平潭龙凤头海滩游人如织。2014年，海洋三所的科研人员曾开展该海滩的修复工作。 福建日报记者 林熙 摄
莆田湄洲岛海滩风景如画。该岛的海滩修复正在紧锣密鼓进行。 福建日报记者 林熙 摄
海洋三所的科研人员实地考察海滩。
左图为修复前的厦门会展中心沙滩，右图为修复后的厦门会展中心沙滩。
左图为修复前的厦门天泉湾沙滩，右图为修复后的厦门天泉湾沙滩。
盛夏，福建海滩又迎来如织的游人。细沙、碧水、蓝天、游人，构成一幅人海和谐的画卷。为了让大自然馈赠的银滩葆有活力，18年来，厦门的一群科研人员持续探索。
不仅在福建，从辽宁、河北、山东，到浙江、江苏、广东、广西、海南，在中国的海岸线上，活跃着自然资源部第三海洋研究所（以下简称“海洋三所”）科研人员的身影。迄今为止，这个团队已牵头完成了120多个、长度达数百公里的海滩修复案例，成为我国海滩修复的主力军。
他们常年冒着酷暑严寒，沿着漫长的海岸线南北奔波，寻找海滩被侵蚀的原因，在一次次与自然对话的过程中，找到海滩修复的科学方法，海滩也因此恢复往日的生机。
海滩侵蚀，全球性的问题
尽管连日阴雨，但厦门本岛东北岸的观音山沙滩上，仍有不少游客在漫步，撑伞拍照。这里不仅是人们亲近大自然的空间，也是观音山商务区最亮眼的景观，天气晴好时还经常举办音乐节、沙滩运动等大型活动，这片长2.1公里、面积40万平方米的黄金沙滩，是我国大陆海滩修复实践的起点。
20世纪80年代，由于海岸采砂、近岸养殖等活动，观音山沙滩逐渐侵蚀退化，天然海滩几近消失，只留下后方一堵直立护岸守着岸线。
这也是全国，乃至全球共同遇到的难题。
2020年，欧盟联合研究中心领衔的科学家在《自然·气候变化》上发表研究称，到21世纪末，由于海岸侵蚀，全球一半的沙滩可能消失。
“砂质海岸，即常说的海滩，其被侵蚀在全球范围内已非常普遍。”海洋三所海洋与海岸地质研究室主任戚洪帅介绍说，在全球气候变化和人类活动的双重作用下，我国近半数的砂质岸线遭受侵蚀甚至消失，自然岸线占比不断下降，约80%大陆海岸的侵蚀脆弱性处于中高。
海滩侵蚀，不仅是肉眼可见的沙子变少、海岸线破坏，还会导致难以估量的损失。
“沙子流失带来海滩变窄、滩面高程变低，不仅让海滨难以抵御风暴潮等极端动力灾害，并对沿岸建筑造成损害，还会导致海岸带固有的生态活力、环境弹性逐渐降低，甚至海岸生态价值的永久性降低。”戚洪帅说。
稳定岸线、防灾减灾、生态服务、旅游休闲……海滩，在沿海生态文明建设和经济社会发展中发挥着不可替代的作用。如果再不加以保护，未来，海滩可能成为“奢侈品”。
如何守护这些宝贵的资源？20多年前，海洋三所所长蔡锋率先开始摸索。“沙滩既然能在地球上存在这么久，为什么经过人类活动后不断被侵蚀？”从厦大海滨浴场入手，蔡锋对海滩的形成、演化机制，以及人类活动影响下沙滩的变化响应等展开研究。
海滩的沙子，主要来自河流入海沉积的沙子和海边的石头风化带来的沙砾。他认为，早期由于认识不到位，很多沙滩资源被用作城市建设，如修路、盖房等，导致地貌变化、沙滩的发育环境被改变，砂石被过度开采等。
为保护岸线，人们建起传统的护岸、防波堤、丁坝群等“硬式防护”。但这种方式“护岸不护滩”，还改变了水动力；加上极端天气频繁，台风、风暴浪导致沙子快速流失……最终造成沙滩不可逆地被侵蚀破坏。
那么，问题有解吗？潜心研究下，他得出了肯定的答案——海滩修复养护技术，可以重塑海滩地貌、增强沙滩的稳定性。
海滩修复养护，是在自然供沙不足时，通过人工手段在受侵蚀的海滩进行补沙修复，辅以人工构筑物；有效增加海滩后滨（平均潮位与最大波浪达到上界之间的地带）的宽度，维持、修复或重塑海滩功能。
