，三等奖18项。“中国城市规划”微信公众号将陆续介绍授奖项目。

深圳市规划国土发展研究中心、自然资源部第三海洋研究所等单位凭借都市型海岸带修复范围及基础单元划定技术、以海定陆的海域-流域-陆域全空间环境污染溯源技术、海岸带单元生态化潜力和健康状况“状态-压力”评估技术、海岸带生态修复规划分区管控四象限交叉分析技术、基于污染物输运扩散模型的人工海岸带单元修复路径识别技术、海岸带生态修复全生命周期管理的效果评估技术等获得2022年度中国城市规划学会科技进步奖三等奖。

项目名称：都市型海岸带健康状况评估及生态修复规划关键技术研究与应用

主要完成人：秦正茂，李江，樊行，殷萌清，周丽亚，邹兵，陈秋明，林杰，史宝刚，谭如诗，黄发明，缪春胜，汤军建，洪武扬，赵未坤

主要完成单位：深圳市规划国土发展研究中心，自然资源部第三海洋研究所

一、技术研发背景

1.研究背景

党的十九大以来，我国提出了“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”的战略部署。2018年机构改革后，国土空间生态保护与修复成为自然资源部“两统一”核心职责之一。以海岸带生态修复为抓手、推动陆海统筹生态修复的实践是我国沿海地区需要关注的重点方向。1940年以来，我国海岸带自然岸线急剧消失，人工岸线快速增长，目前全国自然岸线保有率不足1/3。城市地区尤其是环渤海、长三角以及粤港澳大湾区等城镇集聚区的海岸带变化剧烈，人口持续向沿海发达地区集聚，城镇地区海岸带将面临持续增加的生态环境压力。以都市型海岸带为突破口，能够在有限的空间尺度涵盖更为广泛的类型研究，为沿海各城市海岸带生态修复提供借鉴，成为推动我国海岸带修复的重要突破口。深圳海岸带具有典型的都市型海岸带特征——使用功能复杂、资源类型多样、人类活动频密，同时面临生态系统受损及生态环境高压问题。2017年，国家赋予深圳建设全球海洋中心城市的新使命，加快开展海岸带生态修复成为深圳推动海洋事业发展的重要工作，因此研究以深圳为例，先行先试探索都市型海岸带生态修复规划技术。

2.总体思路

研究探索了“现状分析-健康评价-规划技术-实施应用”的都市型海岸带健康状况评估及生态修复规划关键技术。现状分析方面，界定海岸带潮上带、潮下带边界，明确海岸带生态修复的空间范围和基础单元。健康评价方面，建立海域-流域-陆域环境溯源空间体系，以海洋环境容量为基础确定陆域片区环境管控要求；对人工岸带生态化潜力、自然岸带健康状况进行综合评价，系统评估海岸带单元生态修复潜力。规划技术方面，通过四象限交叉分析构建生态修复分区管控体系，建立污染物输运扩散模型精准识别人工岸带单元修复方向，制定差异化的生态修复措施及技术指引。实施应用方面，系统构建修复效果评估指标，强调前期适宜性评价与后期实施效果评估，形成全生命周期的海岸带生态修复操作机制。

图1 技术路线图

二、主要科学技术内容和科技创新点

1.依据都市型海岸带特征划定海岸带修复范围及基础单元

结合波长推算和实际地形测量数据，界定都市型海岸带潮上带、潮下带边界，充分考虑都市型海岸带城市建设、人为活动以及实际的物理分割等因素，将保障海岸形态特征和生态功能的、紧密联系的陆域和海域划定为海岸带生态修复的重点空间对象，总面积208平方公里，包括陆域66平方公里，海域142平方公里。按自然属性和利用方式，将海岸带划分为“二大类六小类”121个基础单元。

