日本东京湾环境再生计划(一期)对中国渤海湾环境保护与修复的启示

熊红霞，戴明新，彭士涛，胡健波

(交通运输部天津水运工程科学研究所 水路交通环境保护技术交通行业重点实验室，天津 300456)

湾区经济作为一种重要的滨海经济形态，成为世界众多一流城市发展的共同体，目前世界上最发达的区域往往集中在湾区周边，如纽约湾区、旧金山湾区、东京湾区等[1]，而这些经济发达的湾区都拥有良好的生态环境，而这些湾区也都经历了先污染后治理的过程[2]，研究其经验和教训对渤海湾经济的发展和环境改善具有重要的借鉴意义。

“十一五”、“十二五”期间，渤海湾地区的产业快速发展，掀起了开发海洋和利用海洋的热潮，上马了一系列的大型项目和工程，对渤海湾生态环境带来了极大的影响。“十三五”期间，渤海湾成为全国创新驱动经济增长新引擎，这对渤海湾地区的资源环境提出了更高的要求，因此，在分析渤海湾环境问题的基础上，总结借鉴东京湾环境恢复和建设经验，为今后渤海湾经济建设的环境保护提供技术支撑。

1 日本东京湾的产业特点及对环境的影响

1.1 东京湾的自然及产业概况

东京湾是位于日本本州岛关东平原南端的半封闭海湾，像一个布袋，内宽口窄，深入内陆80 km，东西两侧被房总半岛(千叶县)和三浦半岛(神奈川县)所环抱，通过两个半岛之间狭窄的浦贺水道与西邻的相模湾会合后，与太平洋相连，岸线总长约1 650 km，海域面积1 320 km2，陆域面积7 881 km2。东京湾是日本的政治、经济和产业中心，人口约2 900万，区内有东京、横滨、川崎、船桥、千叶等5个大城市，以及市原、木更津、君津等工业重镇；东京湾临海地带的填海造地主要用于大型产业基地开发、港口开发和工业用地，工业主要包括钢铁、有色冶金、炼油、石化、机械、电子、汽车、造船等。东京港货物年吞吐量4 000×104t，是日本第6大港。

良好的岸湾条件和20世纪下半期后不断的填海造陆，特别是二战以后城市化加速，环绕东京湾的海滨90%都被开发成人工海岸线，出现了很多人工岛屿。东京湾填海面积已达252.9 km2。东京湾的地形由于填海和疏浚的原因，造成浅滩丧失，另外填海造地使周边区域的水深有所增加。由于人口高度集中和产业密集，大批工厂排放的“三废”，严重污染了当地的环境，产生了诸多的生态环境问题，如大气遭受污染，海水水质变坏，赤潮频繁发生，海洋生物资源退化，天然岸线被人工岸线替代，沿海湿地几乎丧失殆尽[3]。

1.2 东京湾发展对环境的影响

(1)对水环境的影响。东京湾海水交换时间具有夏季短、冬季长的特点，年平均交换时间约28 d。这种水交换特性，造成了从下水道经由河流排海的陆源污染物容易在东京湾累积。东京湾水质恶化主要来自生活污水和工业废水。依托东京湾发展起来的东京大都市圈，包括东京都、琦玉县、千叶县、神奈川县等一都三县，面积13 562万km2，占全国总面积的3.5%，常住人口为3 850万人。流入东京湾的主要河流有江户河、荒河、多摩合、鹤见河等，带来大量的陆源污染物[4-5]。据调查，东京湾水中污染物69%来自富含氮、磷等营养物质的生活污水。东京湾因开发活动所进行的围海造地，形成了临时工业基地，区域内有东京、横浜、川崎、千叶、船桥、琦玉等大城市，以及市原、木更津、君津等工业重镇，工厂排污造成了水质污染，东京湾水环境污染21%来自工业废水[4-5]。

(2)对生态环境的影响。1965～1975年间的大规模围海造地，填埋了25 000 hm2海面，相当于东京湾两成的海域面积。大规模的填海造地，严重破坏了东京湾的生态环境，使得纳潮量减少、海水的自净能力减弱，最终导致海水水质恶化、海洋生物资源退化。围海造地还严重破坏了东京湾的湿地，明治时代的湿地90%以上已经丧失，造成潮间带生物生存环境退化，极大地降低了自然海岸和滩涂具有的水质净化和生物生存的功能，东京湾大部分自然岸线已经被混凝土直立护岸取代[6-7]。