20世纪初，欧美就已兴起海滩修复，而我国除20世纪90年代在香港浅水湾尝试外，整个20世纪，其他地方均未开展这项工作。随着生态保护意识的不断提高，2007年，我国大陆首个标志性的海滩修复工程——厦门观音山海滩修复工程正式开启。
蔡锋带领海洋三所海滩动力地貌与海滩养护研究团队（以下简称“海滩养护团队”），在这次实践中验证了其研究成果。在随后的10多年实践中，该团队的科研水平不断提升，构建了我国海滩养护技术体系。
因滩施策，形成技术体系
这些天，莆田市湄洲岛的沙滩修复及养护工程正在紧锣密鼓地展开，并进入填沙修复环节，这是海洋三所海滩养护团的又一项目。
海滩修复，当然并非“补沙”这个简单动作。
“在施工前，经过了一系列严密的基础调查，包括海洋环境质量、海岸动力环境、沉积物、地形地貌、海岸演变历史等。”戚洪帅说，确定当地条件是否适合海滩发育，还要进一步分析地形地貌、动力条件、泥沙运动等，进而提出海滩养护原则与内容、针对性修复工程方法；再经过海滩剖面、平面形态、人工构筑物、滩肩高程、补沙沉积物等综合设计，并进行数值模型预测分析和设计优化，才能进入工程施工阶段。
所有设计与施工，融入了团队多年的科研成果——“复杂海岸环境沙滩保护修复技术”。从观音山沙滩起步，关键技术一步步地得以完善，并最终形成体系。
从空中俯瞰观音山沙滩，北端的长尾礁和南端香山头，两端岬角稳定着这片沙滩。
“与大西洋欧美国家沿岸的障壁岛海滩不同，我国的地质特点就是沿海岬湾多，湾内发育岬湾海滩。而福建特别明显，大多数海滩都分布在大大小小的岬湾中。”戚洪帅说，这就意味着，以美国迈阿密海滩修复为代表的国外经验在我国难以适用，我们要寻找自己的海滩修复技术路径。
在研究过程中，团队在蔡锋的带领下，几乎走遍了全国沿海地区的海滩，甚至冒着台风“乘风破浪”，进行野外调查。历经20余年，该团队在海滩水沙动力机理、海滩风暴效应、强潮海滩关键动力地貌过程等研究中取得一系列的理论突破。
在此基础上，该团队不断探索海滩保护修复技术，创新研究出生态友好型沙滩修复辅助结构、动力泥沙精准调控、基于自然的适应性修复方法等关键技术，实现了我国砂质海岸保护、修复和管理的重大技术创新。
“特别是基于自然的适应性修复方法，突破了差异性环境要素限制的技术瓶颈。”戚洪帅介绍说，海滩的自然禀赋不尽相同，可能面对强侵蚀、强风、弱动力等各类不利条件，要因势利导，采取基于自然的修复方法，为不同环境的海滩找到修复方法。
以厦门天泉湾海岸为例，面对的是强动力侵蚀难题。“当地海岸侵蚀非常严重，在多番研讨后，我们采取了用卵石修复海滩的方法，发明了由滩面耗能层、渗透垫层、基础层构成的分层卵石养护技术。”海洋三所的工程师郑吉祥告诉记者，该结构有效降低了沿岸的输沙率和侵蚀速率，维护岸滩稳定。
针对台风频发、冬季风强烈的长乐下沙海滩，团队研发出“强风区海岸多峰多层沙丘修复技术”，通过“沙丘+植被”方法修复海滩，同步提升防灾减灾功能与生态功能。
在厦门会展中心海岸，面对人工海岸的直立护岸、碎石散布，排水管直排入海引起侵蚀、岸滩失稳等系列难题，团队从海滩系统整体特征考虑，研究出连岛沙坝式管涵端头设计方法，提升了岸滩的整体稳定性和生态景观效果，有效解决了海岸排洪与沙滩稳定间的矛盾。
在广西茅尾海沙滩，海浪波能较弱、沙滩易泥化，团队研发了弱动力海岸波能调控技术，成功营造海滩，增加滨海休闲空间。
在珠海香炉湾沙滩，直立海堤破坏了自然岸线，滩面空间严重不足、无后滨缓冲，该团队利用岬头和拦沙堤构建岬湾，提升海岸稳定性和减灾能力；修复后滨植被，打造亲水空间，提升生态韧性，为硬质海岸线的生态化、韧性提升提供了科学解决方案……
一次次遇到难题，一次次科研攻关，一系列关键技术，适用于我国复杂海岸环境的海滩保护修复技术体系逐渐形成。
“柔性”修复，提高海岸韧性
