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全球變化與我國海岸研究問題




  全球變化研究是從整體的角度出發,將地球岩石圈、水圈、氣圈和生物圈看成是一個有機聯繫的“地球系統”而開展的綜合性研究,它着重研究各圈層間的界面上的物理、化學和生物過程及其相互作用,並重視作爲三大驅動力之一的人類活動作用對地球系統變化的影響。海岸帶是岩石圈、水圈、氣圈、生物圈和技術圈(有人稱“人類圈”或“智慧圈”)相互作用最敏感、最活躍的地帶,故有學者[1]認爲海岸帶是全球變化研究的關鍵地區。然而,過去我國的全球變化研究對這一關鍵地區並未予以充分或足够的注意。自從國際地圈生物圈計劃(IGBP)提出“海岸帶陸海相互作用”(LOICZ)研究計劃[2]後,海岸帶研究的重要性才逐漸開始爲人們所重視。

  1 我國海岸帶陸海相互作用研究概况與問題

  海岸帶“陸海相互作用研究也是當前全球變化中的研究前沿,相對而言,我國起步較晚……”[3],這一點從過去一段時期内與LOICZ有關的國家自然科學基金研究項目明顯偏少也可看得出來,如1986~1995年的10年中,海洋科學資助的與全球變化有關的項目多達116項,其中與LOICZ研究有關的僅6項[4]。但近些年來國家自然科學基金項目指南一直將LOICZ列爲“鼓勵領域”,對LOICZ研究予以支持和扶植,已完成或正在進行中的國家自然科學基金重點項目即有“黄海海底輻射沙洲形成演變研究”[5~8]和“長江河口陸海相互作用研究”等。一些學者近年發表文章還就進一步開展我國海岸帶陸海相互作用研究問題,提出了不少重要的看法和意見。例如:李凡[9]認爲,我們的策略應是“有所爲有所不爲”;“突出大河,落足生態,增强預測,積極合作。”張永戰和朱大奎[1]認爲,應“重點研究黄河、長江水沙變化與黄海輻射沙脊群、潮流通道及潮灘發育演變的正負反饋關係,揭示淤泥平原與堆積型大陸架的發育史”。LOICZ中國委員會提出的全面研究計劃包括:中國海物質來源(主要是河流和風類)的變動;中國陸架海域物質的運移、輸送和循環過程;中國海碳(C)、氮(N)等生源要素及痕量氣體的通量與循環過程及量值估計(生物地球化學過程);近海環境變化對生物資源補充和變動的影響;人類活動對近海生態系統與環境影響的趨勢預測;陸架物質通量環境過程數值模擬及近海環境變化預測模型的建立[10]。我國更深一步的LOICZ研究目前還處在醖釀、討論和啓動的階段。上述一些學者提出的看法和意見是有益和有啓迪意義的。不過有些問題尚可做一些討論。我們認爲:

  1)海岸帶陸海相互作用研究要緊緊圍遶在關鍵地區即居於界面位置的“海岸帶”做文章才好。“海岸帶”顧名思義,是包括海和岸的一個地帶,這個“帶”就是陸海相互作用的地帶。有岸無海,不是“海岸帶”;有海無岸亦不能稱爲“海岸帶”,這是一個空間概念。全球變化的中心是“變化”二字,要“變化”就必須還要有時間概念。如果考慮到變化或時間概念,海岸帶的範圍就要更寬些。因此,全球變化研究的海岸帶包括從“濱海平原至外陸架坡折帶之間的區域,大致相當於晚第四紀海平面波動時期淹没和出露的範圍”[2]。似應從這樣的視角來理解LOICZ研究包括海或陸架的問題才比較恰當,即不是單純爲研究海或陸架而研究海或陸架,而是爲了研究海岸帶的陸海相互作用及其時空演變過程才必須包括陸架海域。

