當(dāng)河流遇到海洋：這是一段奇妙的河口冒險之旅

百川歸海，不僅指條條江河流入大海，而且有眾望所歸的意味在里頭，因為隨河流匯聚的不僅是淡水和泥沙，還有順流而下的商船和商賈。

大河的河口經(jīng)常是重要的港口，內(nèi)陸產(chǎn)品匯聚于此搭乘海船出海，海洋漁獲由此登岸分銷內(nèi)地。美國舊金山、英國倫敦、日本東京和中國上海都是河口型遠(yuǎn)洋商貿(mào)的中心。

上海港，我國沿海最大的樞組港 圖片來源：中國港口網(wǎng)

但是在地球系統(tǒng)中，河口不僅是河海交匯的樞紐，更是陸海相互作用的熱點區(qū)域。那么，這個區(qū)域有多大、區(qū)域內(nèi)的生物和環(huán)境又有什么特點呢？

Part.1

可遇而不可求的黃藍(lán)分界線

在黃河口，有時可以看到一條黃/藍(lán)的分界線，簡單理解就是一邊是河水一邊是海水。先不論這是不是河海之界，如果沒有這條分界線，河口又該如何判斷河海從哪里分界呢？

圖片來源：濕地中國

其實，不僅淡水會注入海洋，咸水也會倒灌入陸地，這兩條線之間就是我們所說的河口。理論上，河口的陸界在潮上帶濕地的邊緣，以感潮線或者鹽水入侵界限為邊界，海界是沖淡水影響的最遠(yuǎn)端。簡而言之，陸界是海水到達(dá)的最遠(yuǎn)處，海界則是淡水可及之處。

很明顯，這個邊界不是固定的，而是隨徑流量大小、潮汐、波浪等多個因素變化的。而且，這兩個邊界都是很難偵知的?？紤]到河口河海交匯的特質(zhì)，用半咸水生物的分布區(qū)作為河口的范圍是一個相對明確的標(biāo)準(zhǔn)，通過這一指標(biāo)，我們可以直觀且清晰地分辨河與海的“邊緣”。

如此說來，上面提到的黃藍(lán)線就不一定是科學(xué)意義上的河海之界。如果細(xì)究水體的鹽度，你會發(fā)現(xiàn)黃水已經(jīng)變咸，而藍(lán)水也已被沖淡。兩側(cè)水體中的生物可能數(shù)量有別，但種類組成絕不會是這么的經(jīng)緯分明。

所以，黃河口的這條黃/藍(lán)分界線更像是最大渾濁帶的外緣。全球的河流每年向海洋輸送3.5′1013m3的淡水，其中攜帶了20~22′109噸的泥沙和沉積物，因此潮汐河口一般都存在最大渾濁帶，這也是河口最重要的環(huán)境特征之一。

攜帶大量泥沙傾瀉而下的黃河 圖片來源：搜狗百科

從本質(zhì)上講，這是一塊含沙量比上下游高幾倍乃至幾十倍的水體，位置不固定，且規(guī)律地在一定范圍內(nèi)遷移。也就是說，只有滿足一定的條件（水量、沙量、潮汐強(qiáng)度），河口才會出現(xiàn)這條黃/藍(lán)線。

這條線的環(huán)境意義在于，許多重金屬元素、有機(jī)物以及營養(yǎng)鹽滯留于此。在生態(tài)學(xué)上，最大渾濁帶以內(nèi)初級生產(chǎn)和光合作用受到光限制，而最大渾濁帶外部則更容易受到營養(yǎng)鹽供應(yīng)的限制。

Part.2

入海泥沙：我是海洋的營養(yǎng)補(bǔ)充劑

河口之旅，少不了肥美的海鮮和色彩斑斕的鳥類。但是，肥和美的根源還要從上面提到的泥沙說起。

我們可以根據(jù)徑流量和輸沙量區(qū)分中國主要的河口：黃河徑流相對較大而含沙量極高，長江徑流豐沛含沙量低，珠江徑流十分豐沛而含沙量極低。

河流帶來的這些泥沙對于海洋來說至關(guān)重要，因為其中的無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)是生物生產(chǎn)的外源營養(yǎng)補(bǔ)充。大河影響下的陸架邊緣海是河流、陸地、海洋和大氣共同作用的關(guān)鍵界面區(qū)域，它以全球海洋7%的面積產(chǎn)生了30%的初級生產(chǎn)力和90%的漁獲量，埋藏約占全球海洋80%的有機(jī)質(zhì)。

大河河口和陸架邊緣海生源要素的生物地球化學(xué)循環(huán)

