2016年04月08日 星期五

科普园地

守护地球的蓝色生命线

来源:地调局地质所 作者:纪璇 发布时间:2025-10-22

  海洋是地球系统的蓝色生命线,就像人体的血管和血液,海洋驱动着全球的生物化学循环,是地球生命的起源和生物多样性的宝库,是气候的能量传输者,也是板块构造活动的记录载体,隐藏着关于地球历史、生命起源和未来资源的无尽奥秘,为人类提供了丰富的能源、矿产和生物资源,更是全球经济的重要支撑。

  数千年来,人类倾向于在沿海区域建立村庄、城市和工业区,依托海洋发展文明与经济。滨海环境既承载着独特的美景与商业便利,也直面着海洋的自然力量——沿海风暴、海啸和海平面上升等灾害带来的严峻挑战。历史上,发生在人口密集沿海地区的重大灾难造成过数十万人丧生和数万亿美元损失,因此,大海孕育生命,也能带来毁灭。

  在全球海平面持续上升的背景下,未来发生更严重灾难的风险正在不断增加。相比试图以强硬的工程手段与自然抗争,或许我们应该从根本上调整与自然共处的方式,尊重地球的边界、学会适应而非对抗自然变动,才能更好地实现人与自然和谐共生。海岸是陆地与海洋之间的过渡带,也是地球上最脆弱的生态系统之一,它是不断变化的动态领域而非静止稳定的界线。深入理解海岸的运作机制,理解海岸带的组成、动态性和脆弱性,是人与自然和谐共生的重要基础。

  海岸带地貌,主要分为有障壁和无障壁两大类,其中,有障壁包括障壁岛、沙嘴、海岸沙丘、潟湖以及三角洲;无障壁以海滩为主。障壁岛是是狭长的沙带,也是动态性的极致体现,如同天然屏障保护着大陆,抵御着大洋的波浪、风暴潮甚至海啸。许多障壁岛因其美丽的景观而被开发为度假胜地,但这实际上是与自然规律的危险博弈。因为它们本质是“移动的沙”,会随着海平面、风暴和沿岸流而改变位置、形态。

  越过海滩向内陆,常常会遇到海岸沙丘。它们是风力搬运沙粒后缓慢堆积的结果,是保护内陆地区免受海洋灾害侵袭的天然缓冲带。但沙丘生态系统极为脆弱,植被一旦破坏,沙丘便极易被侵蚀。海平面上升更对其构成生存威胁,微小的海平面抬升就可能导致海岸线大幅地后退,致使沙丘消失。

  潟湖是被障壁岛或沙嘴隔离的受限海湾,与海洋水体交换微弱,盐度通常较高,孕育着独特的生物群落。潟湖中发育的海岸沼泽与湿地(包括盐沼和红树林)是地球上生产力最高的生态系统之一,滋养着万千海洋生灵,还能有效降低波浪能量,是抵御风暴潮和海啸的天然绿色基础设施。盐沼通过积累泥沙和有机质努力向上生长,以追赶海平面上升的速度。但若沉积物供应被水坝等人为设施切断,或海平面上升过快,这片宝贵的生命乐园将面临淹没消失的危险。在热带地区,红树林以其茂密的根系网络,发挥着比盐沼更强的消浪护岸功能,是海岸带真正的生命卫士。

  三角洲是河流终点处低平的冲积沉积体,形成广阔的三角形或不规则形状区域,延伸入海湾、海洋或湖泊。它们通常被主河流分出的多条分流河道所横穿,并可能在水中延伸相当远的距离。当河流进入相对静止的湖泊或海洋水体时,其流速和挟带沉积物的能力突然下降。因此,河流将其携带的沉积物倾泻于此,日积月累便形成了这片肥沃的土地。三角洲创造了淡水与咸水生态系统交汇的独特而多样的环境,造就了极其多样且富有生产力的环境。不仅是重要的生物栖息地,也为人类文明提供了丰富的资源,世界上许多大型城市和油气田都位于三角洲之上。

  海滩是波浪作用下沿岸沉积物堆积形成的地貌体,其范围从低潮线向陆地延伸至植被或地形显著变化处。海滩形态各异,可能环抱岬角之间的海湾,可能形成障壁岛,也可能形成沙嘴伸入海中。理解海滩还需关注其向海延伸的近岸环境,即低潮线向外延伸至波浪破碎带的区域,包含被沟槽分隔的内外沙坝,其宽度受海底坡度、波浪动力与沉积物范围控制,内沙坝距离岸边约30~50米,内沙坝上的裂流通道常形成离岸流,外沙坝则更远。

  典型的海滩剖面具有明显的分带性:最靠海为沙脊-沟槽带,由小沙坝(脊)和平底沟槽组成,是小型生物栖息地;向陆过渡为前滨,受波浪冲流与回流作用,主导泥沙运输;其后是通常干燥的后滨,位于滩肩之后向内陆延伸的区域,主要受风力塑造。海滩形态并非静态,而是随季节波动呈现侵蚀与堆积的动态循环。

  海滩的坡度陡缓主要受波浪能量控制。平缓的消散型海滩能吸收并消耗波浪能量,近岸多沙坝,通常不断接受沉积物;而陡峭的反射型海滩则将大部分能量反射回海中,通常缺乏沙坝,更具侵蚀性。海滩的形态主要受波浪、潮汐和海流的性质控制,风力的影响相对较小,海滩上由波浪产生的海流最为重要。

  海滩是高度动态的环境,日复一日地经历着侵蚀和再沉积。夏季,较小的风浪将沙子一步步推回岸边,塑造出宽阔平缓的淤积型海滩;而到了冬季,强大的风暴裹挟着巨浪猛烈侵蚀滩面,将泥沙卷向深海,使海滩变得狭窄陡峭,成为风暴海滩。这种侵蚀-堆积的循环是海滩健康的关键。

  海洋的美丽与丰饶源于其永恒的动态变化。海岸带是地球系统中最富活力、最具价值也最为脆弱的区域之一。我们珍爱地球,要顺应海岸地带自身的演变规律,保护沙丘和红树林,恢复沼泽湿地,给予障壁岛移动的空间,并审慎规划沿海区域的发展。唯有如此,我们才能实现真正的“人与自然和谐共生”,让澎湃的海浪与人类的足迹长期共存。