图2：都市型海岸带生态修复向陆一侧边界划定示例

2.建立以海定陆的海域-流域-陆域全空间环境污染溯源体系

针对海岸带环境污染主要来源于陆域的特征，在ArcGIS中建立全域DEM模型，基于集水区与流域分析划定“海域-流域-陆域”片区，建立海岸带环境溯源空间体系。采用Delft3D模型开展海洋环境容量测算及评价，追根溯源，根据海洋片区所对应的陆域片区，将海洋环境容量转化为陆域片区污染物总量控制目标，从源头上缓解海岸带生态系统的环境压力。

左图3：大鹏湾潮流模型计算海域范围水深；右图4：大鹏湾大潮落潮流场图

表1：陆域管理片区主要污染物总量控制要求

3.构建状态-压力模型开展海岸带单元生态化潜力和健康状况评价

以生态系统健康评价的PSR“压力-状态-响应”经典模型为基础，借鉴相关指标构建原理，以影响生态修复的关键因素为核心进行优化修正后，从状态S和压力P两个维度，建立“状态-压力”评价模型：

选择特征指标，对人工岸带单元生态化潜力和自然岸带健康状况进行评价。采用极值法对各岸段各指标（Aij）进行标准化处理，并按照0-30、30-60、60-100分，划分为好中差三个等级。

左图5：人工岸带单元状态子系统评价结果；右图6：人工岸带单元压力子系统评价结果

4.通过四象限交叉分析构建海岸带生态修复规划分区管控体系

结合海岸带生态修复难易程度、生态服务价值及地区发展的紧迫性等因素，根据状态和压力评价结果，以“状态-压力”评价结果为基础建立二维坐标系，将评价结论进行交叉分析。结合生态修复理论，明确重点保护区、自然恢复区、生态改善区和生态整治区四类分区，明确各修复单元对应的规划管控要求和修复措施，以及自然保育、压力纾解、人工干预、综合整治等主导修复策略指引。

图7：人工岸带单元生态化潜力“状态-压力”评价结果四象限交叉分析

5.基于污染物输运扩散模型精准识别人工岸带单元修复路径

选取最能体现都市型海岸带特征的深圳湾海岸带为对象，针对其水环境质量差、无机氮和活性磷酸盐为主要污染因子的特征，建立海湾潮流场模型，采用非结构性网格，结合边界加密网格校准，准确模拟深圳湾海域潮流运动情况。采用垂直平均二维对流、扩散输运方程模拟（如下）污染物浓度场，开展污染物输运与扩散模拟试验，分析不同岸带单元在陆域污染减排的情况下海岸带环境改善情况。结合模拟结果，对不同区域的人工岸带提出开展人工沙滩修复、砾石滩改造及红树林湿地和光滩生态修复的差异化建议。

表2：无机氮减排模拟工况

表3：活性磷酸盐减排模拟工况

左图8：工况1 落潮无机氮分布图；右图9：工况1 涨潮无机氮分布图

表4：人工岸带单元生态修复路径选择

6.制定多类型海岸带生态修复规划建设指引与技术导则

根据不同类型岸带单元规划分区和自然特征，制定差异化修复目标、对策、修复指引与管理要求。砂质岸带保护优先，重点开展环境整治、沙滩养护与海滩修复，维护海滩生态系统的完整性。淤泥质岸带重点促进潮间带泥滩形成、红树林发育，逐步修复自然岸滩剖面形态和生态功能。河口岸带需统筹河流上下游与左右岸关系，削减河口上游污染，注重河口生境营造与生物链修复。基岩岸带应保障地貌完整性，保护典型海蚀地貌，维护岸带生态健康。人工岸带需提高安全性、景观性、生态性，有序推进有条件的岸带实施生态化改造。