而围海造地在湾内形成的较大规模的疏浚洼地，成为贫氧水团容易发生的海区，也是青潮的多发区。每当水质恶化，出现贫氧水团，或者发生赤潮时，就会造成大量生物死亡或者迁移。多年来，由于海底沉积了相当厚的污染物，90年代以来，赤潮频发，给近海养殖业带来灾难性后果。据东京湾环境情报中心公布的数据显示，自1979年起，东京湾赤潮的高峰期出现在1982年左右，当年出现了69次赤潮[8]。

2 东京湾环境再生计划第一期(2003～2012)

为了恢复人与海洋的自然接触，再现“美丽富饶的东京湾”，日本政府先后制定了《东京湾环境再生计划》一期和二期。其中一期计划于2001年12月4日制定，2003年开始实施，由日本国土交通省、海上保安厅、农林水产省、林野厅、水产厅、环境省等相关部门参与，涉及埼玉县、千叶县、东京都、神奈川县、横滨市、川崎市、千叶市。该计划的目标是快速恢复湾内海水环境，增加生物量，再现美丽富饶的东京湾，第一期的主要任务是削减陆域污染负荷、改善海域环境质量、实施环境监测[9]。2012年相关部门对第一期的实施效果进行了评估[10]，并制定了第二期的实施方案。

2.1 削减陆域污染负荷

(1)采取的对策。为了减少排入海湾的污染物，该计划提出通过控制污水排放量，进行污染物总量控制；普及和提升改造下水道、农村排水设施，合并处理净化槽等各种生活排水处理设施；建立河流直接净化设施，以减少有机污染物的排放；通过建立多种多样的管理制度和措施，减少面源污染源的排放量，并号召市民参与到计划中来，回收水体中的浮游垃圾等，通过削减陆域污染负荷达到改善港湾水质的目的。

(2)实施效果。

①污染负荷总量。2013年对计划的实施效果进行了评估，通过调查发现，东京湾流域COD、TN和TP的污染负荷总量分别为193、199、12.9 t/d，与2006年的水质污染物总量控制目标值相比，分别降低了5.2%、7.0%、7.2%，东京湾的污染负荷正在稳步减少。

②水质改善情况。选取COD、TN和TP作为评价水质的指标，调查发现，东京湾海域海水上层、下层的COD大体上持平，虽然没有明显的改善，但是看不出恶化的倾向。水体中下层TN在慢慢好转，而TP变化极为缓慢，但是可以看出有好转的趋势。

③DO改善情况。日本将水体中DO含量低于3 ml/L(4.3 mg/L)的水定义为贫氧水团。每年夏季对东京湾底层DO情况进行监测，监测结果表明，通过实施一系列水质改善措施，取得了一定的成效。但作为最大目标的底层DO改善并不显著，海湾内部夏季会产生贫氧水团，导致青潮爆发进而导致大量生物死亡。因此，底层贫氧水团对底栖生物的生存带来影响。

2.2 改善海域环境

(1)采取的对策。海域污染负荷削减措施：对污染严重的河流进行底泥疏浚，同时开发底泥中有机污染物去除技术，最终将疏浚底泥用于浅滩的底质改善；另外，利用清扫船回收并清除漂浮在海面上的浮游垃圾，还进行赤潮回收技术的开发；同时进行积极的宣传，提升民众的环保意识，推进NPO(Non-profit Organization)和渔业者等的海底垃圾回收和海滩清扫活动。

提高海域净化能力：尽可能地保护现存宝贵的湿地、海涂等资源，在政府记录备案。以恰当的管理手法再生、创造海滩、浅场及海滨藻场，放置利于生物附着的港湾构造物，结合地域特性，将垂直护岸改造为利于底栖生物栖息的斜坡护岸，另外，对临海地区用地掘砂造成深坑洞进行回填。再者，恢复区域不局限于海涂、藻场等大规模区域，同时对一些民众比较关心的重点区域进行恢复。

