18年，修復中國海灘數百公里

平潭龍鳳頭海灘遊人如織。2014年，海洋三所的科研人員曾開展該海灘的修復工作。記者 林熙 攝

莆田湄洲島海灘風景如畫。該島的海灘修復正在緊鑼密鼓進行。記者 林熙 攝

海洋三所的科研人員實地考察海灘。

左圖為修復前的廈門會展中心沙灘 右圖為修復後的廈門會展中心沙灘

左圖為修復前的廈門天泉灣沙灘 右圖為修復後的廈門天泉灣沙灘 圖片除署名外，均由受訪單位提供

核心提示

　　盛夏，福建海灘又迎來如織的遊人。細沙、碧水、藍天、遊人，構成一幅人海和諧的畫卷。為了讓大自然饋贈的銀灘葆有活力，18年來，廈門的一群科研人員持續探索。

　　不僅在福建，從遼寧、河北、山東，到浙江、江蘇、廣東、廣西、海南，在中國的海岸線上，活躍著自然資源部第三海洋研究所（以下簡稱“海洋三所”）科研人員的身影。迄今為止，這個團隊已&&完成了120多個、長度達數百公里的海灘修復案例，成為我國海灘修復的主力軍。

　　他們常年冒著酷暑嚴寒，沿著漫長的海岸線南北奔波，尋找海灘被侵蝕的原因，在一次次與自然對話的過程中，找到海灘修復的科學方法，海灘也因此恢復往日的生機。

海灘侵蝕，全球性的問題

　　儘管連日陰雨，但廈門本島東北岸的觀音山沙灘上，仍有不少遊客在漫步，撐傘拍照。這裡不僅是人們親近大自然的空間，也是觀音山商務區最亮眼的景觀，天氣晴好時還經常舉辦音樂節、沙灘運動等大型活動，這片長2.1公里、面積40萬平方米的黃金沙灘，是我國大陸海灘修復實踐的起點。

　　20世紀80年代，由於海岸採砂、近岸養殖等活動，觀音山沙灘逐漸侵蝕退化，天然海灘幾近消失，只留下後方一堵直立護岸守著岸線。

　　這也是全國，乃至全球共同遇到的難題。

　　2020年，歐盟聯合研究中心領銜的科學家在《自然·氣候變化》上發表研究稱，到21世紀末，由於海岸侵蝕，全球一半的沙灘可能消失。

　　“砂質海岸，即常説的海灘，其被侵蝕在全球範圍內已非常普遍。”海洋三所海洋與海岸地質研究室主任戚洪帥介紹説，在全球氣候變化和人類活動的雙重作用下，我國近半數的砂質岸線遭受侵蝕甚至消失，自然岸線佔比不斷下降，約80%大陸海岸的侵蝕脆弱性處於中高。

　　海灘侵蝕，不僅是肉眼可見的沙子變少、海岸線破壞，還會導致難以估量的損失。

　　“沙子流失帶來海灘變窄、灘面高程變低，不僅讓海濱難以抵禦風暴潮等極端動力災害，並對沿岸建築造成損害，還會導致海岸帶固有的生態活力、環境彈性逐漸降低，甚至海岸生態價值的永久性降低。”戚洪帥説。

　　穩定岸線、防災減災、生態服務、旅遊休閒……海灘，在沿海生態文明建設和經濟社會發展中發揮著不可替代的作用。如果再不加以保護，未來，海灘可能成為“奢侈品”。

　　如何守護這些寶貴的資源？20多年前，海洋三所所長蔡鋒率先開始摸索。“沙灘既然能在地球上存在這麼久，為什麼經過人類活動後不斷被侵蝕？”從廈大海濱浴場入手，蔡鋒對海灘的形成、演化機制，以及人類活動影響下沙灘的變化響應等展開研究。

　　海灘的沙子，主要來自河流入海沉積的沙子和海邊的石頭風化帶來的沙礫。他認為，早期由於認識不到位，很多沙灘資源被用作城市建設，如修路、蓋房等，導致地貌變化、沙灘的發育環境被改變，砂石被過度開採等。

　　為保護岸線，人們建起傳統的護岸、防波堤、丁壩群等“硬式防護”。但這種方式“護岸不護灘”，還改變了水動力；加上極端天氣頻繁，颱風、風暴浪導致沙子快速流失……最終造成沙灘不可逆地被侵蝕破壞。

　　那麼，問題有解嗎？潛心研究下，他得出了肯定的答案——海灘修復養護技術，可以重塑海灘地貌、增強沙灘的穩定性。

　　海灘修復養護，是在自然供沙不足時，通過人工手段在受侵蝕的海灘進行補沙修復，輔以人工構築物；有效增加海灘後濱（平均潮位與最大波浪達到上界之間的地帶）的寬度，維持、修復或重塑海灘功能。

