孟加拉国红树林海岸恢复力：潜在地点的识别、三重红利的评估和成本估算（英）

政策研究工作论文 孟加拉湾海岸的红树林以增强海岸恢复力 识别潜在位置、评估三重红利和成本估算 亚历山德拉·希洪·曼切诺卢克·布兰德 布拉姆卡·阿尔加 贾富诺 伊尼亚西奥·乌鲁蒂亚 斯瓦娜·卡兹 城市,灾害风险管理,韧性及土地全球部门七月2025 政策研究工作论文11175 摘要 孟加拉国由于频繁遭受洪水侵袭以及广泛分布的低洼地区，极易受到极端天气事件的影响。预计气候变化将导致沿海洪水风险增加。因此，孟加拉国一直在升级其沿海堤防系统以增强防洪安全。这项举措不仅包括硬性防洪基础设施，还包括在海堤海边种植红树林等自然解决方案。自20世纪60年代以来，红树林作为天然防洪屏障已被孟加拉国用于沿海防护。然而，其与堤防设计的结合以及其在碳封存方面的效益仍待深入探索。本文整合了当前关于红树林在孟加拉国沿海韧性中作用的知识，并纳入了对其在(i)降低洪水风险、(ii)改善生计和(iii)碳封存方面的效益的最新研究和新分析。 预估效益沿国家沿海系统分布。该研究确定了若干最具效益的红树林地点，以与堤岸设计相结合，例如位于围垦区45（阿姆塔利）以南、平均宽度为1.77公里的带状区域，以及围绕库克里-穆克里围垦区的、平均宽度为1.82公里的带状区域。这些红树林森林可减少边坡防护所需的厚度高达80%，提供每公顷13120美元的碳服务效益（2022-2050年，按6%的折现率计算），并提供每公顷超过22000美元的生计效益。桑迪普和米尔萨拉伊地区也存在其他宽阔的红树林带。这些发现旨在指导未来将红树林整合进海岸防护系统的投资，强调其建设韧性的三重效益。 政策研究工作论文系列发布工作中取得的成果，以鼓励关于发展问题的思想交流。该系列的一个目标是快速发布研究成果，即使展示不完全完善。论文载有作者姓名，并应相应引用。本文中表达的研究成果、解释和结论完全是作者的观点。它们不一定代表国际复兴开发银行/世界银行及其附属机构的观点，或世界银行的执行董事或他们所代表的政府的观点。 孟加拉国海岸生态韧性：潜在地点识别、三重红利评估及成本估算 亚历杭德拉·希洪·曼切诺1,2,3,卢克·布兰德4,5,2, 布拉姆卡·阿加·亚菲诺2, 伊纳西奥·乌鲁蒂亚2, 斯瓦纳·卡兹2 1代尔夫特理工大学，荷兰代尔夫特2世界银行3荷兰 Invest International4阿姆斯特丹自由大学，阿姆斯特丹，荷兰5汉诺威莱布尼茨大学，汉诺威，德国 关键词：红树林，韧性，效益，评估JEL代码：Q54，Q56，Q57 致谢我们感谢托马斯·邓洛普（新南威尔士大学）、苏·卡尔洛（代尔夫特理工大学）和博里斯·托恩·范赞滕（世界银行）在本文研究及同行评审过程中提供的宝贵意见、评论和反馈。这项工作由全球减少灾害风险与恢复计划（GFDRR）支持。这项工作得到了GFDRR自然解决方案全球计划的技术支持。 1. 简介 孟加拉国极易受到极端天气事件的影响，因为它经常面临洪水灾害，且低洼地区人口众多。为了应对气候变化带来的日益增长的洪水风险，孟加拉国政府将国家的沿海堤防系统升级到更高的防洪标准，例如通过海岸堤防修复项目和海岸堤防改善项目。作为改进工程的一部分，红树林——一种耐盐的树木和灌木群——正在堤防的海岸地带实施，以减少沿海洪水。在孟加拉国，天然红树林分布在西南部和东南部，而人工林主要位于梅格纳河口（图1），在一定程度上也分布在苏尔坦班东部和吉大港地区。 虽然自20世纪60年代以来，孟加拉国已为海岸防护目的种植红树林，但现有的红树林地带（无论是天然的还是人工种植的）目前未被考虑在内堤设计中。这意味着在某些情况下，由于现有植被的保护作用，堤防可能较低或具有较轻的防波护堤。此外，红树林是能够提供抗逆性三重收益（Tanner, et al.,2015）的防灾减险策略之一。