(2)实施效果。经过10 a的努力，减缓了东京湾的海域污染负荷，在此期间，共进行了约308 300 m3的污泥疏浚，覆砂约460 700 m3，覆盖面积约47.1 hm2。通过消除、覆盖营养盐等内部负荷源来改善底质(削减营养盐等溶出量、削减DO消耗量)、改善水质，一定程度上增加了生物的多样性及生物量。在东京湾环境再生计划实施期间，通过清扫船回收了大约7 486 m3浮游垃圾，由NPO和渔业者等开展的海底垃圾回收和清扫活动共进行了41次，11 882人的参加，回收约44.3 t垃圾。

在东京港羽田海域有效利用疏浚泥沙修复了4.1 hm2滩涂，在川崎港东扇岛地区修建了1.4 hm2人工海滨湿地，增加了亲水空间，在东京港中央防波堤实施了海滨建设，约3.0 hm2，在东京湾内开展了3处滩涂、滨海湿地修复工程，恢复了约30%的藻场面积；在千叶港葛南中央地区、东京港运河等4处修建了长约2 215 m具有生物附着功能的港湾构造物和13.9 hm2的滩涂藻场，通过监测调查发现，构造物具有栖息地的功能，底栖生物和鱼类等多种性有明显的提高，实现了自然环境的再生。

从东京都、千叶县及神奈川县赤潮的调查数据来看，再生计划实施后，无论是都县，还是整个东京湾，赤潮发生次数都有随着时间减少的倾向。

在千叶港及湾内部发现还存在有大量的贫氧水团，并且发现贫氧水团所在区域水质恶化严重、底栖生物几乎不存在。因此，对千叶港及湾内部存在的深坑进行了填埋，泥沙回填量约1 500万m3，并在千叶港千叶中央地区，安装了高浓度氧水发生装置，以改善底质环境。

2.3 建立东京湾监测系统

监测对象主要包括海底DO及底栖生物，通过船舶等加强海潮流及水质监测、依靠人造卫星实时监视赤潮等的发生，并将监测数据进行共享，同时还发动民众参与监测活动。

对东京湾区域定期开展包括底层DO在内的环境基准项目的水质调查，千叶县水产综合研究中心公布了根据国家测量值制作的贫氧水团速报，从2008年度开始国家及九都县市等联合开展每年夏季的东京湾水质调查。在东京湾设置了浦安冲、千叶港波浪观测塔、千叶港口第一号灯标、川崎人工岛四处定点观测点，并安装了水质连续测量的装置，其中千叶港海岸的千叶灯标上的水质连续测量的装置每隔1 h对DO、水温、盐分、浊度、叶绿素A浓度以及每隔水深1 m的海水的流向、流速进行观测，并在网站上公开监测数据。另外，九都县市还定期对各自负责的区域进行底栖生物调查。千叶县，东京都，神奈川县分别记录了各自海域赤潮发生次数，发生期优势浮游生物、水质等。海上保安厅利用人造卫星的观测数据，记录赤潮等的发生、变化过程及消失等情况，并在网站公布观测成果，相关监测结果在网站上可以进行查询。

2.4 东京湾环境再生计划第一期总体效果评估

通过东京湾环境再生计划第一期(2003～2012)的实施，使流入港湾的污染负荷减少，由于沙滩和藻场的修复和建造，生物的种类和数量都明显增加，具有显著的效果，但是，作为行动计划(第一期)评价指标的湾内底层的DO没被改善。东京湾的环境再生，不是短期能达成的，是通过在不同地方实施小规模的环境改善，一个一个修复工程的积累，是一个长期的过程，同时还要制定更加灵活的管理体制。

3 中国渤海湾现状

中国渤海湾位于渤海西部，三面环陆，北起河北省乐亭县大清河口，南到山东省利津县新黄河口，面积约14 700 km2，是一个半封闭性内湾。沿岸主要行政区包括天津、河北省的沧州、唐山以及山东省的滨州、东营五市。渤海湾沿岸港口众多，其中天津港、黄骅港和曹妃甸港是三个最大的港口，天津港是我国最大的人工海港，也是我国北方最大的综合性港口。渤海湾优越的地理位置、特殊的地质地貌、良好的气候条件、丰富的自然资源使其成为环渤海经济圈的重点开发岸段。

