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为解决 BEB 形态动力学定性研究不足的问题，研究人员开展 BEB 沙滩剖面形态定量分类研究。基于 774 次剖面测量，构建 Profile Morphotype Index（Γ），将形态分为 10 类。结果表明 Γ 与侵蚀 / 堆积状态相关，为海岸管理提供新工具。
论文解读
在海岸带生态系统中，河口与海湾沙滩（BEBs）作为重要的地理单元，其形态动力学机制长期困扰着研究者。这类半封闭环境中的沙滩受区域波浪、潮汐动力、泥沙输入和人类活动的复杂交互作用影响，但以往研究多局限于定性描述，缺乏对沙滩剖面形态的客观量化分类方法。例如，传统研究中对凹形、凸形等形态的界定依赖主观视觉判断，难以精准捕捉不同动力条件下的形态演变规律，也无法有效评估人类活动（如港口建设、防波堤修筑）对沙滩稳定性的影响。因此，建立一种能够定量刻画 BEBs 剖面形态的方法，成为解析其侵蚀与堆积过程、预测海岸带响应的关键科学问题。
为攻克这一难题，澳大利亚研究人员针对澳大利亚新南威尔士州 Gamay–Botany Bay 的 3 个冲流 aligned 和 1 个漂流 aligned 的 BEBs 展开研究。他们在 2016 至 2023 年间进行了 774 次沙滩剖面测量，旨在开发一种全新的定量分类工具，并揭示不同形态类型的动力驱动机制。研究成果发表于《Estuarine, Coastal and Shelf Science》，为 BEBs 形态动力学研究提供了突破性的方法论和实证依据。
主要技术方法
研究采用了多维度的数据采集与分析技术：① 沙滩剖面测量：利用 RTK-GNSS（实时动态全球导航卫星系统）在低潮时测量固定断面，从后滨基准点延伸至海平面以下，获取高精度的地形数据（垂直误差 ±0.10 m，水平误差 ±0.05 m）；② Profile Morphotype Index（Γ）构建：通过在实测剖面上拟合 1:1 梯度线，识别拐点并划分岸段，计算各段曲率及占比，结合海拔因子（Ef）、归一化因子（Nf）和符号因子（Sf1、Sf2）构建数学模型，将剖面形态量化为 - 1（完全凹形）至 1（完全凸形）的连续指数；③ 水动力数据分析：基于悉尼海浪浮标数据，分析显著波高（Hs）、波周期（Tz、Tp）和风暴事件（Hs>3 m），结合波向与河口入口方向的关系，评估不同动力条件对形态的影响。
研究结果
4.1 BEB 剖面动态
4 个 BEBs 的剖面宽度在 25-45 m 之间，其中 Lady Robinsons 和 Yarra Bay 宽度最大。剖面形态随时间呈现显著变化，标准差（SD）反映动态强度：靠近河口入口的 Congwong 东部（P3）和 Yarra Bay 中部（P1、P2）SD≥0.4 m，显示强烈侵蚀与堆积波动；而受 groin 保护的 Lady Robinsons 南部（P5、P6）SD 较低，形态相对稳定。体积变化显示，Congwong 平均体积波动于 50-80 m3/m，Lady Robinsons 仅 20-30 m3/m，印证了泥沙供给对形态的决定性作用。
4.2 BEB 形态类型
Γ 指数将剖面分为 10 种形态类型，其中：① Congwong以凸形（Γ=1.000）和大部分凸形（Γ=0.570-0.950）为主，46% 的 P3 剖面呈完全凸形，反映其靠近河口入口、受涌浪主导的高能环境；② Currewol形态多样，P3、P4 以凹形（Γ=-1.000）为主，而 P1、P5 因局部 shelter 呈现大部分凸形；③ Yarra Bay全剖面以大部分凹形（Γ=-0.570 至 - 0.950）和凹形为主，与远离河口、低能环境一致；④ Lady Robinsons北部（P1-P3）因泥沙匮乏呈凹形，南部 groin 区（P4-P6）因泥沙滞留呈凸形，显示人类工程对形态的显著改造。
4.3 水动力学特征
研究期间记录 125 次风暴（年均 17 次），平均 Hs=3.58 m，波向以 SSE（34%）和 S（62.4%）为主。河口入口（SE 向，宽 1.1 km）允许 34% 的风暴波进入，其中 SSE 向风暴导致 Congwong 等近入口沙滩形态向凹形转变，而 ENE 向风暴因局地强风引发 Lady Robinsons 北部严重侵蚀。
4.4 风暴浪对形态的影响
SSE 风暴（2018 年 5-6 月）导致 Congwong P2 从大部分凸形转为大部分凹形，体积减少 5 m3/m；Currewol P1-P5 普遍向凹形转变，但 groin 背风侧（P3、P4）出现泥沙堆积。ENE 风暴（2016 年 6 月）使 Congwong P2 转为线性形态，Lady Robinsons 全剖面因强风浪侵蚀体积显著减少（P5、P6 减少超 12 m3/m）。结果表明，风暴方向与能量决定了形态转变的方向与幅度。
结论与讨论
本研究通过构建 Profile Morphotype Index（Γ），首次实现了 BEBs 剖面形态的定量分类，将传统的定性描述转化为可测量、可比较的连续指数。研究发现，Γ 值与泥沙供给、水动力强度及人类干预密切相关：凸形形态对应高能、泥沙充足或 groin 保护条件，凹形则指示低能、侵蚀或泥沙匮乏状态。风暴事件可引发 Γ 值短期剧烈波动，揭示了极端天气对海岸形态的重塑作用。
该方法不仅为 BEBs 形态动力学提供了标准化的分析工具，还可应用于全球类似环境，帮助识别海岸脆弱区、评估工程措施效果。例如，Lady Robinsons 的 groin 区通过人工干预形成凸形形态，证明了结构性措施对促进泥沙沉积的有效性；而 Yarra Bay 的凹形形态则提示需关注泥沙补给不足的问题。未来研究可结合 Γ 指数与长期水动力数据，构建 BEBs 形态预测模型，为海岸带管理提供科学依据，助力应对气候变化带来的海岸侵蚀挑战。
