守护我们的海岸：全球视角下的海岸侵蚀防护

沿海地区是陆地与海洋之间的动态交界面，是具有巨大生态价值、经济重要性和文化意义的区域。然而，这些至关重要的地区日益受到海岸侵蚀的威胁，这是一个普遍的自然过程，并因全球气候变化和人类活动而加剧。了解海岸侵蚀的多面性并实施有效的防护策略，对于保护脆弱社区、维护宝贵生态系统以及确保子孙后代的可持续发展至关重要。本文深入探讨了海岸侵蚀的全球性挑战，考察其成因、影响以及一系列全面的防护措施，并借鉴了国际案例和最佳实践。

了解海岸侵蚀：驱动力

海岸侵蚀是陆地和沉积物因波浪、水流、潮汐和风的作用而从海岸线上被移除的过程。虽然侵蚀是在地质时间尺度上塑造海岸线的自然现象，但近几十年来其加速发展已引起全球的严重关切。若干相互关联的因素导致了这一过程的加剧：

海岸侵蚀的自然驱动因素

• 波浪作用：波浪持续不断的能量，尤其是在风暴期间，是侵蚀的主要驱动力。波浪会冲刷并沿岸输送沉积物。
• 洋流：洋流在平行于海岸（沿岸漂流）和垂直于海岸的方向上移动沉积物方面起着关键作用。洋流模式的改变会显著影响沉积物的沉积和侵蚀。
• 潮汐：潮汐涨落使海岸的不同部分暴露于波浪和水流的作用之下，促成了侵蚀和沉积的日常循环。
• 风力：风吹沙可能导致沙丘侵蚀，并加剧沿海土地的整体流失。
• 降雨与径流：强降雨会导致径流增加，将陆地上的沉积物带走，影响沿海陡崖和悬崖的稳定性。
• 地质因素：沉积物类型（如沙、砾石、粘土）、下伏地质以及珊瑚礁和沙丘等自然保护性地物的存在，都会影响海岸对侵蚀的敏感性。

人为（人类活动引发的）驱动因素

• 海平面上升：由海水热膨胀以及冰川和冰盖融化驱动的海平面上升，淹没了低洼的沿海地区，增加了波浪的作用范围并加剧了侵蚀。这可以说是与气候变化相关的最重要驱动因素。
• 海岸开发：建筑物、港口和其他基础设施的建设会改变自然的沉积物输送路径，扰乱波浪模式，并移除沙丘和湿地等自然保护屏障。
• 疏浚与采砂：为建筑或其他目的而清除沙子会耗尽维持海滩和海岸线所需的自然沉积物供应。
• 水坝建设：河流上游的水坝会拦截本应自然输送到海岸的沉积物，使海滩失去补充物质。
• 自然缓冲带的破坏：清除或退化红树林、珊瑚礁和海草床等沿海生态系统，会消除其抵御波浪能量和侵蚀的天然防御能力。
• 气候变化影响：除了海平面上升，气候变化预计将增加风暴潮和极端天气事件的频率和强度，导致更严重的海岸侵蚀。

海岸侵蚀的深远影响

未经控制的海岸侵蚀后果深远且涉及多方面，影响环境、经济和社会领域：

环境影响

• 栖息地丧失：侵蚀破坏了海滩、沙丘、湿地和潮间带等关键的沿海栖息地，影响了生物多样性以及依赖这些环境生存、繁殖和觅食的物种。
• 沿海生态系统丧失：盐沼和红树林等作为天然缓冲带的脆弱生态系统被侵蚀，削弱了它们的保护功能和生态服务。
• 水质恶化：增加的沉积物径流进入沿海水域会降低光线穿透度，窒息海洋生物，并携带污染物。
• 盐碱化：侵蚀可能导致海水入侵淡水含水层和沿海土壤，损害农田和淡水供应。

经济影响

• 基础设施损坏：道路、建筑物、公用设施和其他沿海基础设施易受侵蚀和淹没的损害，导致昂贵的维修费用和潜在的财产损失。
• 旅游收入损失：受侵蚀的海滩减少了娱乐机会和沿海目的地的美学吸引力，影响了许多沿海经济体赖以生存的重要旅游业。
• 对渔业和水产养殖的影响：沿海栖息地的退化会对鱼类育苗场和贝类养殖场产生负面影响，从而影响商业和自给性渔业。
• 防护成本增加：政府和社区面临着实施和维护海岸防御结构的巨大财政负担。