　　20世紀初，歐美就已興起海灘修復，而我國除20世紀90年代在香港淺水灣嘗試外，整個20世紀，其他地方均未開展這項工作。隨著生態保護意識的不斷提高，2007年，我國大陸首個標誌性的海灘修復工程——廈門觀音山海灘修復工程正式開啟。

　　蔡鋒帶領海洋三所海灘動力地貌與海灘養護研究團隊（以下簡稱“海灘養護團隊”），在這次實踐中驗證了其研究成果。在隨後的10多年實踐中，該團隊的科研水準不斷提升，構建了我國海灘養護技術體系。

因灘施策，形成技術體系

　　這些天，莆田市湄洲島的沙灘修復及養護工程正在緊鑼密鼓地展開，並進入填沙修復環節，這是海洋三所海灘養護團的又一項目。

　　海灘修復，當然並非“補沙”這個簡單動作。

　　“在施工前，經過了一系列嚴密的基礎調查，包括海洋環境品質、海岸動力環境、沉積物、地形地貌、海岸演變歷史等。”戚洪帥説，確定當地條件是否適合海灘發育，還要進一步分析地形地貌、動力條件、泥沙運動等，進而提出海灘養護原則與內容、針對性修復工程方法；再經過海灘剖面、平面形態、人工構築物、灘肩高程、補沙沉積物等綜合設計，並進行數值模型預測分析和設計優化，才能進入工程施工階段。

　　所有設計與施工，融入了團隊多年的科研成果——“複雜海岸環境沙灘保護修復技術”。從觀音山沙灘起步，關鍵技術一步步地得以完善，並最終形成體系。

　　從空中俯瞰觀音山沙灘，北端的長尾礁和南端香山頭，兩端岬角穩定著這片沙灘。

　　“與大西洋歐美國家沿岸的障壁島海灘不同，我國的地質特點就是沿海岬灣多，灣內發育岬灣海灘。而福建特別明顯，大多數海灘都分佈在大大小小的岬灣中。”戚洪帥説，這就意味著，以美國邁阿密海灘修復為代表的國外經驗在我國難以適用，我們要尋找自己的海灘修復技術路徑。

　　在研究過程中，團隊在蔡鋒的帶領下，幾乎走遍了全國沿海地區的海灘，甚至冒著颱風“乘風破浪”，進行野外調查。歷經20餘年，該團隊在海灘水沙動力機理、海灘風暴效應、強潮海灘關鍵動力地貌過程等研究中取得一系列的理論突破。

　　在此基礎上，該團隊不斷探索海灘保護修復技術，創新研究出生態友好型沙灘修復輔助結構、動力泥沙精準調控、基於自然的適應性修復方法等關鍵技術，實現了我國砂質海岸保護、修復和管理的重大技術創新。

　　“特別是基於自然的適應性修復方法，突破了差異性環境要素限制的技術瓶頸。”戚洪帥介紹説，海灘的自然稟賦不盡相同，可能面對強侵蝕、強風、弱動力等各類不利條件，要因勢利導，採取基於自然的修復方法，為不同環境的海灘找到修復方法。

　　以廈門天泉灣海岸為例，面對的是強動力侵蝕難題。“當地海岸侵蝕非常嚴重，在多番研討後，我們採取了用卵石修復海灘的方法，發明瞭由灘面耗能層、滲透墊層、基礎層構成的分層卵石養護技術。”海洋三所的工程師鄭吉祥告訴記者，該結構有效降低了沿岸的輸沙率和侵蝕速率，維護岸灘穩定。

　　針對颱風頻發、冬季風強烈的長樂下沙海灘，團隊研發出“強風區海岸多峰多層沙丘修復技術”，通過“沙丘+植被”方法修復海灘，同步提升防災減災功能與生態功能。

　　在廈門會展中心海岸，面對人工海岸的直立護岸、碎石散佈，排水管直排入海引起侵蝕、岸灘失穩等系列難題，團隊從海灘系統整體特徵考慮，研究出連島沙壩式管涵端頭設計方法，提升了岸灘的整體穩定性和生態景觀效果，有效解決了海岸排洪與沙灘穩定間的矛盾。

　　在廣西茅尾海沙灘，海浪波能較弱、沙灘易泥化，團隊研發了弱動力海岸波能調控技術，成功營造海灘，增加濱海休閒空間。

　　在珠海香爐灣沙灘，直立海堤破壞了自然岸線，灘面空間嚴重不足、無後濱緩衝，該團隊利用岬頭和攔沙堤構建岬灣，提升海岸穩定性和減災能力；修復後濱植被，打造親水空間，提升生態韌性，為硬質海岸線的生態化、韌性提升提供了科學解決方案……

