可持续沿海生态缓冲区的成本效益分析：多情景分析确定了最优的适应性管理策略

《Ecological Engineering》：Cost-benefit analysis of sustainable coastal ecological setback zones: Multi-scenario analysis identifies optimal adaptive management strategies

本研究通过深圳大鹏新区案例，划定基于历史最大侵蚀距离（Type II）和机器学习预测（Type I）的两种生态缓冲区，结合成本效益分析（CBA）提出三种管理情景（常规、生态保护后撤、生态适应性修复），论证Type II-Scenario 3策略为最优解，为沿海韧性管理提供决策依据。

　　

张子伟|黄宣浩|李阳帆|王建军|戴新钊

中国福建省海洋环境科学国家重点实验室、福建省海岸生态与环境研究重点实验室、厦门大学环境与生态学院海岸与海洋管理研究所，厦门361102

摘要

沿海地区面临着气候变化带来的威胁，迫切需要对这些区域进行空间管理。为了了解在不同情景下海岸后退区的划定，并确定海滩和沿海社区的最佳可持续适应性管理策略，我们的研究通过成本效益分析（CBA）绘制了多种海滩生态后退区方案，并选择了最优的沿海可持续适应性管理策略。研究结果表明，基于历史最大退缩距离划定的II型生态后退区可以有效应对未来海平面上升带来的沿海风险。我们建立了三种沿海后退区的可持续适应性管理方法：照常营业（方案1）、生态保护退缩（方案2）和生态适应性恢复（方案3）。这些方案充分考虑了海滩侵蚀、旅游业和生态价值，以及海滩后方沿海社区的建筑密度的影响。以深圳市大鹏新区为例，通过CBA分析得出II型-方案3的生态适应性恢复策略是最优的后退区解决方案。研究结果表明，政策制定者应选择最具成本效益的沿海后退区规划方案，并根据当地情况进行调整。这些发现有助于推动海滩和沿海地区的适应性管理规划，减少沿海地区的灾害风险，进一步促进经济可行的可持续管理和沿海地区的公平发展。

引言

沿海地区，包括人类社会和生态系统，面临着全球气候变化的重大风险。这些沿海地区居住着全球约40%的人口，集中了工业、交通和旅游等核心经济活动，使其极易受到未来气候风险的影响（Mazor等人，2021；Fang等人，2022；Ohenhen等人，2024；Arshad等人，2025）。在全球气候变化和人类活动的共同影响下，21世纪将面临广泛的严重海岸侵蚀现象，损害沿海生态系统的恢复力和健康（Wang等人，2025）。蓝碳生态系统（如红树林、盐沼和海草床）在全球碳减排工作中受到了广泛关注，而海滩——占世界无冰海岸线的三分之一，并提供包括文化服务在内的多达56项生态系统服务，同时对沿海灾害具有显著的缓冲作用——却仍未得到充分重视（Harris和Defeo，2022；He等人，2025；Enríquez-Hidalgo等人，2025）。然而，海滩生态系统正面临海平面上升和波浪能量增加的风险，预计到本世纪末几乎一半的海滩将消失，而沿海地区的空间规划仍然严重不平衡。

沿海地区的快速城市化对沿海生态系统构成了严重威胁，成为这些地区可持续发展的主要挑战（Lansu等人，2024）。在沿海建成区，气候缓解措施的效果有限，未来沿海风险的关键决定因素在于沿海建设的地点。发达的沿海地区需要新的管理策略来适应这些不断增加的沿海风险（Wing等人，2022）。有效的适应性管理措施可以减少快速城市化和海平面上升造成的沿海挤压（Magnan等人，2023）。适应性管理不仅仅是对变化的响应，而是一个基于信息更新的反馈驱动的决策和学习过程，强调在不确定性下优化策略。这种方法适用于对海岸侵蚀风险反应迅速且对生态服务敏感的海滩生态系统，需要不断权衡和规划海滩及沿海空间区域。作为复杂的海洋生态系统，海滩需要管理实践来建立人类活动与生态系统适应之间的动态平衡机制（Miura等人，2021；Romero-Martín等人，2025）。当前的适应性策略解决了海滩对侵蚀的脆弱性问题（Canul Turriza等人，2024；Sulis等人，2024），以及未来海岸线变化和海平面上升带来的侵蚀风险（Nicholls和Cazenave，2010；Cai等人，2022）。然而，现有研究缺乏将海滩与沿海地区的社会经济动态因素相结合的空间规划和预测分析。现有的措施往往侧重于经济最大化，过度开发海滩和建设建筑物，导致沿海发展的可持续性不足。

政府间气候变化专门委员会（IPCC）关于《变化中的气候下的海洋和冰冻圈》的特别报告再次强调，沿海后退是应对海平面上升和沿海风险的一种特别有效的潜在手段，发挥着重要的协同作用（IPCC，2022）。现有研究表明，应对沿海挤压效应的沿海后退策略可以系统地分为三类：保护措施、适应性措施和管理后退（Haasnoot等人，2021；Wolff等人，2023）。这三种策略在维护沿海生态系统空间和功能方面具有独特的优势和局限性，具体的策略选择和实施路径需要根据区域社会经济发展水平、生态特征等因素进行系统评估。成本效益分析作为一种经济可行性评估工具，有助于权衡海滩管理措施的成本和收益，帮助决策者更好地了解计划干预措施的环境、社会和经济影响，是支持沿海管理决策过程的有效方法（Turner等人，2007；Pombo等人，2024）。通过CBA实现最佳管理策略可以建立多情景的自然和社会耦合模型，这对于准确预测海滩海岸线侵蚀、深入理解影响机制、维护生态功能和社会经济价值，以及为沿海生态系统管理提供科学决策基础非常重要（Bhattacharya等人，2025）。

我们的研究通过划定和设计两种类型的海滩生态后退区和三种空间管理方案，扩展了现有沿海建筑后退线概念框架的空间维度。它采用从线性边界向区域分区的转变，并通过CBA确定最佳适应性管理计划。为了验证我们的解决方案，我们通过实地调查结合遥感图像获得了中国深圳市大鹏新区的气岸线和实地数据，并研究了当地平均收入水平和与城市规模相关的主要经济数据。研究系统地分析了学术文献中发布的与沿海后退相关的内容，并更广泛地比较了最佳适应性管理策略。根据预测和历史海岸线，将六个当地海滩划分为I型和II型沿海生态后退区，并设置了三种方案：照常营业（方案1）、生态保护退缩（方案2）和生态适应性恢复（方案3）。通过CBA分析，结合混合保护策略和计划中的沿海建筑退缩的方法被确定为最佳的沿海适应性管理策略，产生了最高的效益，证明是最可持续的。这些发现为沿海后退区规划研究提供了高度相关的见解，使决策者能够实施切实可行的适应活动，有效增强海滩和沿海地区应对未来气候风险的韧性和可持续性。

研究地点

大鹏新区位于中国广东省深圳市东南部，介于大亚湾和大鹏湾之间。该地区拥有125公里的海岸线，拥有48个天然海滩，占深圳市所有天然海滩的96%。在全球气候变化加速和快速城市化的压力下，大鹏的海滩面临着重大的环境和社会经济挑战。作为国家海洋生态示范区，大鹏新区实现了46,661

多情景下海滩生态后退区的划定

I型生态后退区是根据神经网络模型的最大侵蚀预测划定的。预测显示，到2050年，玫瑰海滩、金水湾海滩、西冲海滩、东冲海滩、竹角沙海滩和金水湾海滩的最大侵蚀距离（平均值）分别为11.9米、7.1米、7.2米、1.6米、7.3米和5.3米。相应的I型生态后退区面积分别为10,499平方米、12,908平方米、21,024平方米、1,238平方米、3,177平方米和16,568平方米

未来后退方案选择与可持续沿海规划之间的权衡

本研究中定义的生态后退区允许采用多样化的管理策略。传统的沿海后退线禁止建筑施工，而我们的分区方法使用经济和生态指标为每个海滩选择最佳的管理方法，从而促进自然系统的演变与社会发展需求之间的动态协调（Siders等人，2019）。与专注于政策导向的后退线的研究相比

结论

根据历史海岸线侵蚀数据结合机器学习对未来海岸线侵蚀的预测，定义了两种类型的生态后退区。这些以生态为导向的后退区作为关键的保护区域，在满足发展需求的同时维护沿海生态系统的完整性。通过对三种管理方案（照常营业、生态保护退缩和生态适应性恢复）的成本效益分析，II型-方案3

CRediT作者贡献声明

张子伟：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，方法论，形式分析，概念化。黄宣浩：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法论，形式分析，概念化。李阳帆：撰写 – 审稿与编辑，资源获取，项目管理，资金筹集，概念化。王建军：撰写 – 审稿与编辑，资金筹集。戴新钊：撰写 – 审稿与编辑，资金筹集。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（NSFC）（项目编号：42276232）和广州自然资源规划与海洋技术协同创新中心（项目编号：2023B04J0191）（关于海洋资源综合监管关键技术研究和智能决策平台建设）的资助。我们感谢厦门大学的朱文超先生在准备本手稿期间提供的宝贵意见。最后但同样重要的是，