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[科普中國(guó)]-海岸地貌學(xué)

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海岸地貌學(xué)是研究各種海岸的特點(diǎn)、成因、發(fā)展規(guī)律與開發(fā)利用的科學(xué)。很早的時(shí)候人們就對(duì)海岸發(fā)生廣泛的興趣,專門性的研究是從18世紀(jì)末開始的。1

簡(jiǎn)介海岸地貌學(xué)是地貌學(xué)的分支學(xué)科。研究不同類型海岸形成、發(fā)生和發(fā)展及其演變規(guī)律的科學(xué)。

地貌學(xué)與很多關(guān)于自然作用過程的學(xué)科密切相關(guān)。河流地貌與海岸地貌學(xué)著重依賴于流體力學(xué)與沉積學(xué);1919年,D.W.約翰孫的《海岸過程和海岸線發(fā)育》一書問世,使海岸地貌學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。1

研究?jī)?nèi)容海岸地貌學(xué)是研究不同類型海岸形成、發(fā)生和發(fā)展及其演變規(guī)律的科學(xué)。課程包括海岸動(dòng)力、海岸地質(zhì)地貌概況,泥沙運(yùn)動(dòng)和海岸剖面、海岸地貌類型、海平面變化與海岸升降、淤泥質(zhì)平原海岸、海岸地貌研究方法和理論問題等內(nèi)容,重點(diǎn)介紹了一般海岸、基巖港灣、淤泥質(zhì)海岸、珊瑚海岸和紅樹林海岸的地質(zhì)地貌特征,分析了泥沙的縱向橫向運(yùn)動(dòng)與海岸剖面變化之間的關(guān)系和由于海面長(zhǎng)期和短期變化引起的海岸升降等問題,加深了對(duì)海岸、海島及其周圍海域的環(huán)境、資源特點(diǎn)、分布與演變規(guī)律的理解。1

發(fā)展歷史早期較早的著述是1919年約翰遜(D.WJohnson)的《海濱過程和海濱發(fā)育》一書。20世紀(jì)50年代前為靜態(tài)描述階段,著重于海岸發(fā)育歷史和海岸形態(tài)研究。1931~1937年劉易斯(W. V. Lewis)和1946年曾科維奇(V.P. Zenkovich)先后提出波浪在淺海區(qū)的不對(duì)稱與變形現(xiàn)象,及波浪運(yùn)動(dòng)對(duì)海底作用的特性。

50年代后50年代后,因引進(jìn)動(dòng)力學(xué)內(nèi)容而加深了海岸過程的研究,迅速形成海岸動(dòng)力地貌學(xué),并應(yīng)用波浪理論闡明海岸泥沙橫向和縱向的變化規(guī)律,揭示海岸各類堆積地貌形成的動(dòng)力機(jī)理,使海岸研究進(jìn)入動(dòng)態(tài)描述階段,研究?jī)?nèi)容更加廣泛。

海岸均衡剖面、海岸分類、潮汐通道演變、海平面變化及海岸生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)演變等方面的研究,都得到加強(qiáng)和發(fā)展。研究方法和測(cè)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步,使海岸地貌的研究水平不斷提高。如測(cè)年技術(shù)的出現(xiàn),對(duì)海岸發(fā)育歷史過程,尤其為海平面變化、海岸線變遷和海岸構(gòu)造變形研究,提供了可靠依據(jù);定位站的建立及其觀測(cè)結(jié)果,為理論和應(yīng)用研究提供了系統(tǒng)資料;數(shù)學(xué)模型和物理模型的應(yīng)用,為走向定量化和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)開拓了新的途徑;70年代以來廣泛應(yīng)用地球資源技術(shù)衛(wèi)星所取得的信息,擴(kuò)大了海岸變化、海岸環(huán)流、海岸水下地形和岸灘等宏觀研究領(lǐng)域。中國(guó)從20世紀(jì)50年代開始,由海岸動(dòng)力入手,重點(diǎn)開展了三角洲海岸、淤泥質(zhì)海岸、紅樹林海岸和珊瑚礁海岸的發(fā)育規(guī)律研究,為建立具有中國(guó)特色的海岸科學(xué)體系和海岸研究理論奠定基礎(chǔ)。1