近年来，由于多个国家级发展战略和总体规划的实施，渤海湾沿岸经济发展迅猛，集中了化工、港口、养殖、油气、矿产、旅游、盐业等多种工业活动，为了适应经济的迅速发展，弥补土地资源的不足，该区域进行了大规模的围海造地工程[11]。特别是唐山曹妃甸和天津滨海新区，至2014年1月，人工填海造地面积210 km2。将2016年渤海湾海岸线与1984年进行比较，发现滩涂面积从2 244 km2减少至约746 km2，减少了三分之二；植被面积从375 km2减少至约28 km2，面积减少超过九成；海洋面积减少296 km2，其中超过一半被盐田侵占，三分之一被港口及临港工业侵占，海水养殖和城市开发侵占面积也较为可观，但均不超过一成。

渤海湾入海河流众多，有海河、蓟运河、独流减河、永定新河、潮白新河、子牙新河等12条河流注入，并有大沽排污河和北塘排污河等多条排污河排入。渤海湾每年接纳天津、北京和河北省的污水约10亿t，有些污水直接在岸边排放而未有任何污水处置工程，渤海是中国的半封闭型内海，由于封闭性强，水交换周期长，陆源排污导致渤海湾成为我国近岸海域海水污染严重区域之一，特别是无机氮污染比较严重，无机氮质量浓度在0.321～1.010 mg/L之间，平均为0.575 mg/L，劣于第四类海水水质标准，但自2013年有所好转，无机氮质量浓度符合第三类海水水质标准[12]。张文亮等研究结果表明，渤海湾溶解性无机氮的极小剩余海洋环境容量在I类和Ⅱ类水质标准下均为负值，渤海湾的DIN已经超标[13]。

渤海湾一系列的开发建设活动，对渤海湾滩涂、近岸海域生态环境产生了深刻的影响。填海造地和陆源排污使近岸海域水环境容量下降，破坏海域潮流系统[14-15]，降低沿海滩涂对污染的隔离处理功能，削弱了海水自净能力，导致水质恶化加剧，造成近岸水域污染。滩涂围垦改变自然海岸格局，对生态系统产生强烈扰动，侵占了生物栖息环境，打破了近海生物链，导致物种减少、渔业资源衰退。

4 对中国渤海湾环境保护与修复的启示

4.1 渤海湾与东京湾的相似之处

渤海湾与东京湾都是半封闭型海湾，环湾地区经济发达，城市众多，人口密集。东京湾沿岸城市主要有东京、横滨、川崎、千叶等，人口达3 850万人。渤海湾面积1.59万km2，沿岸城市主要有天津、沧州、唐山、滨州、东营等，渤海湾沿岸常住人口总量为3 676.05万人。两湾气候带较近，均受季风影响。两湾地区都聚集了多个港口，渤海湾主要有天津港、黄骅港、曹妃甸港、秦皇岛港、京唐港等港口，东京湾有横滨港、东京港、千叶港、川崎港、横须贺港和木更津港等。两地工业基础相似，都建有临港工业区，工业密集。

两地的发展都依托港湾资源，由于工业污染、无序开发、围海造地及上游人类活动影响，对港湾生态环境产生破坏性的影响。

4.2 渤海湾与东京湾的不同之处

港口条件不同，渤海湾有几条较大河流的注入，河流含沙量大，滩涂广阔，淤积严重，为典型的淤泥质海岸，而东京湾只有几条小河注入，海湾淤积较小；两湾产业发展过程不同，东京湾的现代经济整体开发已有100多年的历史，已经形成了高密度、大规模产业群和人口密集的东京都市圈；渤海湾地区的开发自改革开放开始，仅有40余年，工业化和城市化进程正在大步推进，信息化也刚刚起步。

两地工业发展成熟度不同，东京湾内京滨、京叶两大临海工业带是日本发展最为成熟的临海工业带，其工业产值及人均产值在日本众多临海工业带中位居首位。东京湾拥有较为庞大和坚强的制造业，其企业是内生的，根植性强，工业化是在自身技术革命或引进消化吸收先进技术之后，主动地实现的，并正在集中精力发展服务业和高科技产业以实现产业升级[10]；渤海湾地区重化工业密集，钢铁、石油、化工、装备制造产业是渤海湾地区的支柱产业，临海经济还不成熟，产业结构正在不断优化调整和换代升级。

