0 引言

我国是最早建设海堤工程的国家，修建海堤和护岸工程已成为沿海各地防灾减灾和发展生产的重要手段和措施，具有非常重大的经济效益、社会效益和生态效益^[1]。2015年中国海堤海岸线长度达到14 500 km，占中国180 000 km海岸线总长度的80%^[2]。2008年广西北部湾共有海堤349处，总长度1 073.75 km, 保护人口257.9万人，保护耕地面积7.73×10⁴hm^2[3]。海堤在取得重大减灾和经济效益的同时，也产生了不少生态问题，例如海堤建设改变了自然海岸线，侵占了红树林湿地，切断海堤外缘红树林随海平面上升的后撤之路^[4]，破坏了海陆过渡带生物廊道，简化海岸景观和生物多样性。

在确保海堤物理防护功能的基础上，提升海堤的生态价值和景观价值，促进海岸生态建设, 无疑是有益的尝试。受广西海洋局委托，2012年6月作者从生态学角度出发，编制完成了《广西防城港市西湾红沙环生态海堤整治创新示范工程概念性规划》，指导了海堤工程的生态设计，并代表广西海洋局监督了生态海堤的建设过程。本文仅从生态学角度对工程效果进行初步总结，以期对今后我国海堤及海堤生态化建设提供借鉴和参考，同时有助于滨海湿地整体生态修复技术体系的建立。

1 工程概况

“防城港市西湾红沙环生态海堤整治创新示范工程项目”位于防城港市西湾海域顶部的红沙环岸段(图 1)，北起倒水坳大桥西南侧海域，南至马岭岛。整治岸线全长约1 703 m，岸线整治范围宽约15~50 m。项目先北后南分二期实施，第一期整治岸线长803 m，第二期整治岸线长900 m；总投资3 421万元。项目用地面积约20.685 2 hm²，其中海域面积14.490 2 hm²，陆域面积6.195 0 hm²。红沙环生态海堤一期工程于2013年开工，2015年竣工验收，工程区在108°21′15.3674″E~108°21′41.5866″E，21°39′42.3647″N~21°40′36.9495″N。

该区域常年平均气温为21.6℃，最冷月1月均温13.4℃，极端最低气温2.4℃；年降水量2 466.5 mm，蒸发量1 645.2 mm，年均相对湿度81%。西湾海区潮汐类型属正规日潮，多年平均潮差为2.25 m，最大潮差4.93 m，多年平均海面0.37 m，多年平均海水盐度为25.0‰。防城河自湾北部向南流入，年均径流量17.7×10⁸m³，年输沙量14×10⁴t^[5]。

2 工程区环境压力诊断

整治工程实施之前红沙环岸线存在的主要问题有：1)简易海堤护坡年久失修，不坚固，护坡植被稀疏，石砌堤身裸露；2)堤前平行于海岸线的潮沟水深流急，海岸侵蚀严重，直接威胁堤脚安全和红树林的生长；3)海堤陆侧缺少植被，松散表土裸露，水土流失严重；4)海岸排污口流水直接冲刷滩涂，形成低洼潮滩，造成周边红树林滩涂的崩坍；5)裸露生硬的物理海堤不能给市区海湾带来任何美感，无亲水通道，缺乏休闲娱乐功能。

为彻底改变这一现状，作者提出了针对性的海堤自然化、绿植化、生态化对策——生态海堤建设。

3 生态海堤的功能定位

自然海岸植被茂盛，生态系列完整，具有较强的护岸抗侵蚀能力，但抵御强台风暴潮的能力有限；传统的物理海堤一般为砌石或钢筋水泥，不仅功能单一，而且破坏了海岸原有的动植物群落和自然景观，中断了陆海过渡带的生物廊道和生态缓冲带，降低了海陆过渡带的生物多样性，影响了人与自然的和谐，生态代价高(图 2)。因此，作者提出生态海堤至少要满足物理、生态和文化三大功能：首先，物理抵御、减灾防灾功能是海堤最主要的功能；其次，生态海堤应尽量保留或人工营造接近于自然的植被与景观要素，尽可能维持所在海域原有的海洋生命基本过程；最后，生态海堤应满足当地休闲、娱乐及科普教育的需求。

