es),并有堰洲海灘(Barrier Barriers)。 Hatteras)之堰洲島,長約達(dá)百公里,為世界有名的堰洲島。
島嶼簡介
堰洲島為與主要海岸走向大致平行之多脊砂洲,且具有砂灘(Sand Beaches)與堰洲扇(Overwsah Fans)者。堰州島一般呈長、狹窄,且標(biāo)高低的砂灘島。
堰洲島普通有砂丘(dune)、生長植物帶(Vegetated Z-ONE)及沼澤帶(Swampy Terranes),并有堰洲海灘(Barrier Beaches)。堰洲島較小者僅有堰洲灘,而無砂丘、生長植物帶及沼澤帶,而呈單脊砂洲。堰洲島一般不與大陸相連,而與大陸之間有湖(lagoon)。一端與大陸相連之砂洲,稱之為堰洲砂嘴(Barrier Spits)。完全封鎖海灣之砂嘴,被稱為灣口堰洲(Bay Barriers)。堰洲扇為向舄湖內(nèi)發(fā)育之堰洲。
堰洲島的形成
主要來自河流之砂經(jīng)洋流、潮汐流及沿岸流(longshore Current)搬運(yùn)后,再經(jīng)波浪作用逐漸堆積成堰洲島。堰洲島一般地形平坦,因此低潮時(shí)露出面積更多。堰洲島之海灘砂經(jīng)陽光曬干后較松,因此海風(fēng)較強(qiáng)時(shí),海灘砂易被海風(fēng)吹運(yùn)成砂丘,或吹運(yùn)至大陸或海洋中。因此,為保護(hù)堰洲島之存在,一般設(shè)法種植防風(fēng)林(如松柏類或紅樹)或歐防風(fēng),或施設(shè)防風(fēng)工程(如防風(fēng)鋼絲網(wǎng)、水泥地面、柏油地面、土木工程等),以防海灘砂或砂丘砂之吹失或流失。
著名的堰洲島
美國東部北加羅來那州東海岸之哈得拉斯(Cape Hatteras)之堰洲島,長約達(dá)百公里,為世界有名的堰洲島。
美國南部德州東南部海岸之巴得里島(Padre Island)、馬斯丹島(Mustang Island),及馬達(dá)古達(dá)島(Matagorda Island)之堰州島,長近達(dá)百公里,亦為聞名之堰洲島。
佛羅里達(dá)州大西洋岸及墨西哥灣海岸,均有諸多堰洲島。
臺灣省西部之嘉南平原西海岸新區(qū),亦有諸多堰洲島,形成新生海埔地,如外傘頂洲、祝油洲、青山港汕、網(wǎng)子汕等堰洲島。
每當(dāng)我們反省嚴(yán)重的沖擊會造成海岸侵蝕時(shí),第一個(gè)想到的常是在美國東岸和墨西哥灣岸的堰洲島。在面臨海水面的抬升和破壞性強(qiáng)的颶風(fēng)與韓春河時(shí),這條堰洲島「細(xì)線」的生存似乎很脆弱(Dolan et al., 1980)。然而人們?nèi)匀怀@些海岸聚集,所以制造了「問題」。海準(zhǔn)面抬升和大風(fēng)暴基本上是自然作用,但是堰洲島所經(jīng)歷的大部分侵蝕是由于人類活動對海岸帶來的長期沖擊。
島嶼現(xiàn)狀
在溫室暖化(greenhouse warming)出現(xiàn)以前,海準(zhǔn)面的抬升都是自然作用,大洋面在第四紀(jì)冰期間有超過一百公尺的變化。根據(jù)世界各地潮位資料的分析,全球的海準(zhǔn)變動在過去一百年間是10到20公分。因?yàn)橛嘘P(guān)大陸雪夜冰河體積變化量或海洋溫度增加(會造成海水的熱膨脹)的數(shù)據(jù)不夠,所以并不確知造成海準(zhǔn)面抬升的原因。美國東岸和墨西哥灣岸的潮位記錄顯示平均海準(zhǔn)面在二十世紀(jì)抬升了約50公分,而其中的30到40公分事實(shí)上被認(rèn)為是地層下陷所造成。更極端的數(shù)值出現(xiàn)在密士失必河三角洲,因?yàn)樵摰厣蚍e物的累積所以下陷量較大。在德州的Galveston,當(dāng)?shù)氐暮?zhǔn)面相對抬升量可以達(dá)到每世紀(jì)110公分(意味著表示更高的陸地下沈量),主要是因?yàn)槌槿〉叵滤褪汀K裕词故窃冢ㄏ鄬Γ┖?zhǔn)面抬升的例子中,人類活動都會有所沖擊。
