王亚飞、樊杰等在Nature Climate Change发文揭示政策不确定性对中国沿海洪涝风险的暴露影响超过气候威胁
随着气候变暖,海洋热膨胀与冰盖融化推动全球海平面不断上升。然而在许多地区,陆地本身也在下沉——通常源于地下水开采和过度开发——这进一步加剧了沿海洪水风险。当上升的海水遇到下沉的陆地,当地海平面上升的速度可能会显著加快。沿海开发决策同样关键:开发决策不仅使更多人口与资产暴露在风险之中,还可能加剧地面沉降,从而放大局地海平面上升的效应。然而,在未来气候变化和全球政治经济格局高度不确定的背景下,沿海开发政策本身也存在不确定性。政策不确定性如何与海平面上升、极端风暴潮等为代表的气候因素、以及气候与人类活动共同驱动的地面沉降进行动态交互,共同作用于未来沿海洪水风险的暴露影响,是待解之谜。
针对这一关键科学问题,中国科学院地理资源所王亚飞副研究员、樊杰研究员等联合国内外合作者,首次提出了一个综合考虑政策不确定性与极端海平面上升动态交互作用的地域功能系统淹没风险评估框架。该框架创新性地将三类关键过程进行交互建模:一是政策驱动下地域功能系统的演变,二是全球气候变化导致的海平面上升与极端风暴潮,三是气候和人类活动共同作用下的地面沉降。通过整合多源数据和高精度动态交互模拟方法,研究团队对2020年至2100年中国沿海地区的人口、经济、粮食、水产养殖及生态系统服务价值在不同情景下的潜在暴露风险进行了系统评估。在研究中,研究团队对114项国家与省级海岸带政策进行分类,并通过参与式情景建模方法量化规划目标、空间战略和空间规则;在高精度土地系统分类和多源数据融合的基础上,模拟未来21类地域功能系统演变的不确定性区间。与此同时,研究者利用机器学习与大样本地面沉降观测数据,模拟未来气候与土地系统变化下的沉降分布图;结合IPCC全球海平面上升预测和极端风暴潮事件,通过空间降尺度技术,模拟极端相对海平面上升的不确定性区间。在此基础上,团队进一步改进了几何淹没模型,将水文连通性、衰减效应以及现有防御标准纳入模型,模拟了1680种沿海洪涝暴露情景,系统评估了潜在风险,并比较了不同政策情景与极端海平面上升情景下的差异。
研究发现,中国沿海洪涝风险的未来变化,不仅取决于极端海平面上升和地面沉降等自然因素,更受到发展政策的不确定性深刻影响。到本世纪中叶,沿海开发政策对洪水暴露的影响甚至超过了气候变化本身。极端海平面上升和地面沉降决定潜在淹没的空间范围,而政策选择则直接决定“谁”和“什么”将面临风险。研究还表明,现有沿海防护设施可在2100年前将最大淹没面积减少约20%,但单靠工程防护难以彻底化解风险。一旦防护标准不足,潜在影响可能增加60%以上。研究团队特别提醒,过度依赖堤坝和海堤可能带来“堤坝效应”——表面上的安全感反而刺激更冒险的发展,导致风险在未来集中爆发。为此,研究团队强调,未来的沿海风险管理不能仅依赖工程防护,而应转向综合适应与社会—生态系统韧性建设。
该研究成果以“Development policy affects coastal flood exposure in China more than sea-level rise”为题于2025年9月24日在线发表于Nature Climate Change期刊。王亚飞副研究员为论文的第一作者和共同通讯作者,第一单位是中国科学院地理科学与资源研究所。其他合作者包括中国科学院地理资源所樊杰研究员、南京大学李满春教授等。鉴于研究成果的社会关注度及潜在政策影响力,期刊编辑部特别邀请研究团队同期发表政策简报 “Managing development choices is essential to reduce coastal flood risk in China”,进一步探讨中国沿海地区发展战略与风险管理的关系。
该成果的主要牵头人王亚飞副研究员,曾师从樊杰研究员(2014级博士生)和南京大学李满春教授(2011级硕士生),并在樊杰研究员的具体指导下,长期从事地域功能系统情景建模研究。近三年,他先后在瑞典隆德大学可持续性研究中心(合作导师 Lennart Olsson教授)与斯德哥尔摩韧性中心(合作导师 Garry Peterson教授)开展合作研究,从人地复杂适应系统与社会-生态系统韧性的视角,探索全球到地方跨尺度作用下地域功能系统的演变与调适规律。王亚飞副研究员还受邀担任国际韧性联盟旗舰期刊《Ecology and Society》主题编辑(Subject Editor)。其研究工作得到国家自然科学基金委、国家留学基金委、国家自然科学基金委与欧盟理事会协议资助的“中欧人才”项目,以及中国科学院国际交流计划等多项资助支持。
这篇论文是樊杰研究团队继Nature Energy、Nature Communications之后,在Nature子刊上发表的第三篇学术论文。
研究性论文链接:https://www.nature.com/articles/s41558-025-02439-2
Wang, Y.F., Ye, Y., Nicholls, R. J., Olsson, L., van Vuuren, D., Peterson, G., He, Y., Li, M., Fan, J., Scown, M. (2025).Development policy affects coastal flood exposure in China more than sea-level rise, Nature Climate Change, 15,https://doi.org/10.1038/s41558-025-02439-2
政策简报链接:https://www.nature.com/articles/s41558-025-02418-7
Wang, Y.F., Ye, Y., Nicholls, R. J., Olsson, L., van Vuuren, D., Peterson, G., He, Y., Li, M., Fan, J., Scown, M. (2025). Managing development choices is essential to reduce coastal flood risk in China, Nature Climate Change, 15,https://doi.org/10.1038/s41558-025-02418-7
图1 政策不确定性与极端海平面上升动态交互作用的地域功能系统淹没风险评估框架
图2 当前防御标准下政策不确定性与极端海平面上升不确定性对沿海地域功能系统淹没风险的暴露影响对比
附件下载: