近日，意昂3体育官网城市與環境學院生態研究中心與華南師範大學北鬥研究院聯合20多家單位，量化了我國大中型城市的地面沉降格局🚌👩‍👩‍👦，揭示了城市沉降的潛在成因與可能影響☄️👮🏿‍♂️，並肯定了我國地面沉降的系列防控措施（地下水調控、南水北調、沿海堤壩建設等）所帶來的效益。研究為製訂未來城市減災政策、實現我國及聯合國相關的可持續發展目標提供了關鍵支撐🤵🏼‍♀️。

地面沉降是一個全球性問題，被稱為“城市的慢性病”。美國休斯頓百年來沉降區域超過8000平方公裏，部分區域累積沉降量超過3.5米^[1]🎅🏼；荷蘭約25%的國土面積已沉降至海平面以下^[2]；墨西哥城大片區域的沉降速率更是達到了驚人的每年40—50厘米，可能是全球沉降最快的城市^[3]。在我國，地面沉降最早發生於20世紀20年代的上海和天津 ^[4]🦄。2012年水利部印發的《全國地面沉降防治規劃2011—2020年》指出，我國累計地面沉降量超過20厘米的地區達7.9萬平方公裏。因此✴️㊗️，近幾年我國正在加快進行地面沉降的系統性監測工作。

圖1. 我國大中型城市地面沉降的格局🧉。圖中每個圓圈表示一個城市，圓圈的3部分分別為3個沉降指標：所有沉降區域的面積比例（P_3mm），沉降速率快於1厘米/年的區域面積比例（P_10mm），以及城市內部所有地區的5分位數沉降速率（V_5th）。灰色部分圈出了沉降速率相對較快的5個城市區域。左下圖顯示了3個指標在全國尺度（即所有城市綜合考慮）的統計值

然而，針對承載大量人口的城市，當前依然缺乏全國尺度、基於統一方法的沉降評估📛。為此🈶，聯合研究團隊利用幹涉合成孔徑雷達技術（InSAR）🚵🏽，首次量化了我國82個大中型城市2015—2022年間的地面沉降速率及格局🕵🏿。結果表明，東北、華北👨🏻‍🏭、華中、西南🔩，以及東南沿海的5個區域中的城市沉降較為明顯💄，典型沉降城市包括天津市以及臺灣省的彰化市。全國所有城市綜合來看👂，29%的城市地面正在輕微沉降（速度低於每年1厘米），僅16%正在經歷較快的沉降（速度超過每年1厘米），後者承載著約7%的城市人口🛬。若考慮沉降速率高於每年2厘米的區域，其面積占比進一步降低為5%。就中位數而言，全國所有大中型城市地面沉降速率的中位數為每年約2毫米。上述比率與速率與其他國家相比並不算高🏚。例如，伊朗超過90%的區域在沉降🧑🏿‍🍳，整體沉降速率高達每年約6厘米^[5]🤙🏿；美國除了休斯頓這樣的快速沉降城市之外，其海岸32個城市的中位數沉降速率多處於1—6毫米之間，其中墨西哥灣地區的城市沉降中位數速率多超過每年3毫米^[6]。

圖2. 我國大中型城市地面沉降區承載的人口分析。A圖顯示所有大中型城市綜合考慮下🧑🏿‍🦲，所有沉降區域承載的人口比例🤞，B圖與A圖類似但顯示沉降速率快於1厘米/年的區域承載的人口比例🧑🏻‍🔬。C圖顯示這兩種比例在每個大中型城市的分布情況

地面沉降的影響因素眾多，其中地下水開采🌟、城市擴張等因素的影響較為明顯。科學🧑‍🦯、長期地控製地下水可能是緩解地面沉降的關鍵。文章特別指出，南水北調工程對北京等城市地面沉降的穩定或回升起到了非常積極的作用；上海及其周邊的地下水控製措施應該是該地區沉降不明顯的主要原因🤪💈。