　　一次次遇到難題，一次次科研攻關，一系列關鍵技術，適用於我國複雜海岸環境的海灘保護修復技術體系逐漸形成。

“柔性”修復，提高海岸韌性

　　在廈門觀音山海灘外，鄭吉祥在人行道上準確地認出了一個小小的圓形鉚釘，這是沙灘的監測固定點。

　　“海灘修復養護就像看醫生，前期要實地勘察、對症下藥，進行修復；後期監測、養護就像復診。我們要監測波浪、潮汐變化，在颱風等極端天氣來臨前後，我們都會第一時間過來，在這樣的監測點記錄沙灘的變化，根據監測數據評估養護效果，也為我們後續的工作改進提供參考。”他説。

　　每當遇到颱風等惡劣天氣，海灘養護工程就經歷嚴峻考驗。“事實證明，它們發揮了良好的海岸防護作用。”戚洪帥説道，看到每處海灘及周邊海岸經歷狂風巨浪後依然安好，感覺無比自豪。

　　邊探索邊實踐邊總結，2015年，海洋三所海灘修復團隊編著了《中國海灘養護技術手冊》，標誌著我國海灘修復養護技術走向成熟，同時該手冊已成為全國沿海地區開展海岸保護與修復的重要技術指南。

　　2018年，海洋三所&&編制的海灘養護行業標準——《海灘養護與修復技術指南》頒布，進一步推進了我國海灘修復養護技術的標準化。

　　“能把沙灘的修復和保護做到技術引領、標準化，我們對此十分欣慰。”蔡鋒説，目前我國海灘養護領域已經出臺施行了4項行業標準、3項團體標準，國家標準也正在報批中，不僅形成了我國自己的海灘養護技術體系，並且實現了“技術出海”，應用於泰國、斯里蘭卡等共建“一帶一路”國家的海岸防護和管理中。

　　如今，海灘修復團隊站在新的起點上。“從最開始學習歐、美、日地跟跑，到因地制宜地探索和實踐，逐步跟他們並肩，現在我們將逐漸實現領跑。”

　　近年，該團隊提出了“和諧海岸”的海岸帶修復理念，旨在打造海岸“生命共同體”。

　　戚洪帥説，我國砂質海岸約5000千米，可以在提升自然岸線保有率中發揮重要作用。

　　“海灘不僅僅是海邊的沙灘，它是一個生機盎然的生境，這裡有貝類、螃蟹等，還是海龜等珍稀動物的産卵場，也是鳥類重要的覓食地、棲息地。”戚洪帥認為，“在海灘修復的過程中，不能只重視沙灘的物理呈現，更應統籌考慮從後濱植被一直到近濱水下生物群落的完整海岸帶系統。”

　　進一步強化生態功能，從陸海統籌角度開展海岸帶生態修復技術研發，將海灘生態環境、後濱植被群落、近岸生物群落綜合考慮，實現砂質海岸的生態化提升，是下一步海灘修復科研和實踐的重點。

　　針對海灘養護技術生態化趨勢，2021年，海洋三所與自然資源部海島研究中心、廈門大學等單位共同編制完成了推薦性行業標準《海灘後濱沙地植被修復技術方法》。該《方法》提出，應明確嚴格保護海灘後濱的生態環境，充分保留原有的自然景觀和地形地貌，在植被修復的過程中因地制宜，貫徹“自然恢復”的理念。

　　“後濱的植被群落包括喬木、灌木、藤本和草本植物，不僅可以防風固沙，也能創造有利於鳥類覓食、産卵的後濱沙地生態系統。”戚洪帥認為，不同於自然保護區，海灘無法避免人為活動，“海灘修復必須把人納進體系中來，重視並規範人的行為，協同開發與保護”。

　　目前，該團隊正在承擔國家重點研發計劃——“典型海岸侵蝕防護與活力海岸構建”這一科技攻關項目。“不同於現有的理念，我們不僅關注海灘的減災防護能力，同時更關注生態系統的活力，及經濟開發的可持續力。”戚洪帥説道，“現有的修復主要注重地貌系統修復，我們正在探索地貌系統和生態系統的相互作用，從而實現保護與開發利用協同，提高海岸的韌性。”

　　該團隊在新開展的海灘修復工程中，將“和諧海岸”的理念變為現實。去年，福州濱海新城沙尾海灘修復與養護工程（一期）啟動，不僅包括灘肩補沙修復、沙丘修復，同時還修復植被約15.8萬平方米。

　　“對海灘，我們剛開始是‘頭痛醫頭，腳痛醫腳’式地修堤築壩，以期對抗自然，如今應順應自然地‘柔性’修復海灘。”戚洪帥説，“未來，基於生態系統考慮，我們希望走出一條人和自然互惠互利的和諧海岸構建之路，不辜負深藍的嚮往，譜寫一曲人海和諧的詩意之歌。”（記者 陳旻 張穎）