社会影响

• 社区流离失所：在严重情况下，侵蚀可能使沿海地区无法居住，迫使社区搬迁，造成重大的社会动荡和文化遗产的丧失。
• 对文化遗产的威胁：许多历史遗迹、考古遗址和文化地标位于沿海地区，面临着因侵蚀而消失的风险。
• 获取沿海资源的途径减少：侵蚀会限制人们进入海滩和沿海水域进行娱乐和传统生计活动。

全球海岸侵蚀防护策略

应对海岸侵蚀需要采取全面且适应性强的方法，通常结合多种针对当地条件量身定制的策略。这些策略可大致分为硬工程、软工程（基于自然的解决方案）以及政策/管理方法。

1. 硬工程解决方案

这些方案涉及建造人工结构来保护海岸线。虽然它们在中短期内通常有效，但可能成本高昂、影响视觉观感，并且有时会加剧邻近地区的侵蚀。

• 海堤：平行于海岸建造的垂直或倾斜结构，用以反射波浪能量并保护陆地区域。它们很有效，但可能导致其基部发生“冲刷”和“前滩流失”（前方海滩变平）。例如：英国布莱克浦沿岸的海堤几十年来一直是至关重要的防御设施。
• 丁坝（导沙堤）：垂直于海岸建造并延伸入海的结构，旨在拦截沿岸漂流的沉积物。这会在一侧堆积海滩，但可能导致顺流侧的海滩沙源枯竭。例如：丁坝在英国东安格利亚海岸和荷兰部分海岸被广泛使用。
• 防波堤：平行于海岸的离岸结构，旨在在来袭波浪到达岸边前将其破碎，从而创造一个庇护区。这可以促进海滩淤积，但可能影响海洋生态系统。例如：保护美国夏威夷威基基海滩的防波堤系统有助于维护这片休闲海滩。
• 护岸：放置在悬崖或沙丘底部的倾斜结构，通常由岩石或混凝土制成，用以吸收波浪能量并防止掏蚀。
• 礁石（人工与自然）：淹没或部分淹没的结构，用以消散波浪能量。人工礁可以由多种材料建造，而天然珊瑚礁和牡蛎礁提供的保护作用也日益受到认可。例如：澳大利亚和日本的人工礁项目旨在减少波浪对海岸线的影响。

2. 软工程（基于自然的解决方案）

这些解决方案与自然过程协同作用，并经常利用或增强自然的海岸地貌。从长远来看，它们通常更具可持续性、更环保且成本效益更高。

• 海滩养护（海滩补沙）：向受侵蚀的海滩添加沙子以拓宽海滩并提供抵御波浪的缓冲区的过程。这是一种广泛使用且通常有效的方法，用于维护休闲和防护性海滩。例如：美国佛罗里达州迈阿密海滩沿岸持续进行的海滩养护项目对其标志性海岸线的维护至关重要。荷兰也广泛采用海滩养护作为其防御策略的一部分。
• 沙丘修复与建造：建造或修复沙丘，使其成为抵御风暴潮和波浪的天然屏障。种植沙丘草有助于稳定沙子。例如：在丹麦和新西兰等国家，沙丘管理与修复工作对于保护沿海社区至关重要。
• 湿地恢复：恢复或创建沿海湿地，如盐沼和红树林，它们能吸收波浪能量、拦截沉积物，并能通过积累沉积物来适应海平面上升。例如：在东南亚（如越南、菲律宾）和南亚（如孟加拉国）部分地区恢复红树林，为海岸提供了天然防御并支持了生物多样性。
• 植被种植：在海岸线和前滩沿线使用耐盐植被来稳定沉积物并减少侵蚀。
• 有管理的后退（管理性撤退）：在防护不可行或不可持续的地区，通过移除或搬迁防御设施并恢复自然沿海栖息地，允许海岸自然退缩。这通常涉及在现有海岸的陆侧创建潮间带栖息地。例如：英国的“有管理的后退”项目，如托尔斯伯里（Tollesbury）和弗雷斯顿海岸（Freiston Shore）的管理性撤退计划，创造了宝贵的盐沼栖息地。