表5：海岸带规划设计指引与适应性技术建议（以淤泥质岸带为例）

7.建立修复效果评估指标体系实施全生命周期管理

针对砂质、基岩、淤泥质等海岸带单元生态修复，系统构建海岸带生态修复效果评估指标体系，为海岸带生态修复工程项目实施后的效果评估和生态岸线认定等提供技术支撑。转变“规划-设计-实施”工作过程，强调前期适宜性评价与后期实施效果评估，形成“现状分析-方案制定-工程实施-效果评估”全生命周期的生态修复操作机制，建立反馈机制，强调生态修复的系统性。将修复后效果评估综合得分3分作为生态岸线认定的门槛标准，结合对岸线实施效果的评价，对符合的人工岸线纳入自然岸线管理，量化自然岸线生态修复成效，完善自然岸线生态保护与修复的动态管理机制。

表6：海岸带生态修复效果评价指标及分值（以基岩岸带为例）

8.制定面向实施的近期行动计划

遵循生态优先、公共优先的原则，综合考虑海岸带修复的紧迫性、公共性、难易程度以及管理的持续性、规范性要求，统筹安排海岸带生态修复的内容和时序，梳理了近期（2020-2022）海岸带生态修复工作要求，提出自然岸带保护、生态岸线修复、人工岸带整治、基础能力提升四项行动25个工程项目。建立“海岸带-海湾-单元”规划传导体系，形成市级统筹、市区联动、主体实施、分工明确的海岸带生态修复实施体系。

三、与国内外同类技术比较

2022年，深圳市科技中介同业公会组织召开了《都市型海岸带健康状况评估及生态修复规划关键技术研究与应用》科技成果鉴定会，鉴定认为，研究整体技术处于国内领先水平，具有良好的示范引领作用，主要创新点包括：首次开展了都市型海岸带的精细化范围认定和类型划分；采用垂直平均二维对流、扩散输运方程模拟污染物扩散过程，建立“状态-压力”评价模型，实现了入海污染物减排对不同海岸带单元生态环境质量改善的影响评价；提出人工岸带单元的生态化潜力和自然岸带单元的健康状况评价技术，形成了都市型海岸带生态修复的规划指引；建立了生态修复的“海岸带-海湾-单元”规划传导体系，形成了市级统筹、市区联动、主体实施、分工明确的海岸带生态修复实施体系。2018年10月，在广东省政府贯彻落实《国务院关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》精神会议上，深圳市代表根据研究成果向全省大力推介了深圳海岸线修复的成功经验，获得时任副省长高度表扬，认为深圳的经验值得各地认真学习和推广。2019年11月，深圳市规划和自然资源局审议并原则通过《深圳市海岸带整治修复规划策略与行动计划》项目成果，认为该项目基本上摸清了深圳市海岸带现状，区分了海岸带的管理类型和修复策略，提出了相对应的行动计划，为深圳海岸带整治修复工作探明了方向。

四、推广应用情况和应用前景

1.推广应用情况

研究提出的海岸带生态修复思路、成果成为深圳建设全球海洋中心城市的重要内容，并得到生态环境部充分肯定，将深圳作为“十四五”海洋生态环境保护规划编制全国四个试点城市之一、南海海区唯一的试点城市，为全国全面开展工作奠定了坚实基础。2020年以来，深圳市规划和自然资源局根据研究成果发布了海域、海岸带、海岛生态修复项目指引和国土空间生态修复2020、2021年度实施计划，大力推动海岸带生态修复工作。在研究指导下，一批海岸带生态修复项目取得显著成效，大梅沙等一批受损沙滩得到有效修复，前海湾等具有生态功能的人工岸带逐渐成为城市靓丽的风景线，茅洲河等河口岸线逐渐恢复生态功能。

2.应用前景

海岸带是沿海生态安全的重要屏障，也是实施海洋强国战略、实现经济高质量发展的关键区域。党的二十大提出“提升生态系统多样性、稳定性、持续性，以国家重点生态功能区、生态保护红线、自然保护地等为重点，加快实施重要生态系统保护和修复重大工程。”《“十四五”海洋生态环境保护规划》中也提出“保护修复并举，提升海洋生态系统质量和稳定性”的规划要求。我国海岸带自北向南涉及辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南等11个省（区、市）。近年来，在自然岸线保有率刚性管控、占补平衡等要求下，通过中央和省财政专项资金支持等方式，各地陆续开展海岸线整治修复、沙滩整治修复、红树林种植与修复、滨海湿地修复等海岸带生态修复项目，本研究未来具有广泛的应用前景。