首先，它们可以降低灾害风险，特别是风暴潮和沿海洪水的潜在损失，因为它们能减缓波浪并降低风暴潮高度（Dasgupta, et al., 2021; Gijón Mancheño, et al., 2022; VanHespen, et al., 2023）。其次，它们能带来生计收益，因为它们可以是薪柴、蜂蜜和木材的来源，还能提供旅游机会（Hussain & Badola, 2010; Feurer, Gritten, & Than, 2018）。第三，红树林土壤和生物量可以储存大量碳（Alongi, 2012; Ray, et al., 2011）。 红树林地区通过多种方式提供海岸防护。在极端事件期间，红树林森林的密集结构对 incoming currents 和 surge flows 产生抵抗力，当它们通过树木时，这些水流会损失能量（图2）。孟加拉国的建模情景表明，宽度为500米（在flow propagation方向）的红树林造林斑块可以减缓current velocities高达90%，但对 surge levels 的影响相对较小（Dasgupta, et al., 2021）。一个更宽的forest可能对surge heights产生更强的影响，将其减少高达每公里0.2米（Krauss, Doyle, Doyle, Swarzenski, & From, 2019; Montgomery, Bryan, Mullarney, & Horstman, 2019），具体取决于当地的水文条件。红树林还可以在100米的森林范围内使wave heights衰减5%至100%（Bao, 2011），这反过来又降低了沿海社区的水位和沿海结构的wave loads（Vuik, Jonkman, Borsje, & Suzuki, 2016）。减少wave loads可以导致减少堤岸坡保护所需的材料量，或者降低所需的堤岸高度。Sonneratia apetala在孟加拉国沿海地区，海堤旁长100-1000米的种植园可以在加拉吉帕、博拉、哈 蒂亚南、康戈纳和博罗莫赫什卡利（吉洪·曼切诺等人，2022年）减少7%-55%的波浪，并将所需的坡岸防护块尺寸减少13%-46%。在其他地点，波浪减少的速率及其对坡岸防护设计的影响可能因当地红树林特征和波浪暴露情况而异。 图2红树林对海岸堤防的影响，来自(Gijón Mancheño, 等, 2022)。 (a) 没有红树林，海岸堤防暴露于风暴潮和潮汐以及波浪爬升的影响下。 (b) 红树林对风暴潮的影响有限，但可以显著降低波浪荷载和波浪爬升，可能降低海岸基础设施的成本。 自20世纪60年代以来，苏门答腊岛东部的2.8万公顷种植园每年积累了114,149兆克碳(Uddin, Aziz, &Lovelock, 2023)。如果种植园继续以过去几十年的相同速度扩张，到2030年它们可能会固定664,850兆克碳(Uddin, Aziz, & Lovelock, 2023)。红树林带来的生计效益包括提高渔业、作为木材来源及其娱乐价值( Islam & Hossain, 2017)，以及其他效益。例如，孟加拉国90%的商业鱼类物种在苏门答腊岛的红树林森林中繁殖(Kamal, 1999)，对应着2014-2015年的158,360美元的捕鱼收入(DoF, 2015)。直到1980年代，由于过度开发，木材采伐受到限制，但由于台风期间的倒木采伐，它仍然是一个收入来源(DoF, 2015)。苏门答腊岛也吸引 成千上万游客加入邮轮旅行，参加野生动物观察旅游，并穿过森林。在2014-2015年，96,949名国内2017，ﺳﺎﻥ游客和3,868名国际游客访问了恒河三角洲，创造了144,832美元的收入（伊斯拉姆和霍年）。 孟加拉国红树林的潜力和益处至今都是采用临时性、特定围垦区或定性的方式进行评估。例如，GijónMancheño等人（Gijón Mancheño, et al., 2022）仅对选定的围垦区研究了红树林对减波效果的影响。