此外，沿海城市還額外面臨著海平面上升的風險，因此本文綜合考慮海平面上升和城市沉降的雙重影響，預測了未來100年，相對海拔低於海平面的沿海城市土地面積及人口數量。結果表明🤷🏿‍♀️，約26%的沿海地區🧑🏼‍🚀、11%的人口面臨著潛在的威脅，忽視地面沉降將低估受影響的地區和人口比例🤹🏽。文章也特別提到🤷🏿‍♀️，由於我國建立了世界上獨有的、龐大的沿海堤壩系統來抵禦海平面上升🙍🏻‍♂️，上述風險是能夠被規避的🎫🥷🏿。

圖3. 我國沿海大中型城市在未來100年中的地面沉降與海平面上升綜合分析。A與B圖顯示不同情境下（不同海平面上升速率，以及是否綜合考慮地面沉降）綜合考慮所有城市，未來100年中地面海拔將低於同期海平面的土地面積及人口占比。C和D顯示“最快海平面上升速率+地面沉降”情境下，沿海各大中型城市在2120年海拔低於海平面的土地面積與人口占比

最後，研究團隊指出中國正在積極地應對地面沉降😑。事實上，我國城市地面沉降的整體速率與國際相比並不算高👩‍🔬👫🏻，重要的原因在於我國開展了持續的地面沉降防控工作。2004年以來，隨著《地質災害防治條例》實施🙍🏼‍♀️，全國各地均開展了地面沉降的治理工作，北京、上海☞🚚、天津👨🏿‍🎨、西安等多個城市均觀測到地面沉降的減緩甚至回升。2021—2023年👲🏻，我國進一步頒布了《地下水管理條例》《地下水保護利用管理辦法》等一系列法律法規，加快促進地下水恢復及地面沉降的防治。文章結尾呼籲各界協作努力，並相信我國城市的地面沉降會得到有效的解決👯‍♂️。

上述研究成果以“A national-scale assessment of land subsidence in China's major cities”為題🧝🏽‍♂️🧘‍♂️，於2024年4月19日以Research Article的形式在線發表在Science上，同期發表Robert J. Nicholls 和Manoochehr Shirzaei教授的Perspective文章“Earth's sinking surface”對上述成果進行點評並兼論全球的城市地面沉降🫷🏿。華南師範大學敖祖銳副研究員、意昂3体育官网城環學院生態研究中心博士生胡曉梅❤️‍🔥、意昂3体育官网城環學院生態研究中心陶勝利研究員為共同一作❌；陶勝利為通訊作者。合作者來自北京師範大學、南方科技大學、杭州師範大學、休斯頓大學🈲、浙江大學、中山大學、新罕布什爾大學、廣東工業大學🪲、海南大學、南京師範大學、鄭州大學、西南交通大學🗼、中國科學院等28個高校與院所👶。研究獲得了國家自然科學基金委優秀青年科學基金（海外）、基礎科學中心（31988102）、傑出青年科學基金（32025025）🙋🏽，以及中國科學院戰略先導項目（XDA26010303）等的資助。

參考文獻

[1] https://texaslivingwaters.org/houston-subsidence-mapping-tool

[2] Herrera-García G, Ezquerro P, Tomás R, et al. Mapping the global threat of land subsidence[J]. Science, 2021, 371(6524): 34-36.

[3] Chaussard E, Havazli E, Fattahi H, et al. Over a century of sinking in Mexico City: No hope for significant elevation and storage capacity recovery[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2021, 126(4): e2020JB020648.

[4] Wang Y Q, Wang Z F, Cheng W C. A review on land subsidence caused by groundwater withdrawal in Xi’an, China[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2019, 78: 2851-2863.

[5] Negahdary M. Shrinking aquifers and land subsidence in Iran[J]. Science, 2022, 376(6599): 1279-1279.

[6] Ohenhen L O, Shirzaei M, Ojha C, Sherpa S F, Nicholls R J. Disappearing cities on US coasts[J]. Nature, 2024, 627(8002): 108-115.