中国沿海城市采取混合型海岸洪水适应措施带来了多重宏观经济效益

《Ocean & Coastal Management》:Multiple macroeconomic benefits from mixed coastal flooding adaptation in China's coastal cities

【字体: 时间:2026年03月18日 来源:Ocean & Coastal Management 5.4

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  沿海洪水风险对中国经济的影响及适应策略研究,通过动态CGE模型整合高分辨率洪水预测,分析2020-2050年不同情景下现有防护与混合适应策略的宏观经济后果,发现后期极端事件因资本积累和经济增长叠加导致更大GDP损失,混合策略可减少84%-87%损失,强调适应策略需平衡与时间敏感性。

  
林佳菊|杨书宇|王硕|赵云宁|林艳红|薛雄志|欧阳玉荣
自然资源部第三海洋研究所,厦门,361005,中国

摘要

沿海洪水对中国人口密集、资本密集的沿海地区构成了日益严重的威胁。本研究将高分辨率的洪水风险预测与动态可计算一般均衡(CGE)模型相结合,量化了在SSP2-RCP4.5和SSP5-RCP8.5情景下,2020年至2050年间RP100级沿海洪水及其替代适应策略对整个经济体的影响。结果表明,宏观经济后果在很大程度上取决于洪水发生的时机。当极端事件发生在较晚的年份时,累积GDP损失显著增加,这反映了暴露沿海地区的资本积累和经济增长的复合效应。在现有的保护标准下,沿海洪水会导致持续的生产中断,生产者价格比消费者价格受到的影响更大,城市家庭的收入损失也远高于农村家庭。有计划的保护措施可以将累积GDP损失减少62%-76%,尽管结果仍对极端风险的不确定性敏感。单独采用管理迁移措施带来的宏观经济效益有限,且在迁移成本较高的情况下可能会增加损失。相比之下,结合结构性保护和选择性迁移的混合适应策略在两种情景下都能实现最稳健的绩效,将累积GDP损失减少84%-87%。总体而言,研究结果表明,沿海洪水的宏观经济影响不仅受风险强度的影响,还受到灾害发生时间的影响。平衡的适应组合可以大幅减少整个经济体的损失,并稳定价格和家庭收入;而在海平面上升持续的情况下延迟采取行动将加剧长期的经济风险。