圖片來源：中國海洋大學(xué)海洋生物地球化學(xué)實驗室

大河三角洲河口又是陸架海中生物生產(chǎn)力水平最高的區(qū)域，它承接了河流輸運的陸緣物質(zhì)，并通過沉積、轉(zhuǎn)化和再礦化等控制作用決定著陸源物質(zhì)向外海的輸送。

在此處蓬勃發(fā)展的河口生態(tài)系統(tǒng)成為了海洋貝類的重要棲息地，也是魚、蝦、蟹等主要海洋經(jīng)濟(jì)生物產(chǎn)卵、育幼及索餌的場所。比如我國的長江口，就傳統(tǒng)生產(chǎn)著鳳尾魚、刀鱭、銀魚、鰍魚、白蝦等經(jīng)濟(jì)種類的河口性魚、蝦類，也成為了中華絨鰲蟹的產(chǎn)卵場，產(chǎn)量相當(dāng)可觀。

圖片來源：Veer圖庫

Part.3

河口三角洲：歡迎來到生物天堂

那沒有入海的泥沙呢？由于入?？跀嗝鏀U(kuò)大，水流速度驟減，大量泥沙沉積，形成內(nèi)尖外闊的三角形沙洲，也就是我們俗稱的“三角洲”。

沉積的泥沙中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，且淡水和營養(yǎng)供給有保證，形成了種類豐富的河口濕地生物群落。而且，由于咸淡水交匯的緣故，這里既有常見淡水濕地植物，也有耐鹽植物，生物多樣性極高。

這里尤其是鳥類的天堂，豐茂的植物提供了隱蔽之所。除植物的根、莖、葉和果實外，空中的昆蟲和灘涂上的濕地動物也成為了鳥類的優(yōu)質(zhì)食物。很多遷徙鳥類，比如東方白鸛、丹頂鶴、大天鵝、白琵鷺等，都將河口濕地作為中轉(zhuǎn)站或者棲息地。

青島大沽河口的野鴨（作者攝于2009年）

Part.4

營養(yǎng)物質(zhì)繁榮背后，暗藏環(huán)境風(fēng)險

然而，河流匯聚的不僅是營養(yǎng)物質(zhì)，還有環(huán)境風(fēng)險。除了與其它海域面臨相似的人類活動壓力（過度捕撈、城市化等），流域內(nèi)的工、農(nóng)業(yè)污染物匯入河流并集中在河口入海，在此處造成了比其它海域更加嚴(yán)重的富營養(yǎng)化和污染問題，比如赤潮。

海水中的赤潮現(xiàn)象 圖片來源：中新網(wǎng)

我國的長江口海域就是赤潮高發(fā)地區(qū)。根據(jù)統(tǒng)計，入海的污染物年度通量與徑流量關(guān)系不明顯，而與社會發(fā)展歷程高度吻合。

河口因充沛的營養(yǎng)補(bǔ)充而繁榮，為何又?jǐn)≡诹烁粻I養(yǎng)化上？物極必反，營養(yǎng)并不是越多越好。河口的泥沙阻擋了水體的光照，光合作用所能吸收的無機(jī)營養(yǎng)鹽是有限的。多余的營養(yǎng)鹽一旦匯聚到溫度和光照都適宜的海域就會導(dǎo)致浮游植物大爆發(fā)。

被綠潮污染的湖水 圖片來源：Veer圖庫

營養(yǎng)鹽種類供給不平衡也會造成環(huán)境問題。對陸地植物而言，最重要的營養(yǎng)元素是氮、磷、鉀，而對于海洋浮游植物而言，最重要的卻是氮、磷、硅。陸地農(nóng)業(yè)冗余肥料中含有大量的氮和磷，卻不可能提供與之匹配的硅。

同時，水利工程建設(shè)使泥沙在庫區(qū)沉積增加，庫區(qū)水體中的硅藻也利用和沉降了更多的硅酸鹽。最終的結(jié)果就是河口營養(yǎng)鹽非均衡性增加，氮大量增加，磷少量增加，硅不增加。

由此可見，河口生態(tài)系統(tǒng)的命運決定于整個流域。我們研究河口要“順流而下”，上流的地形、地貌和植被覆蓋決定了入海的物質(zhì)通量；治理河口則要“逆流而上”，從河口生態(tài)系統(tǒng)的主要威脅確定上流的治理策略。雙管齊下，才能真正地了解并發(fā)揮河口的最大價值。

參考文獻(xiàn):

Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone,Science Plan and Implementation Strategy, IGBP Report 51/IHDP Report 18, IGBPSecretariat. Http://www.loicz.org, 2005.

River inputs to the ocean systems, Final Report ofSCOR Work Group 46, Editor J. D. Burton, UNESCO technical papers in marinescience 55, 1988.

出品：科普中國

作者：張光濤 中國科學(xué)院海洋研究所

監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

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