∣Exploring Nature-based Solution∣ 防波堤 (Seawalls )

隨著全球氣溫和海平面的上升，沿海地區需要更多的水利管理。防波堤是一種用於防禦漲潮、海嘯、風暴、侵蝕等的結構形式。儘管保護了沿海居民，但其介於水陸之間干擾可能會破壞生態系統的相互作用。全球約 70% 的沿海結構使用混凝土，例如中國約 60% 的海岸線使用混凝土進行防波堤建設。作為一種以自然為基礎的解決方案，生態防波堤可以作為傳統混凝土防波堤的替代選擇。

生態防波堤的自然解方包括海草植披、珊瑚礁、鹽沼和紅樹林。生態防波堤可促進與自然環境的合作互動，在全球海平面持續上升的情況下，傳統的水泥防波堤越來越無法滿足強化保護措施的迫切需求。相較之下，以自然為中心的解決方案能有效應對不斷上升的海平面，並可隨著水位變化做動態調節。

除了作為更有效的保護屏障外，它的另一個好處是可以增加海洋生物多樣性。傳統水泥防波堤可能會破壞生物棲息地並減少海洋生物的數量。例如，2018 年建成的港珠澳大橋 (Hong Kong Zhuhai Macau Bridge) 使用約 100 萬噸的混凝土，港珠澳大橋的建設導致了該地區 60% 的周邊生物多樣性喪失。不僅如此，它還使最濒危的「粉紅海豚」面臨更大的絕種風險。

目前雪梨海洋科學研究所 (SIMS) 和 Reef Design Lab 正在研究和開發的一種新的生態防波堤計畫，目標在增加現有沿海基礎設施周圍的海洋生物多樣性。此研究層面包含設計模仿海洋物種的自然棲息地結構，以增加生態價值。部分設計仍由混凝土製成，但 Reef Design Lab 的設計師 Goad 表示，這是唯一能夠承受腐蝕潮間帶環境的強大材料。根據測試，這些珊瑚形狀的防波堤組件能夠承受2噸的壓力，同時保持其形狀。儘管這些防波堤仍然由混凝土製成，但主要的區別在於它們以珊瑚般的結構設計巧妙地配置，以促進海洋生物的繁殖。

Reef Design Lab 和 SIMS 所設計的防波堤示範設計

目前，生態防波堤已在雪梨港的兩個地點進行測試。結果顯示在幾個星期內，已經出現了藻類和無脊椎生物的生長。持續的研究防坡堤的建設方法對於生物的演進至關重要。這些創新的設計能使傳統防波堤建造得到進步與提升，更能保護並改善生物多樣性，同時仍具備與傳統混凝土防波堤同等的保護水準。

紅樹林

另一種海岸保護的自然解方是紅樹林。紅樹林是一種生長在潮汐河口的灌木或樹木。印尼擁有約 350 萬公頃的紅樹林，是世界上最大的紅樹林的所在地之一。紅樹林林地由於其複雜的根系和茂密的植被，具有自然的防波堤功能，能夠有效吸收和消散波浪能量，從而減少沿海侵蝕和風暴潮的影響。紅樹林固定沉積物的能力進一步有助於穩定海岸線，提供了一個對抗海洋力量的有價值的生態系統防禦手段。與之前提到的項目不同，紅樹林不需要混凝土，然而其生長的適用性強烈依賴於其生長的位置。紅樹林適合於熱帶或亞熱帶氣候，並偏好微鹹或鹹水。除了幫助海岸保護外，紅樹林通過吸收二氧化碳幫助應對氣候變化達到有效減碳，成為一個強大的自然碳匯。

對於紅樹林林地的保護需要更多的關注，因為許多林地受到城市開發和水產養殖的威脅，其中 6 分之 1 的紅樹林種類被認定為瀕危物種。通過採取有效的紅樹林保護措施，可成為一個自然且高效的生態防波堤，不僅增強了環境質量，而且無需採礦或增加額外的材料創建。

最後，另一種常見的生態防波堤為珊瑚礁。珊瑚礁可作為防止海岸侵蝕和減少波浪能量的屏障。但由於近年海水溫度升高、過度捕撈和水質惡化，珊瑚礁出現白化現象（珊瑚白化），導致珊瑚礁數量銳減。在 2009 年至 2018 年間，全球珊瑚礁數量減少了約 14％。

珊瑚礁負責庇護全球約 25％ 的海洋生物。為了從白化現象復原，珊瑚必須重新吸收藻類，我們應通過更多行動來恢復珊瑚礁，讓珊瑚礁可以成為一個自然的海岸保護解方。

還有許多其他以自然為基礎的防波堤創新可能性，包括鹽沼、海灘沙丘和海草床，但不限於此。海岸工程師必須專注於利用更多類似紅樹林、生態防波堤等自然方案，減少人為材料，也更具經濟效益，不僅對環境影響小，更可有效改善生物多樣性，成為一個龐大的陸地碳匯。

珊瑚礁群

延伸閱讀：
∣Exploring Nature-based Solution∣ 永續建築－地球之舟 (Earthships)
∣Exploring Nature-based Solution∣ 藻類－對抗塑膠污染的救星？

Reference:
Article 2 Sources:
https://www.worldatlas.com/articles/what-is-a-sea-wall.html
https://svc.com.au/living-seawalls-greening-manmade-seascape/ https://www.worldbank.org/en/news/feature/2021/07/26/mangrove-conservation-and-restoration-protecting-indonesia-climate-guardians
https://www.britannica.com/plant/mangrove
https://www.iucn.org/content/mangrove-forests-worldwide-decline
https://www.unep.org/news-and-stories/story/why-are-coral-reefs-dying
https://icriforum.org/about-coral-reefs/benefits-of-coral-reefs/