4.3 对渤海湾环境保护与修复的启示

东京湾在发展经济的过程中忽视了环境保护，经历了先污染后治理的过程，给社会和环境带来了灾难性的后果，中国渤海湾正处在经济高速发展的过程中，要吸取日本的经验教训和当今先进的环保理念，让经济建设和环境保护和谐发展，探索出适合渤海湾环境保护与经济增长相协调的发展之路。日本东京湾的发展历程及环境保护经验和教训对中国渤海湾的产业发展及生态环境保护有如下启示：

(1)制定科学合理的发展规划，促进经济和环境协调发展。对湾区内的产业进行合理的空间布局和规划，分工合作，使其与区域生态环境相协调；东京湾土地资源稀缺、区域经济发展不平衡，日本政府多次对东京湾的规划和开发方针进行修改。在渤海湾开发建设中，各种规划应遵循生态优先的原则，根据渤海湾的环境特点进行产业布局规划，重点保护好自然岸线和滩涂，尽可能维持自然浅滩原貌等原生态资源，减少人为干扰；制定渤海湾生态保护与发展规划，对退化的岸滩实施生态恢复和修复工程，建设湿地公园、自然保护区，加强沿海滩涂资源、生物资源的保护和利用，促进人与自然的和谐相处。

(2)以政府为主导，推动环保事业发展。充分发挥政府和各职能部门指挥和宏观调控的作用，建立健全从中央到地方政府的环境保护体制，并不断制定与完善有关环境保护的法律、标准和制度，依法促进环保工作的实施；通过实施一系列有效的政策措施对企业予以引导，增强其环保意识，鼓励其对环境保护进行投资，同时，政府利用市场机制，联合科研部门和第三方机构共同开展污染防治研究，制定和不断完善环境综合治理措施；政府带头购买带有环保标志的环保产品，不断推动环保产业的发展。

(3)引进先进的环保技术，增强自主创新的能力。随着渤海湾战略地位的不断提升，沿岸工业发展迅猛，重化工仍将是渤海湾地区的支柱产业，同时渤海湾还将成为国家重要石化产业基地，另外，装备制造业也将成为渤海湾的新兴支柱产业，这些产业的发展不可避免对周围生态环境带来影响。因此，渤海湾在今后的发展过程中，应借鉴东京湾的经验教训，引进先进的环保理念，采用先进的清洁生产技术和环保措施，将环境污染降至最低。同时，在引进消化外来技术的过程中，形成具有自主知识产权的新技术，促进我国环保事业的发展。

(4)建立完善的渤海湾生态环境调查监测体系。针对渤海湾，建立系统的监测和观测站位，国家设立海域环境保护基础调查站位，各个涉海高校以及研究机构建立不同侧重方向的监测站位，并引进先进的监测设备与技术手段，对渤海湾的水环境和生态环境变化进行长期观测，并且通过互联网进行环境数据与信息的资源共享，为渤海湾的开发与环境保护提供基础数据。

(5)加强民众的环保意识，推动全民环保。日本十分注意培养民众的环保节约和节能意识，积极倡导全民参与环境保护。将环境保护教育纳入义务教育内容，通过学校教育、传媒宣传等，使保护环境、维护生态平衡成为人们一切活动的基本准则。同时，利用市场机制，通过制定相关制度引导企业开展环保及减排工作，如谁污染谁负责的原则，并建立完善的税收制度，利用能源价格和提高环境税税率等手段调控企业的环保行为，以减少环境污染。中国渤海湾在今后的发展过程中，应该让民众积极的参与到环保工作中来，提高他们的环保意识，充分发挥全社会的监督作用，推动全民环保。

5 结语

通过对比日本东京湾和中国渤海湾的异同，对中国渤海湾的生态环境保护提出重视规划引导作用、加强政府的推动作用、发展创新驱动的环保技术及产业、建立完善的监测体系及推动全民环保等五点建议，对进一步加强中国渤海湾生态环境保护、打赢渤海综合治理攻坚战具有重要意义。