具体应用主要包括五个方面：

一是整体研究框架可应用在城市生态修复规划中的海洋生态修复部分或海岸带生态修复专项规划，在城市层面统筹海岸带生态修复的空间和时间安排。

二是海岸带生态修复范围及基础单元划定技术、海岸带单元生态化潜力和健康状况“状态-压力”评估技术、海岸带生态修复规划分区管控四象限交叉分析技术可应用与确定海岸带生态修复的重点区域、修复的迫切性及可行性、需要人工干预的强弱程度等。

三是以海定陆的海域-流域-陆域全空间环境污染溯源技术可应用于流域环境污染导致生态破坏或退化地区的生态修复空间规划、实现从源头上为生态修复提供环境支撑条件。

四是基于污染物输运扩散模型的人工海岸带单元修复路径识别技术可应用于制定适宜的海岸带生态修复方向和策略。

五是多类型海岸带生态修复规划建设指引与技术导则可应用于单个生态修复项目中具体方法的选择、适用条件等。

另外，随着技术的发展和宏观政策的变化，海岸带生态修复技术和标准不断推陈出新，本研究及相关应用也需要结合更多的新技术、新方法不断创新。

五、经济社会效益

经济效益方面。本研究成果是深圳践行海洋生态文明理念的重要抓手，形成了深圳全球海洋中心城市建设中海岸带生态修复的基石，是用海项目审批、生态修复工程项目立项、预算审批的重要依据，产生的经济效益难以完全定量衡量。近三年来，深圳市规划和国土发展研究中心应用研究成果开展了《深圳市国土空间生态修复规划（2020-2035年）》、《“十四五”海洋生态环境保护规划编制深圳试点项目》、《盐田区国土空间生态修复专项规划研究》、《大鹏新区国土空间生态修复规划研究》、《深圳市罗湖区国土空间生态修复专项规划（2021-2035年）》等生态修复项目，自然资源部第三海洋研究所开展了《福州市连江可门县可门工业园区围填海项目生态保护修复方案》，取得了可观的经济收益。

社会效益方面。本研究成果在全国海洋生态环境保护“十四五”规划试点过程中，在国家、海区和地方交流研讨会中积极分享试点经验，在全国取得了较好的示范效应。同事推动了大梅沙、西涌等海岸带生态修复项目实施，形成了一批示范性项目，为社会公众提供了更多亲海空间。多年来，本研究通过政协议事厅、专家研讨会、公众座谈、志愿者活动、送技术进企业等多种形式搭建了一个政府与政协委员、专业协会、社会公众面对面交流和共同探讨的平台，提升全民对海岸带生态修复的认识水平。

六、知识产权情况及他人评价

研究形成了《陆海统筹语境下的城市海洋环境治理机制探索-以深圳为例》、《填海造地生态修复与景观提升方案研究——以江门台山为例》等7篇科研论文，推动发布了《市规划和自然资源局关于发布深圳市海域、海岸带、海岛生态修复项目指引的通知》、《市规划国土委关于印发<深圳市海洋环境保护规划（2018-2035年）>的通知》等3项规范性文件。基于本研究形成的《基于陆海统筹的深圳市海洋生态空间规划——深圳市海洋生态环境保护规划》获得2017年度全国优秀城乡规划设计二等奖、《深圳市海岸带生态修复专项规划》获得2021年度广东省优秀城乡规划设计二等奖、《深圳市海岸带生态修复规划关键技术研究》获得2022年度金粤自然资源科学技术奖一等奖。

供稿人：秦正茂，深圳市规划国土发展研究中心主任规划师、高级工程师