4 工程区基线调查内容

为了提出科学可行的生态海堤概念性规划，课题组建立了多学科专家组，对工程区全岸线进行了详细勘察和生态环境调查，因地制宜地确定生态海堤的功能要素与空间配置，形成了初步的规划方案。其步骤和主要内容为：1)海岸地形地貌勘察与测量。按照防洪标准，优先确定物理海堤标准与规模，确保护岸安全功能，为工程设计奠定基础。2)海岸自然植被及其小生境的勘察与边界定位。识别和判定可保护或可修复的植被及其生境的位置与边界，为生态设计提供乡土植物群落信息。3)滩涂高程测量与植被本底情况。判定堤前滩涂是否为红树林或盐沼植物的适宜生境。如果不适宜，则需确定通过浅坝等工程措施创建适宜生境的具体方法。4)给排水。除了物理工程按规范进行给排水设计外，应特别考虑生态海堤植被对淡水的需求，因地制宜地利用降水和人工补给淡水、根部排水的设施。5)社会经济需求调研。判定是否需要布设渔事活动陆海通道、小型码头、观光休闲和科普景区与廊道等附属设施。根据需求，确定合理空间和适合位置。6)海洋环境调查。海洋生态环境调查按国家相关规范和技术指南开展，为海域使用论证和海洋环境评价提供资料。7)资料与信息汇总分析。综合相关信息，分析兼容性与符合性，完成概念规划图件和说明，为生态海堤设计、工程量估算和概算等奠定基础。

5 生态海堤空间规划原则与功能区块设置

在勘察分析的基础上，进行生态海堤空间规划。为了确保海岸线长度和海湾美感，作者提出生态海堤规划遵守的科学准则为：1)尽可能保留海岸原有走势与地形，摒弃岸线取直规整的传统思路；2)尽量保留和修复原有海岸植被，构造海陆过渡带，缓坡入海；3)海堤绿化尽量使用乡土滨海植物，少用城市绿化常规树种和外来树种，杜绝生物入侵种；4)临海侧海堤堤脚是海陆生物廊道的链接点，应尽可能构造异质生境，有利于物种交流。

综合海岸现状、地理气候、相关规划和需求等因素，提出红沙环一期生态海堤18个功能区块的主要建设内容(表 1)，为工程设计提供控制性指标。该概念规划改变了单靠钢筋水泥护岸的传统模式，创立了集海岸防护、生物多样性保留、景观优化、娱乐休闲于一体的新型生态海堤模式(图 3)。

6 生态海堤效果评估 6.1 景观效果与防护功能

本文仅对2015年竣工的一期整治工程进行总结和评估。项目建设前后的景观变化见图 4。生态整治后，西湾红沙环海堤护坡得到全面绿植化、生态化，部分岸段实现缓坡入海，提供了旧海堤中不具有的亲水通道。海上栈道和海堤步道将海堤、红树林、滩涂、储水湿地、市政道路等景观要素有机链接成一体，形成高低错落的滨海景观。红沙环生态海堤一期工程建成的优美滨海景观吸引了大量市民和游客驻足观赏，得到社会的普遍肯定，已成为防城港市的一张海洋生态名片，成为我国生态海堤建设的一个成功范例。

矮坝显著地降低了潮沟中水流速率，促进了水体中悬浮物沉积和局部区域滩涂高程提升，为原先无林滩涂上红树种苗的定植与群落重建创造了条件。2017年9月调查表明功能区块K12 (表 1)人工营造的红树林成活率达65%、郁闭度近50%，显著提高了区域内滩涂抵御风、浪、流等侵蚀的生态功能。红沙环生态海堤建成以来已经遭受了5次台风袭击，尤其是2014年遭受在防城港市正面登陆的、百年一遇的超强台风“威马逊”的袭击后仍安然无恙，而标准海堤建设要求仅为二十年一遇；显然，海堤+红树林、海堤物理结构+植物护坡的生态海堤组合模式提高了海堤的防护功能。

