政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告再次表明,近百年来全球气候系统正经历着以全球变暖为主要特征的显著变化。全球气候变暖引起冰川融化和海水温度升高引发的热膨胀导致了全球海平面的上升。海平面上升叠加风暴潮将加速海岸侵蚀,加剧海岸带地区洪涝灾害。海岸带区域是世界各地人口聚集、国民经济和社会发展高度集中的区域。随着海平面上升,沿海地区脆弱性日趋增强,这将给海岸带地区社会经济发展带来重大影响。海岸带作为全球变化影响的关键地区,全球气候变化对其影响是多方面的,从不同的尺度上看来,这些影响有着不同的体现。海平面上升可提高风暴潮的增水,加速海岸侵蚀,加剧海岸带地区洪涝灾害。在海平面增高的情景下,风暴潮造成的洪涝灾害更为严重,从而对沿海地区的社会经济发展产生重大影响。我国海岸带区域人口密集,经济发达,占陆域国土面积13%的沿海经济带,承载着全国42%的人口,创造全国60%以上的国民生产总值。海岸带在我国经济战略布局中占有极为重要的地位。受气候变化和人类活动的双重胁迫,我国海岸带脆弱性更加凸显。海平面上升、风暴潮、海水入侵、海岸侵蚀和生态系统服务功能下降等直接威胁着海岸防护、社会经济发展和生态安全。气候变化已成为海岸带可持续发展所面临的严峻挑战之一。地处长江三角洲前沿地区的上海,位于我国海岸带中部,扼居我国第一大河、世界第三大河长江的入海口,构成了典型的河口城市及河口海岸地区。上海市是我国经济最发达的地区和最大的经济中心城市所在,同时也是人地关系最为复杂、生态系统最为脆弱、对全球气候变化的影响最为敏感和社会经济的波及效应、放大效应最为突出的城市化地区。研究海岸带系统对气候变化的响应机制,评价气候变化对海岸带社会经济的潜在影响,提出切实可行的应对策略,是保障海岸带系统安全的重要前提。气候变化影响下海岸带脆弱性评价研究是国家的重大需求,同时也是国际前沿科学问题。本研究选择位于长江口的上海市作为研究对象,应用“源-途径-受体-影响”(SPRC)评价模式分析了海平面上升叠加风暴潮可能导致的洪涝灾害对上海市社会经济的影响过程和结果。构建了基于过程的社会经济脆弱性评价指标体系和评价方法。定量评价了海平面上升叠加风暴潮影响下上海市社会经济脆弱性。脆弱性评价结果为海岸带地区应对气候变化影响以及制定减缓和应对措施提供了科学依据。本项研究的主要成果如下：(1)构建了海平面上升叠加风暴潮影响下上海市社会经济脆弱性评估的SPRC模式。本项研究构建了海平面上升叠加风暴潮影响下上海市社会经济脆弱性评价的“源-途径-受体-影响”(source-pathway-receptor-consequence, SPRC)模型,用以评估海平面上升叠加风暴潮所导致的洪涝灾害对海岸带地区社会经济的影响。SPRC评估模型以因果关系为基础,可以体现影响“源”与“受体”的相互作用及其过程。该评价模式中,海平面上升叠加风暴潮所导致的洪涝灾害是本项研究所关注的风险源(Source) 。海平面上升叠加风暴潮是对上海市社会经济系统可能产生影响,而区域内高程、地面沉降和海堤防护设施是影响洪涝灾害程度的重要途径(Pathway) 。海平面上升叠加风暴潮所导致的洪涝灾害可能对区域内各类社会经济单元受体(Receptor)造成社会经济损失(人员伤亡、经济损失、设施破坏等)(Consequence) 。上海市各类社会经济单元可分为城镇用地、工业用地、农林用地、水域、道路和未开发土地六大类型的评价受体。该SPRC评价模式为构建社会经济脆弱性评价指标体系和定量空间评价方法提供了概念框架。(2)构建了基于过程的海平面上升叠加风暴潮影响下上海市社会经济脆弱性评估的指标体系和定量空间评价方法。在SPRC模式分析的基础上,根据IPCC脆弱性定义,从系统脆弱性的暴露度、敏感度和适应度3个方面,建立了海平面上升叠加风暴潮所导致的洪涝灾害淹没深度、人口密度、人均GDP、土地单位面积增加值、洪涝致损率和财政收入为主要指标的脆弱性评价指标体系。在GIS平台上量化各脆弱性指标,计算研究区域内各评价受体的社会经济脆弱性指数(vulnerability index, VI) 。综合上海市社会经济发展状况,划分货币等价脆弱性指数Ⅵ的等级。(3)实现了海平面上升叠加风暴潮影响下上海市社会经济脆弱性的定量空间评价。综合上海地区海平面上升、风暴潮以及地面沉降情景,并假设在该地区目前的防灾设施基础上,实现了不同时间尺度(2030年、2050和2100年)的上海市社会经济脆弱性评价。研究结果表明,至2030年,海平面上升8.7cm,叠加类似9711风暴潮将淹没上海市1.5%的区域。在当前防灾设施状况下,海平面上升叠加风暴潮对上海市社会经济影响较小,上海市99.3%的区域社会经济脆弱性指数为不脆弱性。而低脆弱性、中脆弱性和高脆弱性区域所占比例分别是0.5%、0.1%和0.1%,主要集中在奉贤区海湾镇和浦东新区芦潮港镇的交界、崇明县的长兴岛的南岸区域和横沙岛西南部分区域。随着海平面进一步上升,至2050年,海平面上升预计18.6cm,叠加类似9711风暴潮会破坏金山区、奉贤区、长兴岛、横沙岛海堤和松江区、浦东新区和宝山区防洪堤,而出现漫堤现象,导致上海市37%的区域将会被淹没。上海市不脆弱性区域所占面积减少到62.8%,而低脆弱性、中脆弱性和高脆弱性区域所占比例分别是5.3%、8.0%和23.9%。高脆弱性区域主要集中在金山区、奉贤区、浦东新区、市中心区域和宝山区。至2100年,海平面上升预计43.3cm,叠加类似9711风暴潮将破坏上海市50%左右的海堤和防洪堤,导致上海市近50%的区域被淹没。上海市不脆弱性区域所占比例进一步减少为50.1%,而低脆弱性、中脆弱性和高脆弱性区域所占比例分别增加到12.9%、6.3%和30.7%。高脆弱性区域面积增加,其分布出现在除了青浦区和松江区外的所有区县,尤其是中心城区。(4)提出了应对海平面上升叠加风暴潮对上海市社会经济脆弱性影响的对策和措施。本项研究采用的脆弱性评估模型、评价指标体系和定量空间评估方法,能够客观定量评价海平面上升叠加风暴潮影响下上海市社会经济脆弱性,为制定切实可行的应对策略提供科学依据。在此基础上,提出了以下应对海平面上升叠加风暴潮对上海市社会经济脆弱性影响的对策和措施：控制地面沉降速率；加强海防设施与建筑安全；将气候变化影响纳入社会经济发展规划中；调整优化产业结构；建立和完善城市风暴潮灾害预警和宣传；建立极端气候事件应急处置系统,强化灾害应急演练；加强应对气候变化的科学研究等。