2024年8月22日,上海市科学技术委员会主持召开了“横沙浅滩生境营造关键技术研究与示范”项目综合绩效评价会。该项目是市科委“科技创新行动计划”社会发展科技攻关项目之一,由华东师范大学牵头完成。市科委发展规划处领导和我校科技处处长出席了本次会议。经过专家评议,该项目顺利通过了验收。
图 “横沙浅滩生境营造关键技术研究与示范”项目综合绩效评价会
长江口承载着丰富的航运资源和生态资源,然而,受长江流域减沙、水沙变迁以及大型河口侵蚀环境影响,横沙浅滩滩面冲刷、滩体切割、滩涂面积持续减少,对周边河势和长江口深水航道安全构成威胁;同时,横沙浅滩长期处于水面以下,鲜有植被生长,生境单一、生态状况面临潜在危险。
为此,华东师范大学包起帆教授联合14家科研院所及企业组成研究团队,在市科委的支持下,于2021年8月起共同开展了“横沙浅滩生境营造关键技术研究与示范”项目的研究,旨在结合重大河口工程建设项目,为新横沙国土空间利用探索出一条生态优先、绿色发展的新路径。
早在2012年,研究团队就开始了包括横沙东滩和浅滩在内的新横沙研究,十年磨一剑,取得了一系列研究成果。新横沙定位历经了从“休闲旅游”到“战略留白”,再到“绿色发展”的曲折之路。这期间融合了研究团队多年来的创新智慧和不懈努力。
2013年起,研究团队结合水文、地形和生态监测、卫星遥感、数学模型、大型物理模型和生态评价等前沿技术,科学论证了以5米等深线为新横沙生态陆域边界的可行性,突破了国内外利用滩涂圈围造地搞建设的单一路径和方法,前瞻性地提出了将长江口深水航道疏浚土资源化、生态化利用与河口滩涂保育、国土空间资源预留相结合的新路径和新方法,为新横沙“战略留白”提供技术支撑。
成果促成了交通运输部和上海市合作机制新项目的落实。2016年上海市政府启动了全国规模最大的横沙东滩生态成陆工程——横沙七期、八期工程,总投资113.8亿元,至2020年生态化利用长江口深水航道疏浚土约2.1亿立方米,已为上海新增生态陆域56平方公里,呈现在人们面前的是一望无际的绿色植被区,成为横沙新洲的重要组成部分。
2017年研究团队所取得的成果被国《上海市城市总体规划(2017-2035年)》采纳,明确了“预留横沙东滩滩涂围垦资源作为城市长远发展的战略空间”“加强对横沙等海洋战略资源的保护和控制”,使新横沙首次纳入了城市发展国土空间的视野。研究成果还被《上海市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》采纳。
但从2020年起,横沙东滩整治工程结束后,新产生的长江口深水航道疏浚土又全部外抛入海。项目团队不忍看到宝贵泥沙资源再度白白浪费,提出了利用疏浚土进行生境营造的构想,得到了市科委的立项支持。
研究团队针对横沙浅滩出现的滩面侵蚀、生态基底缺乏等现象,凝练了河口滩涂侵蚀动力机理与演变趋势以及湿地生物多样性提升机制与过程两大科学问题,率先提出了利用疏浚土、固沙保滩、生境营造“三位一体”解决横沙浅滩滩面稳定和基底优化的重要观点和相应路径。
图 利用疏浚土固沙保滩工程设计示意图
项目通过横沙浅滩中长期侵蚀机理的分析、三维水沙数值模型、定床和动床物模实验研究,提出了复杂多动力条件下横沙浅滩演变侵蚀动力机理和中长期河势演变趋势特征,为横沙浅滩固沙保滩和生境营造提供了理论基础。
在工程布局和结构设计中融入多维度生境目标,解决了软地基、易冲刷环境下,滩涂保护与生境营造相结合的技术难题;定量研究了潮滩环境因子对重要湿地和水生生物的影响,辨识了其生境需求,提出了 “立体芦苇浮床”“植被带恢复”等与生境营造结合的生物多样性提升关键技术;创新构建了长江口大尺度水动力-泥沙-水环境耦合数学模型,首次开展了基于生物完整性指数的横沙浅滩生态系统健康评估。
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图 横沙浅滩固沙保滩生境营造方案示意图
项目组通过三年不懈努力,首次提出的横沙浅滩固沙保滩生境营造的方案,通过建言献策,已被国务院和上海市相关部门所采纳。目前,横沙浅滩固沙保滩稳定河势(横沙大道外延)工程先行段已经开工,成为上海积极落实长江大保护国家战略的新实践。这一项目成果的取得,标志着我院在长江生态保护领域取得了科研上的突破,更为长江大保护战略的实施提供了强有力的科技支撑。
图 横沙浅滩固沙保滩稳定河势(横沙大道外延)工程先行段建设现状