引言

沿海洪水是全球沿海地区面临的最严重灾害之一(Calafat等人,2022年;Hinkel等人,2014年;Johnston等人,2021年;Ranasinghe等人,2023年;Vousdoukas等人,2023年)。自21世纪初以来,沿海洪水已影响全球超过1000万人,年均直接经济损失约为100亿美元(Beck等人,2018年;Hinkel等人,2014年)。更为严重的是,海平面上升、风暴潮强度增强和地面沉降的相互作用预计将大幅增加淹没的频率和程度,从而增加人口密集沿海地区的暴露风险和潜在损失(Hossain等人,2022年;Mondal等人,2025a,2025b;Nicholls等人,2021年;Zhang等人,2025年)。这对全球沿海地区的灾害风险管理提出了严峻挑战。
沿海洪水的影响在不同地区差异显著,反映了风险强度、暴露程度和适应能力的显著空间异质性(Muis等人,2016年,2020年,2016年;Vousdoukas等人,2016年,2018年)。这种区域差异在全球范围内的评估中往往未能得到充分解决,可能导致忽视了当地相关的风险动态,从而对次区域决策的支持有限(Das等人,2025年;Fang等人,2020年,2022年)。中国就是一个典型的例子。作为世界上最大的发展中国家,中国历史上经历过一些最严重的沿海洪水灾害(Shi等人,2015年,2020年;Yu等人,2015年;Zhang等人,2022年)。如今,作为中国经济的重要引擎,中国超过52%的GDP位于沿海地区(中国国家统计局,2022a)。此外,超过22%的GDP位于低海拔沿海地区(LECZ,DEM <10米)(Li等人,2023年)。随着海平面上升和极端事件的增加,这些地区的潜在淹没风险可能对中国宏观经济稳定构成重大威胁。
尽管已有大量研究评估了海平面上升和沿海洪水造成的直接经济损失,但对沿海适应措施在减轻这些影响方面的作用关注较少。诸如海岸加固、管理性撤退和迁移等适应策略被广泛认为是减少气候相关风险的关键机制(Fang等人,2026年;Hinkel等人,2014年;Lincke和Hinkel,2021年;Thakur等人,2021年)。然而,在大规模洪水风险评估中,适应措施往往被隐含处理或完全忽略(Kellenberg和Mobarak,2011年;联合国,1992年)。此外,当前的沿海适应策略评估主要基于成本效益分析框架,而与不同适应路径相关的更广泛的宏观经济后果尚未得到充分探讨。这一差距限制了对适应决策背后经济权衡的全面理解。
学者们开发了综合评估工具,如动态交互式脆弱性评估(DIVA)模型,用于估算沿海洪水的直接经济损失(Fang等人,2020年;Hinkel和Klein,2009年)。然而,这些框架对沿海洪水影响的间接和整体经济后果的洞察有限。综合评估模型(IAMs),包括DICE和FUND,试图通过将气候模块与宏观经济表示相结合来桥接气候过程和经济系统(Nicholls等人,2008年;Nordhaus,1992年,2017年)。尽管如此,这些方法通常依赖于高度概括的结构和简化假设,且很少纳入明确的沿海适应措施,如保护或迁移。相比之下,可计算一般均衡(CGE)模型提供了更详细的部门互动和市场联系表示,能够评估直接和间接的经济影响。最近在气候集成CGE模型方面的进展,如AIM/CGE(Dong等人,2015年;Fujimori等人,2017年),扩展了分析气候冲击、能源系统和宏观经济动态之间相互作用的能力。这些发展为将沿海洪水影响和适应策略纳入全面的经济框架提供了方法论基础。
在这里,我们解决了全球范围分析中的这一差距,并分析了沿海洪水对中国能源、环境和经济的综合影响,考虑了不同的适应措施。我们通过结合多种空间数据和最新版本的CEEEA/CGE(称为CEEEA/CGE 2.0,Jia和Lin,2022年)构建了一个综合分析框架。为了将沿海洪水与社会经济动态联系起来,本文使用了未来沿海人口、GDP和土地利用/土地覆盖(LULC)的网格数据,并与SSP-RCP框架相结合。我们分析了无适应措施(在现有保护标准下)和实施三种适应措施(有计划的保护、管理性迁移和混合适应)的宏观经济影响。具体分析框架详见“方法”部分。

部分摘录

评估框架

图1展示了本研究的评估框架。该框架主要由两个部分组成:地理信息模型和宏观经济模型。地理信息模型生成中国未来沿海洪水的预测(不包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省)。通过处理和叠加来自多个来源的空间数据,我们获得了淹没区域、受影响人口和固定资产损失的信息。

中国主要沿海城市因沿海洪水面临的风险

图2显示了在现有保护标准下,2050年中国主要沿海省份遭受RP100级沿海洪水的预计影响范围。在SSP2-RCP4.5情景下,预计约有1843万人(1798万至1902万人,见图S16和图S17)将受到影响,相应的固定资产损失为1.49万亿人民币(1.42万亿至1.60万亿人民币,见图S16和图S17)。此外,在SSP5-RCP8.5情景下,影响程度更高。大约有1894万人

讨论

本研究提供了新的证据,表明沿海洪水的宏观经济后果更多地受到灾害发生时间的影响,而不是物理淹没的直接规模。虽然在不同排放路径下,预计的洪泛区扩张幅度不大,但当极端事件发生在较晚的年份时,累积GDP损失显著增加。这种差异反映了资本积累和沿海资产集中的复合效应。

结论

研究表明,中国的沿海洪水不仅会导致直接的资本损失,还会产生持续且影响整个经济体的后果。在没有适应措施的情况下,当极端事件发生在较晚的年份时,累积GDP损失显著增加,这反映了沿海地区的经济增长和资产积累的复合效应。生产者价格比消费者价格受到的影响更大,表明供应方面的中断,特别是在能源开采领域

作者贡献声明

林佳菊:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,可视化,软件,方法论,概念化。杨书宇:可视化,软件,调查。王硕:撰写 – 原稿,验证。赵云宁:撰写 – 原稿,调查。林艳红:资金筹集。薛雄志:监督。欧阳玉荣:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,监督。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了中国厦门市科学技术局支持的厦门市自然科学基金 [项目编号:3502Z202573067]。我们感谢两位匿名审稿人的建设性评论。
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