伊斯兰与哈桑研究了桑达尔班红树林的生态系统服务效益，但仅以定性方式，未对不同海岸带区域效益进行定量研究（Islam & Hossain, 2017）。目前尚缺乏关于红树林如何影响孟加拉国堤防设计的全面海岸带评估，以及如何通过其整合实现抗灾韧性的三重效益。因此本研究评估了沿海堤防系统各处红树林地带的潜力和影响。首先，我们采用遥感方法确定孟加拉国沿海区红树林的潜在地点。其次，我们量化红树林存在如何潜在减少沿海堤防所需高度和坡面防护，以及减轻这些结构底部的侵蚀过程。第三，我们估算单个红树林带碳汇潜力和生计效益，以及红树林恢复的潜在成本。这种端到端的评估对于全面了解红树林支持政府海岸带战略规划的能力至关重要。研究结果旨在为未来投资决策提供信息，并确定将红树林有效整合到孟加拉国海岸防护战略中的关键研究空白。 2. 方法论 2.1. 红树林的潜在分布地点 潜在的红树林地点的识别遵循 (Gijón Mancheño, et al., 2021; 世界银行, 2024) 中阐述的方法。具体而言，红树林地点的识别考虑了： • 现已存在红树林的情况。我们认为现有地点在10公里范围内。是红树林作为潜在的殖民地点。全球森林观察的数据用于绘制现有的红树林斑块。• 位于海岸 1堤坝水侧的区域，因为堤坝内的红树林造林不会提供显著的防洪风险降低效益。• 潮间带区域（Murray，等人，2019年）和潮汐范围（Bricheno，Wolf，& Islam，2016年），因为红树林可以自然生长在避风的潮间带位置，具有相对较低的波浪和淡水输入（Alongi D. M.，2002年）。• 码头前缘的局部动态，即海岸是淤积还是侵蚀（Luijendijk，等人，2018年），因为它影响植被该地点所需的技巧。 • 不存在农业、水产养殖或居民点活动的区域，以避免土地征收。 部分区域由于过去的人类活动导致红树林覆盖率较低——例如，航空影像中可见的废弃虾池遗迹——可能需要修复努力。本研究在沿海系统红树林条件最优的假设下，估算了最大潜在协同效益，突出了保护与修复工作尤其有价值的位置。然而，当地可行性研究对于评估实施此类干预措施的实际性至关重要。 2.2. 三重红利估计 2.2.1. 防洪效益 由于我们考虑的红树林分布区沿海岸线垂直方向延伸可达数公里，红树林只会对涌浪水位造成微小的削减（每公里0-0.2米）。因此，我们重点关注红树林对短波削减的影响以及海岸堤岸的设计要求。为此，我们采用Gijón Mancheño等人的方法（Gijón Mancheño等，2022）来估算红树林边缘的波浪衰减效应，以及这些边缘如何降低堤岸顶高、护坡块体的尺寸，以及结构趾部的床层可蚀性。该方法的公式总结于附录。 吉洪·曼切诺等人的研究（Gijón Mancheño, et al., 2022）评估了孟加拉国中部选定地区的红树林效果，而本研究考虑了沿海地区的流动力学条件变化。对于每个区域（西部、中部、东部——见图1），流动力学设计条件来自IWM（IWM, 2018），重现期为25年（表1）。波浪高度和风暴潮在西部和中部地区最小，在孟加拉国东海岸最大。水位包括到2050年海平面上升1米，与气候变化的最坏情况情景相对应（Gijón Mancheño, et al., 2022）。 表1 图4所示位置处堤防的水力设计条件。对于每个区域，分别根据IWM（IWM，2018）的数据计算了涌浪水位（25年重现期，包括到2050年海平面上升+1m）的最大值和最小值，以及波浪高度（25年重现期）。 植被特性是结合吉洪曼切诺等人的植被表面积模型（Gijón Mancheño, et al., 2022）与乌丁等人（Uddin, Rahman, Hossain, & Akter, 2014）在孟加拉国种植园测量的红树林几何特性，在多姆卡利、莫加迪亚和班蒙森达尔（吉大港以北）获得的。植被特征在其他地方可能会有所不同 网站，尤其是在西方，但我们缺乏包括这种空间变化的数据。我们使用20-29年生植林地的植被特性来模拟2050年的植