研究意義世界海岸線長(zhǎng)約44萬公里,中國(guó)海岸線長(zhǎng)達(dá)18000余公里,島嶼岸線為14000余公里。在漫長(zhǎng)的海岸帶蘊(yùn)藏有極為豐富的礦產(chǎn)、生物、能源、土地等自然資源。自古以來,海岸帶是人類活動(dòng)的地區(qū),這里遍布工業(yè)城市和海港,不僅是國(guó)防前哨,而且是海陸交通的樞紐、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基地。因此,從事海岸地貌的研究,掌握海岸的演變過程,預(yù)測(cè)海岸的變化趨勢(shì),對(duì)港口建設(shè)、圍墾、養(yǎng)殖、旅游和海岸能源等自然資源的合理開發(fā)利用,都有著十分重要的意義。

研究方法①海洋地貌學(xué)研究和應(yīng)用只憑定性描述方法是不夠的,必須用定量方法研究海洋地貌過程,說明地貌與其形成因素之間的關(guān)系。17、18世紀(jì)河流地貌研究中曾應(yīng)用定量方法,但較廣泛的運(yùn)用是在1945年R.E.霍頓提出了河流長(zhǎng)度、數(shù)目與級(jí)別之間的定量關(guān)系之后。較多的是用于地貌形態(tài)要素的量計(jì),如河流長(zhǎng)度、流域面積、地形高度與坡度等,利用這些參數(shù),以數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法開展河流地貌特征、坡地特征的研究等。由于許多地貌過程非常緩慢,一些突發(fā)的因素又難以監(jiān)測(cè),加上影響的因素過于復(fù)雜,難以定量地一一表達(dá),因此計(jì)量方法在海洋地貌學(xué)研究中的運(yùn)用還很不夠。

②對(duì)某些外力地貌過程,如河床演變、風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)、河口變遷開始用水槽、風(fēng)洞等作模擬實(shí)驗(yàn),運(yùn)用應(yīng)用函數(shù)、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)理邏輯、控制論、流體力學(xué)等數(shù)學(xué)、物理學(xué)方法進(jìn)行分析研究。

③對(duì)某些地貌過程采用遙測(cè)遙感技術(shù),包括地面定位遙測(cè)(運(yùn)用航空、衛(wèi)星遙感影像等對(duì)地貌過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

④對(duì)許多地貌事件的形成時(shí)代運(yùn)用放射性同位素、熱釋光、古地磁等方法測(cè)定,可以從時(shí)間上、影響因素上更準(zhǔn)確地重構(gòu)地貌的發(fā)展歷史,并進(jìn)而預(yù)測(cè)其宏觀的發(fā)展趨勢(shì)。

⑤地貌制圖技術(shù)有很大進(jìn)展,地貌圖向定量化、規(guī)范化和圖例標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

研究方向隨著海岸帶資源開發(fā)、海岸工程建設(shè)和環(huán)境變化所帶來的災(zāi)害影響,涉及許多生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)和環(huán)境保護(hù)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)管理等實(shí)際問題。故需要研究的海岸科學(xué)理論更加廣泛。特別是引起人們十分關(guān)注的海面變化及其所造成的環(huán)境影響,是當(dāng)今海岸科學(xué)研究的中心課題。人類活動(dòng)引起的大氣二氧化碳含量劇增,促使全球氣候趨暖,可能導(dǎo)致海平面升高。這種變化,將直接造成全球平原海岸海浸的嚴(yán)重后果。預(yù)測(cè)海平面上升與海岸環(huán)境變化趨向及其環(huán)境保護(hù)和管理,是今后世界海岸科學(xué)研究的共同目標(biāo)。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)