6.2 功能区块规划与实施符合性

概念规划与工程设计、竣工验收结果之间存在偏差是正常现象。表 1显示，海堤护岸物理工程中除了简易海堤外，其它规划建设内容得到较好地采纳。休闲科普滨海文化工程中，除了栈桥得到落实外，其它建设内容均未实现。生物护岸生态工程中，除了植被护坡和红树林恢复得到较好贯彻外，其它建设内容基本未完成。尤其遗憾的是，海岸上原有稳定的半红树群落不仅没有得到保留和修复，反而在工程建设中被全部清除，极大降低了生态海堤的自然属性与特色。“有树就生态”的谬误在季雨林重建中表现得特别突出，与普通城市绿化所采用的树种基本没有违和感，未能体现乡土地带性植被特征。堤脚鱼礁是提高海堤前沿滩涂动物生境异质性以致生物多样性的重要设施，但由于缺少前期试验，实际放置的堤脚鱼礁体积偏小、形态和巢穴设计不科学，在潮水冲击下已破损几近解体，基本上未起到破浪、生物庇护的作用。总体看，生态海堤功能区块概念规划被采纳并实施的比例低于40%。

6.3 规划绿化树种的采纳率分析

表 2和表 3分别为生态海堤一期工程绿化规划推荐树种和2017年9月实地调查时所植树种，前者有24科32属33种，后者有19科21属26种，少了7种。规划中推荐的树种全部为乡土滨海植物树种，但最后被采用的只有红鳞蒲桃、黄槿、龙船花、厚藤和露兜树5个种，采用率仅15.16%。生态海堤绿化中实际种植的树种几乎全部为城市常规绿化树种(表 3)，其中42%还是外来物种，生态性在一期生态海堤工程中未得到充分体现。

7 讨论

随着科学发展观和绿色发展理念的形成与发展，海堤工程的设计与建设理念也相应地更新发展，兼顾生态需求，合理引入生态工程技术，减轻工程对生态系统的负面影响，已逐渐成为共识^{[1, 3-4, 6-9]}，但目前实践案例极为少见。与砌石陡墙、钢筋混凝土结构的传统海堤相比，红沙环生态海堤兼顾了物理抵御、生态防护、文化宣教和休闲娱乐功能，在生态理念付诸海岸整治实践中迈出坚实的一大进步，为国家海洋局《围填海工程生态建设技术指南(试行)的通知》^[10](国海规范[2017]13号，2017年10月10日发布)的编制发布提供了一个成功范例。防城港红沙环岸线经过了此番整治修复，重新具有了自然海岸形态特征和生态功能，因此该岸段被列为《广西海洋生态红线划定方案》(报批稿)^[11]的重点保护自然岸线，也纳入《防城港市海岸线保护与利用规划(2017—2020年)》(报批稿)^[12]的限制开发岸段之列，这与《海岸线保护与利用管理办法》^[13]强调“整治修复后具有自然海岸形态特征和生态功能的海岸线纳入自然岸线管控目标管理”的精神相符。总体上，生态海堤工程极大地提高了这一岸段的景观水平、生态效益和社会效益。

生态海堤建设是一个跨学科合作的新生事物，在规划、设计与施工各环节中，理念、认知与行业标准之间的不尽相符是难以避免的。对红沙环生态海堤一期工程而言，虽然功能区块规划被采纳并实施的比例仅40%左右，规划推荐树种的被采用率仅15.16%，但毕竟朝生态化方向迈出了重要一步，开拓性与示范意义重大。

造成理想与现实之间差距的原因是多方面的，概念规划方、工程设计方和施工方在理念追求和技术把握上的相互脱节可能是最重要的。首先，由于不是海堤建设方面的专家，概念规划团队提出的生态化形式和指标要求可能过高，过于理想化。其次，工程设计团队的生态知识背景和相关技术经验直接地影响到理念取向与设计成果。最后，施工团队出于施工便利、成本控制、工艺和材料等问题，中途提出变更建设指标要求。例如，由于概念规划上提出的绝大部分乡土滨海植物不是常规绿化树种，市场上没有此类苗木出售，同时缺乏成熟的养护技术，施工方提出变更要求，导致推荐树种被采用的比例很低。

尽管生态海堤的生态效益和社会效益极为显著，但相较于传统标准化海堤，生态海堤建设成本高出50%~100%，因此大规模进行生态海堤建设目前并不实际，但适合于对生态景观和人文氛围有特别需求的海岸，如海洋自然保护区、滨海湿地公园、海洋公园、滨海城市风景岸段、海洋度假区、临海房地产开发区等。在这些区域，额外增加的生态与文化成本可以通过生态环境改善产生的间接效益得到回报，尤其是在发达地区，生态海堤带来的经济效益很可能远远超过生态海堤的建设成本。