沉积场：人类对自然过程影响的延续——一种盐沼恢复方法的批判性审视

《Cambridge Prisms: Coastal Futures》：Sedimentation fields as a method of saltmarsh restoration: continuity of human influence on natural processes

为应对全球盐沼（Saltmarsh）因海平面上升和围垦导致的栖息地丧失，研究人员对利用沉积场（Sedimentation Fields）进行生态修复的方法进行了批判性审视。研究以英国塞文河口（Severn Estuary）的Rumney Great Wharf为例，指出沉积场并非消除了人类活动的影响，而是人类对自然过程干预的延续。该研究强调，未来的修复方案需明确目标，并加强对物理-生物过程相互作用的理解，以确保恢复的生态系统能够提供预期的服务功能。

　　

在全球气候变化和人类活动的双重压力下，被誉为“蓝色碳汇”的盐沼（Saltmarsh）正面临着前所未有的生存危机。这些位于海陆交界处的生态系统，不仅为无数生物提供了栖息地，更在调节水质、固碳和抵御风暴潮方面扮演着至关重要的角色。然而，历史悠久的围垦造陆，加上现代海平面上升导致的“海岸挤压”（Coastal Squeeze）效应，使得全球近一半的盐沼已经消失或退化。

为了挽救这一宝贵的生态资源，科学家和工程师们尝试了多种修复方法。其中，一种名为“沉积场”（Sedimentation Fields）的技术近年来备受关注。与需要购买陆地农田、拆除海堤的“管理性海堤后退”（Managed Realignment）不同，沉积场直接在潮间带泥滩上建造围栏（如灌木篱笆），通过减缓水流和波浪来促进泥沙沉积，从而为盐沼植物的生长创造条件。这种方法被认为可以规避因历史农业活动导致的土壤板结、排水不畅和缺氧等问题，似乎提供了一条“回归自然”的捷径。

但事实真的如此吗？近日，来自英国雷丁大学和考文垂大学的研究团队在《Cambridge Prisms: Coastal Futures》上发表了一篇观点性文章，对沉积场修复法提出了深刻的批判。他们以英国威尔士塞文河口（Severn Estuary）的Rumney Great Wharf为案例，通过梳理该地区从史前到现代的人类活动史，提出了一个颠覆性的观点：沉积场并非消除了人类活动的影响，而是人类对自然过程干预的延续。这项研究不仅挑战了我们对生态修复的认知，也为未来海岸带管理提供了重要的启示。

关键技术方法

本研究主要采用文献综述与案例分析相结合的方法。研究人员系统梳理了Rumney Great Wharf地区的地质历史、考古证据以及近现代的海岸管理记录，构建了该地区从全新世至今的景观演变与人类活动时间线。研究重点分析了1989年至2005年间在该地建造的灌木篱笆沉积场，以及2024年进行的扩建工程，通过对比不同时期的人类干预措施，论证了人类活动对自然过程的持续影响。

研究结果

2.1 全新世演变

Rumney Great Wharf的现代地貌是自然过程与人类活动长期相互作用的结果。该地区的全新世沉积序列由一系列河口沉积物和泥炭层组成。最古老的Wentlooge组（Wentlooge Formation）形成于全新世早期海平面快速上升时期，当时该地主要为泥滩，局部有盐沼发育。随着海平面上升速率减缓，约6000年前开始沉积中Wentlooge组，该层由泥炭与河口粘土和粉砂互层组成。约2500年前，一次大规模海侵导致上Wentlooge组沉积，该层由海相粉砂和粘土组成，厚度可达4.5米。自中世纪以来，该地区又经历了多次侵蚀和沉积，形成了Rumney组、Awre组和Northwick组等潮间带沉积层。

2.2 史前和历史时期（4150-800 BP）的人类活动

该地区最早的人类活动证据可追溯到青铜时代（4150至2750 BP），包括建造鱼梁和牲畜围栏。然而，首次大规模景观改变发生在铁器时代和罗马时期。Allen和Fulford（1986）提出，一系列含有罗马-不列颠时期陶器的排水沟表明，这是该地首次有计划的围垦尝试。随后，在公元13世纪之前，人们建造了土质海堤，阻止了Rumney、Awre和Northwick组沉积物向陆地方向的沉积。现代潮间带景观由盐沼和因侵蚀而暴露的中Wentlooge组泥炭组成，海堤后方则是通过围垦形成的Gwent Levels，该区域是重要的科学兴趣地（Site of Special Scientific Interest），栖息着多种珍稀昆虫。

2.3 近期（20世纪中期至今）的人类活动

自20世纪中期以来，Rumney Great Wharf经历了侵蚀和盐沼丧失的趋势。为应对此问题，人们进行了多次尝试。1950年代，曾进行大米草（Spartina）种植以稳定盐沼，但未进行后续监测。1989年至2005年间，建造了灌木篱笆沉积场。2005年，还增加了岩石护岸以稳定水道和悬崖。监测显示，沉积场东部区域的高程增加了0.5米以上，盐沼得以发育。然而，自2010年后，围栏因缺乏维护而受到侵蚀，仅剩支撑柱留存。2024年，出于对海堤防洪能力和栖息地丧失的担忧，新的沉积场扩建工程得以实施。

2.4 人类活动持续影响自然过程

文章指出，通过在海堤前的泥滩上建造沉积场来保护后方已排干用于陆地的盐沼，形成了一个有趣的悖论。这种修复并非“回归自然”，而是为了维持“固守防线”（Hold the Line）的海岸管理策略而进行的景观管理。此外，如果修复目标设定为青铜时代或罗马-不列颠时期之前的栖息地，将无法重现后续人类活动（如海堤建造和沉积物沉积）所形成的现代景观。因此，修复目标应基于方案的具体目标，而非不切实际的历史基线。

3. 未来的沉积场：证据需求

文章强调，沉积场修复法代表了通过管理水文功能和沉积过程来人为促进盐沼形成，而非恢复自然功能。目前，关于沉积场的研究多集中于数值模拟，缺乏基于实证观测的评估。未来的研究需要关注以下几个方面：

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  生物地貌过程：需要实证评估沉积场的生物地貌过程，包括泥沙供应、生态演替以及风暴等随机事件的作用。
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  地形复杂性：了解沉积场是否以及何时能发展出地形复杂性，对于评估其植物多样性和防洪功能至关重要。
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  生态系统服务：需要量化沉积场提供的生态系统服务，如污染物截留、碳储存和波浪衰减。
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  可持续性与维护：需要明确沉积场形成的盐沼是否能够自我维持，以及围栏结构需要多长时间的维护，并明确维护责任的归属。

结论与讨论

本研究通过Rumney Great Wharf的案例，有力地论证了沉积场修复法并非消除了人类活动的影响，而是人类对自然过程干预的延续。这种修复方法应被视为一种有管理的海岸景观演变，而非“回归自然”。尽管沉积场可能规避了管理性海堤后退中因历史农业活动带来的限制，但其自身的演变仍受到历史人类活动的深刻影响。

文章最后呼吁，随着海平面上升和风暴频率增加，海岸管理者对可持续防洪方法的需求日益迫切。在无法实施管理性海堤后退的地区，沉积场提供了一种可行的替代方案。然而，为了确保其成功实施，必须加强对沉积场物理功能的实证研究，特别是泥沙供应与输送、以及这些因素对盐沼栖息地建立的影响。只有通过深入理解这些过程，才能设计出能够最大化生态系统服务供给的未来修复方案，真正实现海岸带生态与社会的可持续发展。