在厦门观音山海滩外，郑吉祥在人行道上准确地认出了一个小小的圆形铆钉，这是沙滩的监测固定点。
“海滩修复养护就像看医生，前期要实地勘察、对症下药，进行修复；后期监测、养护就像复诊。我们要监测波浪、潮汐变化，在台风等极端天气来临前后，我们都会第一时间过来，在这样的监测点记录沙滩的变化，根据监测数据评估养护效果，也为我们后续的工作改进提供参考。”他说。
每当遇到台风等恶劣天气，海滩养护工程就经历严峻考验。“事实证明，它们发挥了良好的海岸防护作用。”戚洪帅说道，看到每处海滩及周边海岸经历狂风巨浪后依然安好，感觉无比自豪。
边探索边实践边总结，2015年，海洋三所海滩修复团队编著了《中国海滩养护技术手册》，标志着我国海滩修复养护技术走向成熟，同时该手册已成为全国沿海地区开展海岸保护与修复的重要技术指南。
2018年，海洋三所牵头编制的海滩养护行业标准——《海滩养护与修复技术指南》颁布，进一步推进了我国海滩修复养护技术的标准化。
“能把沙滩的修复和保护做到技术引领、标准化，我们对此十分欣慰。”蔡锋说，目前我国海滩养护领域已经出台施行了4项行业标准、3项团体标准，国家标准也正在报批中，不仅形成了我国自己的海滩养护技术体系，并且实现了“技术出海”，应用于泰国、斯里兰卡等共建“一带一路”国家的海岸防护和管理中。
如今，海滩修复团队站在新的起点上。“从最开始学习欧、美、日地跟跑，到因地制宜地探索和实践，逐步跟他们并肩，现在我们将逐渐实现领跑。”
近年，该团队提出了“和谐海岸”的海岸带修复理念，旨在打造海岸“生命共同体”。
戚洪帅说，我国砂质海岸约5000千米，可以在提升自然岸线保有率中发挥重要作用。
“海滩不仅仅是海边的沙滩，它是一个生机盎然的生境，这里有贝类、螃蟹等，还是海龟等珍稀动物的产卵场，也是鸟类重要的觅食地、栖息地。”戚洪帅认为，“在海滩修复的过程中，不能只重视沙滩的物理呈现，更应统筹考虑从后滨植被一直到近滨水下生物群落的完整海岸带系统。”
进一步强化生态功能，从陆海统筹角度开展海岸带生态修复技术研发，将海滩生态环境、后滨植被群落、近岸生物群落综合考虑，实现砂质海岸的生态化提升，是下一步海滩修复科研和实践的重点。
针对海滩养护技术生态化趋势，2021年，海洋三所与自然资源部海岛研究中心、厦门大学等单位共同编制完成了推荐性行业标准《海滩后滨沙地植被修复技术方法》。该《方法》提出，应明确严格保护海滩后滨的生态环境，充分保留原有的自然景观和地形地貌，在植被修复的过程中因地制宜，贯彻“自然恢复”的理念。
“后滨的植被群落包括乔木、灌木、藤本和草本植物，不仅可以防风固沙，也能创造有利于鸟类觅食、产卵的后滨沙地生态系统。”戚洪帅认为，不同于自然保护区，海滩无法避免人为活动，“海滩修复必须把人纳进体系中来，重视并规范人的行为，协同开发与保护”。
目前，该团队正在承担国家重点研发计划——“典型海岸侵蚀防护与活力海岸构建”这一科技攻关项目。“不同于现有的理念，我们不仅关注海滩的减灾防护能力，同时更关注生态系统的活力，及经济开发的可持续力。”戚洪帅说道，“现有的修复主要注重地貌系统修复，我们正在探索地貌系统和生态系统的相互作用，从而实现保护与开发利用协同，提高海岸的韧性。”
该团队在新开展的海滩修复工程中，将“和谐海岸”的理念变为现实。去年，福州滨海新城沙尾海滩修复与养护工程（一期）启动，不仅包括滩肩补沙修复、沙丘修复，同时还修复植被约15.8万平方米。
“对海滩，我们刚开始是‘头痛医头，脚痛医脚’式地修堤筑坝，以期对抗自然，如今应顺应自然地‘柔性’修复海滩。”戚洪帅说，“未来，基于生态系统考虑，我们希望走出一条人和自然互惠互利的和谐海岸构建之路，不辜负深蓝的向往，谱写一曲人海和谐的诗意之歌。”（记者 陈旻 张颖）