3. 政策、规划与管理方法

有效的海岸侵蚀管理超越了实体结构，涉及综合规划、政策制定和社区参与。

• 海岸带综合管理（ICZM）：一种综合考虑海岸带所有方面（包括环境、社会和经济因素）以实现可持续发展和管理的整体方法。
• 海岸灾害制图与风险评估：识别易受侵蚀和海平面上升影响的区域，为规划决策提供信息并优先安排防护措施。
• 土地利用规划与退缩线制度：实施限制在高风险沿海地区进行开发的法规，通常通过设定离岸的退缩线来实现。
• 早期预警系统：开发系统以警示社区即将到来的风暴潮和极端天气事件。
• 社区参与和教育：让当地社区参与决策过程，并提高对海岸侵蚀和适应策略的认识。
• 政策与立法：颁布和执行管理海岸开发、资源管理和保护工作的法律。
• 国际合作与知识共享：跨境合作共享研究、数据和海岸管理的最佳实践，尤其是在面对像气候变化这样的全球性挑战时。欧盟的海岸机构网络（ECAN）和各种联合国项目促进了此类合作。

案例研究：各国应对海岸侵蚀的方法

研究不同国家如何应对海岸侵蚀能为我们提供宝贵的见解：

• 荷兰：“沙引擎”与“与水共存”

  荷兰，一个大部分土地低于海平面的国家，是海岸防御领域的世界领先者。他们创新的方法包括“沙引擎”（Zandmotor），这是一个由疏浚沙土构成的大型人工半岛。这个巨型养护项目能自然地将沙子沿海岸分散，在数年内加固沙丘和海滩。这体现了一种旨在适应海平面上升和侵蚀的大规模、基于自然的解决方案。

• 孟加拉国：基于社区的红树林恢复

  对于孟加拉国这个低洼的三角洲国家来说，海岸侵蚀和气旋构成了生存威胁。该国优先在其广阔的海岸线上大规模种植和恢复红树林。这些“绿色地带”作为一道至关重要的天然屏障，吸收波浪能量，减少风暴潮的影响，从而保护社区和生计。这种方法凸显了基于自然的解决方案在高度脆弱地区的有效性，并强调了社区在种植和维护中的参与。

• 澳大利亚：海岸沙丘管理与海滩养护

  澳大利亚广阔的海岸线面临着多样的侵蚀挑战。许多沿海市政委员会采用海滩养护计划（尤其针对热门旅游海滩）和稳健的沙丘管理策略相结合的方式。这通常包括限制车辆进入沙丘、用本地物种进行植被恢复以及开展公共教育活动以培养负责任的行为。他们的方法强调了在保护、休闲使用和生态保护之间取得平衡的重要性。

• 日本：海堤与海岸带综合管理

  日本是一个经常遭受海啸和台风影响的岛国，历史上一直依赖于坚固的硬工程解决方案，特别是精密的海堤和防波堤。然而，人们日益认识到纯粹工程防御的局限性，并越来越强调更综合的海岸带管理，其中包括基于自然的解决方案和社区韧性规划，尤其是在2011年东北地震和海啸等事件之后。

海岸侵蚀防护的未来：适应与创新

随着气候变化的影响，特别是海平面上升和风暴加剧，持续增强，海岸侵蚀管理策略必须不断演变。未来趋势指向以下方面：

• 更加依赖基于自然的解决方案：认识到其长期可持续性、成本效益以及对生物多样性和碳封存的协同效益，基于自然的解决方案将变得更加关键。
• 适应性管理：实施可以随条件变化而调整的灵活策略，而不是僵化、静态的防御措施。
• 将“有管理的后退”作为可行选项：对于一些高度脆弱的地区，有计划地将社区和基础设施从受侵蚀的海岸线撤离，可能成为一种必要且比昂贵且通常不可持续的防御措施更负责任的适应策略。
• 监测与建模技术的进步：利用遥感、无人机和先进的计算模型等前沿技术，以更好地理解侵蚀过程并预测未来影响。
• 加强国际合作：鉴于气候变化的全球性，共享知识、资源和最佳实践对于全球范围内的有效海岸防护至关重要。

结论

海岸侵蚀是一个复杂且日益严峻的全球性挑战，需要我们紧急关注。它是一个影响全球生态系统、经济和社区的威胁。虽然硬工程有其作用，但趋势越来越倾向于包含可持续、基于自然的解决方案和稳健政策框架的综合方法。通过了解侵蚀的驱动因素，认识其深远影响，并采取前瞻性、适应性和协作性的防护方法，我们可以更好地保护我们宝贵的海岸线，造福于当代和后代。通往有韧性的海岸线之旅，需要全球共同致力于创新、适应和对我们共同的海岸遗产进行明智的管理。