  2)海岸帶陸海相互作用研究的主題或重心是陸海相互作用問題。現階段有關研究設想或計劃比較重視和注意陸對海的作用與影響問題(這是有意義的),但似較爲忽視海對陸的作用與影響的研究,即陸海相互作用主題的研究還不是十分明顯和突出。

  3)國際LOICZ研究計劃包括四大方面的問題[2、11],這是一個大綱性質的計劃,其所列内容較廣泛,但不少内容或要求並不十分明確或具體。各個國家和地區如何結合本身實際情况制定自己的研究重點與計劃,確實值得做一些研究和推敲。對於我們這樣的國家來講,“有所爲有所不爲”的策略是正確的。現階段我國的LOICZ研究工作雖有若干項目正在進行,但總的來説還比較零星和分散。如果能够提出意義重大和涵蓋面較廣的、既能與國際LOICZ計劃接軌又有明顯中國特色的具體研究課題和設想,相信會更好地推動我國這一方面的研究並取得重要的研究成果。

  2 我國河口三角洲地帶的陸海相互作用研究問題

  我國海岸帶陸海相互作用研究的策略“突出大河”亦是合適的,即研究的重點區域以居於界面位置的大河河口三角洲地帶爲好。我國河口三角洲地帶的陸海相互作用有不少重要的理論和實際問題,值得進行深入的探索和研究。

  2.1 河口三角洲的歷史陸海相互作用過程研究問題

  現今陸海分佈狀態與海岸位置主要是晚第四紀或冰後期海侵以來陸海物質、能量相互作用的結果。全新世早期世界海平面迅速上昇,河口位置亦較快地從原低海面時的部位(在今大陸架上)不斷縱向向陸後退和垂向向上昇高,即河口的河流動力不斷向陸退縮,而海洋(潮汐和波浪)動力則相反,不斷向陸擴張和發展,這使三角洲遭受廢棄和破壞。大約在5000~6000a B.P.海侵結束,海平面趨於基本穩定,以後逐漸轉變爲河口向海推進和三角洲向前淤積發展。河口三角洲位置如此一退一進的時空演變,包含了許多陸海相互作用及其不斷變化的信息和内容。因此,河口三角洲地帶陸海相互作用的研究應當重視以下兩個問題:

  1)冰後期海侵(或海面上昇)過程中我國河口三角洲的廢棄與破壞及其對沿岸和陸架沉積、地形的影響;

  2) 全新世海侵結束後,我國現代河口三角洲淤積前展(或建設)的形式、過程、階段和類型。

  冰後期海侵(或海面上昇)過程中的陸海相互作用導致的河口三角洲演變包括兩方面的内容:向陸一側河谷内的溯源淤積充填和向海一側三角洲的廢棄破壞。在我國,對於前一方面即河谷内的溯源堆積問題,已有不少文獻分别在珠江[12]、長江[13、14]、灤河[15]和錢塘江[16]等河口三角洲的研究中有所觸及和研究探討,但對河口三角洲不斷遭受廢棄破壞的另一方面的變化却鮮有討論而幾乎處於空白狀態。可是,我國現代河口三角洲地帶的許多出露或埋藏的沉積、地貌類型及内陸架的不少沉積、地形特徵與冰後期海侵過程中原河口三角洲的廢棄破壞及其物質在海洋潮汐或波浪作用下的再搬運、沉積過程有密切的關係。由於未來全球變化的重要表現之一亦是海平面上昇,因此上述第一個問題的研究,不但對瞭解過去全球變化(PAGES)具有明顯的價值,而且還對預測未來河口三角洲的廢棄演變問題有一定的借鑒作用。

  2.2 我國現代河口三角洲廢棄演變過程研究問題

  這是發生在近幾千年内或正在發生中的、因海洋動力相對優勝於陸域河流動力而造成的河口三角洲演變問題。主要研究内容有以下幾點:

  1)我國現代河口三角洲廢棄演變的原因和動力環境,廢棄演變的沉積地貌過程,廢棄演變的歷史、階段與模式及其對比,人爲作用對現代河口三角洲廢棄演變的影響。

  2)我國現代河口三角洲廢棄演變對近岸或沿海生態、環境變化的影響。

  3)模擬、預測人爲活動和未來海平面上昇影響下我國主要河口三角洲遭受潮汐或波浪作用廢棄破壞變化的趨勢和過程。

  4)探討减輕和防止人爲活動和未來海平面上昇對我國河口三角洲廢棄破壞影響的對策。

  上列問題似應成爲我國海岸帶陸海相互作用研究的重點或重要研究内容。理由之一是,這一研究抓住了作爲全球變化“關鍵地區”(海岸帶)最重要和最有緊迫感的關鍵性問題。未來全球變化令人擔憂的問題是全球氣候變暖引起的海平面上昇對沿海低地特别是對那些城鎮密集、人口衆多的經濟發達的河口三角洲地區的巨大和灾難性影響。幾乎所有研究未來海平面上昇對我國河口三角洲低地影響的研究文獻都不同程度地談到將要發生海岸侵蝕後退、海水或鹽水入侵、洪澇威脅加大、風暴潮灾害加劇、大片平原被淹没、土壤鹽漬化範圍擴大以及工農業建設被毁或功能下降等變化。這些變化的綜合結果是河口三角洲的廢棄和破壞。然而,不同的河口三角洲地區,河流與海洋動力條件不同,三角洲陸地物質基礎也差异很大,即便它們面臨同樣全球海平面上昇或相對海平面上昇,其各自遭受廢棄破壞的性質、狀態(程度)和過程必然不同或不盡相同。故未來海平面上昇對我國河口三角洲影響的研究,不能只滿足於發出上列一般性的警告,而應在研究各個河口三角洲特性的基礎上,具體分析、預測它們廢棄變化的性質、狀態和過程。理由之二是,這一研究將最有中國特色和有利於發揮我國的優勢。我國是世界上最具得天獨厚條件研究這一問題的國家。這不僅是因爲我國大中小型河口三角洲衆多,許多河口三角洲,如舊黄河三角洲[17]、現黄河三角洲[18~22]蘇北廢黄河三角洲[23~26]、長江河口三角洲[27~29]、灤河三角洲[30~32]、南渡江三角洲[33]和鴨緑江河口三角洲[34]等都大量地或較明顯地存在河口三角洲廢棄破壞現象;而且還由於,我國具有各種動力環境條件(包括人爲作用)下發生的廢棄河口三角洲以及具有世界上獨一無二的廢棄循環時間尺度各不相同(數千年、數百年、數十年和十年左右)的河口三角洲廢棄演變問題。還有一個理由是這一研究具有重要的實際應用價值,這裏不作詳述。

  3 結 語

  作爲全球變化研究重要組成的我國海岸帶陸海相互作用研究,要突出陸海相互作用的主題,集中研究居於界面位置的“海岸帶”的物理、化學和生物過程及其變化,並重視人類活動作用的影響。我國的LOICZ研究,在考慮與國際LOICZ研究計劃接軌時,應注意結合我國的實際情况,有中國特色並有利於發揮我國的優勢。基於此,我們認爲開展“我國河口三角洲廢棄演變特徵、過程和模式及其對沿海生態與環境影響的研究”,可使我國的LOICZ研究取得重要的進展。全球變化研究是多學科交叉的綜合研究,海岸帶陸海相互作用研究亦希望有更多不同學科的科學家參與。但LOICZ畢竟是發生在海岸帶的科學問題,我國的河口海岸學界理應爲之做出自己的貢獻。如果説“對全球變化研究的貢獻在國際上已成爲衡量一個國家科學技術總體發展水平的重要標誌” [35],那麽,對海岸帶陸海相互作用研究的貢獻,可認爲是測試一個國家河口海岸科學總體發展水平的標尺之一。讓我們大家携起手來,加强合作,共同爲我國的LOICZ研究做出較大的成績。

  

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  原載: 地球科學進展,1999, 14(2):89~92. 合作者: 雷亞平。
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