1、4期http:/红树林防灾减灾功能研究进展及保护修复建议陈新平1,2，王斌3，尹子祺1,2，程珺4，林鹏智5，国志兴2，朱俊宁6，赵明利7，姜彦琪1,2，王宇星2，鲍献文6（1.河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏南京210098；2.自然资源部海洋减灾中心，北京100194；3.海南省人民政府，海南海口570203；4.大自然保护协会，北京100600；5.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065；6.中国海洋大学海洋与大气学院，山东青岛266100；7.国家海洋局南海规划与环境研究院，广东广州510300）摘要：本文全面总结分析了国内外关于红树林在消浪（波）弱（
2、缓）流、抵御风暴潮灾害、防风，以及减轻海啸灾害和适应海平面上升等领域的研究进展。结果表明，100 m宽度的红树林带可消减13%66%的海浪波高，每千米宽度的红树林带可将风暴潮最高水位消减448 cm，数百米宽度的红树林可以使海啸引起的淹没深度降低5%30%。红树林植被密度、植被带的宽度、植被形态特征、地形与高程等因素是影响其减灾功能的关键因素。红树林减灾作用机理研究和定量评估方法主要包括基于现场观测数据分析、物理模型试验和数值模拟3类方法。众多学者开展了红树林对水体流动的拖曳力系数研究，模拟了红树林中的水体运动的波流运动模型。然而，目前红树林减灾功能的现场观测数据仍然偏少，物理模型试验和数值模
3、型中采用的红树模型较为简单，对不同种类红树林的复杂特征以及植被柔性作用的考虑尚显不足，需要进一步研究。此外，红树林保护修复应该充分考虑生态和减灾协同增效的因素，构建基于自然解决方案的海岸综合防护体系，提出红树林生态系统修复的优化布局。关键词：红树林；海岸防护；防灾减灾；减灾效益；海岸带韧性中图分类号：P714+.3；S76；X37文献识别码：A文章编号：1001-6932(2023)04-0469-12Doi:10.11840/j.issn.1001-6392.2023.04.010收稿日期：2022-02-14；修订日期：2022-05-25基金项目：国家自然科学基金（42106204）；国
4、家重点研发计划（2020YFD0900701）作者简介：陈新平（1980），博士，研究员，主要从事物理海洋、海洋防灾减灾、生态系统减灾方面的研究，电子邮箱：通信作者：尹子祺，硕士研究生，电子邮箱：Research progress on mangrove forest disaster prevention andmitigation functions and suggestions for protection and restorationCHEN Xinping1,2,WANG Bin3,YIN Ziqi1,2,CHENG Jun4,LIN Pengzhi5,GUO Zhixing2,
5、ZHU Junning6,ZHAO Mingli7,JIANG Yanqi1,2,WANG Yuxing2,BAO Xianwen6（1.College of Harbour,Coastal and Offshore Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China;2.National Marine Hazard Mitigation Service,Beijing 100194,China;3.The Peoples Government of Hainan Province,Haikou 570204,China;4.The Nature
6、 Conservancy,Beijing 100600,China;5.State Key Laboratory of Hydraulics andMountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China;6.College of Oceanic and AtmosphericSciences,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;7.South China Sea Institute of Planning andEnvironmental Research,S
7、tate Oceanic Administration,Guangzhou 510300,China）Abstract:This study provides a comprehensive summary of mangroves hazard mitigation functions,including attenuatingocean waves,reducing storm surges,dissipating wind speeds,protecting the coast against tsunamis and adapting to sea levelrise.Previous
8、 studies have shown that a 100 m-wide mangrove belt can reduce wave heights by 13%66%,the mangrove beltper kilometer width can reduce the maximum water level of storm surges by 4 cm48 cm,while the mangroves with a width of海洋通报MARINE SCIENCE BULLETIN第42卷第4期2023年8月Vol.42,No.4Aug.202342卷海洋通报http:/hundr
