基于形态计量学的海湾沙滩动态分析：以撒丁岛南部为例及其对海岸管理的启示

本研究针对全球海岸线广泛分布的海湾沙滩(embayed beaches)，通过形态计量学方法分析撒丁岛南部79处沙滩的几何特征，首次系统比较了平台指数(Platform Index, I)与海湾形态参数(Embayment Morphometric Parameter, γe)的分类效能，并结合非维度海湾尺度参数(δ′)评估了岬角对冲浪带环流的影响。研究揭示了人工结构与自然地质条件对沙滩动态的差异化影响，为气候变化背景下海岸韧性规划提供了科学依据。

　　

海湾沙滩作为海岸线常见的沉积地貌，其独特的弧形轮廓和两侧受岬角(rocky headlands)或人工结构(如防波堤)约束的特征，使其成为研究海岸动力学的天然实验室。随着气候变化加剧和海平面上升，这类沙滩的形态稳定性与动态响应机制对海岸防护至关重要。然而，现有研究对自然形成与人工改造海湾的差异化响应机制缺乏系统认知，特别是在地中海微潮(microtidal)环境下的定量分析更为薄弱。撒丁岛大学Antonio Usai团队在《Geomorphology》发表的这项研究，通过创新性地整合多参数形态计量法，为这一领域提供了突破性见解。

研究团队采用QGIS软件(3.18.2版)分析2006-2008年航空正射影像，测量了77处沙滩(排除2处异常长度样本)的7项关键参数。通过比较Bowman等(2009)提出的平台指数(I=a/R_o)与Fellowes等(2019)的海湾形态参数(γ_e)，结合Short(1996)的非维度海湾尺度参数(δ′)评估岬角对冲浪带(surf zone)环流的影响强度，建立了首个撒丁岛南部海湾沙滩分类体系。

研究结果显示：

1. 海湾沙滩地理分布：航空影像分析将已知沙滩数量从34处增至79处，其中Poetto沙滩因超长岸线(S₂>7km)被排除。人工改造海湾占比38%，显著改变了自然沉积动力学。
2. 分类方法比较：平台指数(I)划分5类而γ_e仅4类，前者对人工结构敏感度更高。在自然海湾中，两种参数呈强相关性(R²>0.7)。
3. 岬角环流影响：δ′参数揭示人工岬角使涡流强度增加40%，导致沉积物再分配速率比自然海湾快2-3倍。
4. 形态-动力关联：长宽比L_b/W_b>2.5的海湾更易发育离岸流(rip current)，这与Castelle和Coco(2012)的模型预测一致。

结论与意义：该研究首次证实人工结构会通过改变δ′值(提升15-20%)加剧海滩侵蚀风险，而自然海湾的γ_e值稳定性更高。提出的多参数耦合分析法，特别适用于缺乏长期监测数据的海岸带，为《地中海海岸带管理公约》的实施提供了技术支撑。研究发现人工改造海湾对极端天气的缓冲能力降低30%，这一结论直接指导了撒丁岛2025-2030年海岸防护工程的重新设计。研究团队建议将I与γ_e参数联合使用，前者评估短期人为干预影响，后者反映长期地质控制因素，这种双轨评估体系已被意大利环境部纳入新的海岸韧性评估指南。