9、eds of meters can reduce the inundation depth caused by tsunamis by 5%30%.The factors such as mangrove vegetationdensity,width and morphological characteristics as well as topography and elevation are among the key factors affecting thedisaster reduction function of mangroves.Mechanism study and qua
10、ntitative assessment methods for mangrove disaster reductionare mainly based on field measurement data,physical modelling and numerical simulations.Various studies have exploredthe expression of the drag force coefficient of mangroves affecting on the water flow,and developed wave flow motion models
11、for simulating water movements in mangroves.However,there are still some deficiencies in previous studies that require usto further study:there is still a lack of observation data of mangrove disaster reduction function;the mangrove modes used inphysical model experiments and numerical models were s
12、till relatively simple;the complex characteristics of different mangrovesand the flexibility of mangroves are still insufficient in numerical models.In addition,mangrove protection and restoration shouldfully consider the synergy effects of ecological and disaster reduction,to build a comprehensive
13、coastal protection system basedon nature-based solutions and propose an optimized layout for mangrove ecosystem restoration.Keywords:mangrove;coastal protection;disaster prevention and mitigation;disaster reduction value;coastal resilience红树林是以红树植物为主的常绿乔木、灌木组成的木本植物生态群落，作为重要的海洋湿地类型之一，主要分布在热带、亚热带的海岸潮间
14、带。中国是全球红树林分布的北缘地区，主要分布于广东、广西、海南、福建、浙江，以及香港、澳门和台湾等地。同时，中国是世界上海洋灾害最严重的国家之一，台风、风暴潮、灾害性海浪等极端天气和海洋过程严重威胁着中国沿海地区人民群众的生命财产安全，成为制约沿海经济社会发展的重要因素之一1。沿海各级政府沿着海岸线修建了漫长的海堤，构成了新的“万里长城”2，然而却不可避免地破坏了海岸带自然生态系统。大量研究显示，红树林等海岸带生态系统具有抵御海浪、风暴潮等海岸防护和防灾减灾功能3-4。红树林的地上根系、树干、林冠等结构能够降低风力和海浪能量，减少风暴潮造成的增水淹没5-6，能够有效固滩护岸、促进沉积，从而防止
15、岸线侵蚀7，甚至能在一定程度上抵御海啸8-10，保护沿海社区免受极端天气事件的影响11-12。红树林拥有超强的生产力和显著的固碳储碳功能13-14，是蓝碳生态系统（蓝色森林）之一15-16，可以缓解全球气候变化16-17。此外，由于全球和区域气候变化，许多沿海区域的洪涝、风暴潮等灾害风险正在增加18，通过红树林等海岸生态系统的构建和恢复防御沿海洪涝灾害可提供比常规沿海工程更加可持续、更具成本效益，生态选择上也更合理19。总之，红树林可以有效降低台风和风暴潮等灾害带来的负面影响，提高海岸带的生态和社会经济弹性20-21，是“绿色的海岸卫士”，其带来的海岸防护和经济效益日渐受到重视。本文在阐述我国
16、海洋灾害基本特征的基础上，全面分析总结了红树林的防灾减灾功能和海岸防护效益的国内外研究进展，对红树林发挥消浪弱流、抵御风暴潮灾害、防风、减轻海啸灾害影响，以及适应海平面上升等不同的海岸防护效益和防灾减灾功能方面分别作出分析和研究，并给出常用的红树林减灾效益经济价值的量化方法和模型。最后，本文提出以防灾减灾为目标的红树林保护与恢复建议，旨在全面了解红树林海岸防护和防灾减灾功能的研究进展，并为相应的生态保护修复提供有益参考。1红树林海岸防护和防灾减灾作用机理中国沿海地区面临着不同程度的台风、风暴潮、海浪、海啸、海平面上升等海岸灾害威胁1。其中，风暴潮灾害造成的直接经济损失最为严重，而海浪灾害是发生最频繁的海洋灾害1。全球性的气候变化可能加剧气旋运动及其引起的风暴潮，导致部分地区由风暴潮引发的灾害风险日益加剧22。同时，全球平均海平面呈现上升的趋势，19932019 年全球平均海平面上升速率为 3.240.3 mm/a23，同期中国沿海海平面上升速率约为3.9 mm/a1,24，高于全球同期平均水平。红树林具有消浪弱流、抵御风暴潮灾害、防风和减轻海啸灾害等防灾减灾功能，对其作用机理进行综合阐