如果我們采用Bruun法則(Bruun Rule)來評估在相對海準(zhǔn)面抬升50公分的情況下濱線后退的規(guī)模等級(order-OFmagnitude),可以得到25公尺的侵蝕距離(以海灘坡降1:50來計(jì)算),發(fā)生在過去一百年就表示平均侵蝕率是每年25公分。沿著堰洲島所實(shí)際測量到的濱線變化量的規(guī)模等級都比較大(May et al., 1983)。這意味著除了海準(zhǔn)面抬升對堰洲島非常長期的移動和侵蝕很重要之外,必然有其它重要的因子造成這樣的高濱線變化率。
這些因子在各地堰洲島侵蝕的個(gè)案研究中表現(xiàn)的比較清楚。其中一個(gè)例子是Allen(1981)對新澤西州Sandy Hook的侵蝕問題所作的調(diào)查研究,當(dāng)?shù)匾粋€(gè)游憩型海灘(recreational beach)的平均侵蝕率從1953年起大約是每年10公尺。該研究者評估海準(zhǔn)面抬升和風(fēng)暴越波沖刷(overwash)海灘所造成的沖擊分別只占灘沙損失和濱線后退的1%。其實(shí)重要的原因是「沈積物匱乏」(sediment starvation),該地位于防沙堤海堤系統(tǒng)的下游側(cè),因?yàn)闉I外波浪折射模式,以及最近風(fēng)暴頻率和強(qiáng)度有增加,導(dǎo)致沿岸漂沙被搬離此地。Allen(1981)認(rèn)為,自然和人類所引發(fā)的各種因子對當(dāng)?shù)厣蚍e物收支所造成的累積沖擊可以解釋所觀察到的海灘侵蝕率。
另外一個(gè)例子是INMAN和Dolan (1989)對北卡羅來納州的Outer Banks的研究。從False Cape到Cape Hatteras全長約160公里的平均濱線后退率是每年1.4公尺。透過各種的分析,他們認(rèn)為有21%的侵蝕是因?yàn)楹?zhǔn)面抬升,而剩下每年1.1公尺的后退率是因?yàn)樵讲_刷作用(39%)、沿岸漂沙輸出(22%)、風(fēng)吹沙的搬運(yùn)(18%)、潮流口的堆積(10%)、Oregon潮流口的疏浚(11%)。在這個(gè)例子中,可以說只有小部份的侵蝕是人類活動所導(dǎo)致(潮流口的疏浚),大部分的侵蝕是和自然作用有關(guān)。在這些因子中特別引起興趣的是沙通過潮流口的移動和潮流口的長期擺移。Inman和Dolan發(fā)現(xiàn)俄勒岡大學(xué)潮流口向陸并向南移動,在濱外的退潮淺灘比潮流口的擺移延遲,而且它們的沈積物只會慢慢的被波浪向岸搬回海灘。
北卡羅來納州的Outer Banks很幸運(yùn),只有受到小部份人為導(dǎo)致的侵蝕。我們很容易找到其它已經(jīng)遭到人類深刻改變的堰洲島。特別戲劇性的一個(gè)例子是在Ocean City潮流口修建突堤造成馬里蘭州Assateague島的侵蝕(Leatherman et al., 1987)。導(dǎo)流堤群攔阻向南移動的沿岸漂沙,造成Assateague島最北端最大的侵蝕加速度。在導(dǎo)流堤建好的第一個(gè)五十年,平均濱線后退率大約是每年9公尺,但是從1985年導(dǎo)流堤改建后減低到每年4.5公尺。Assateague島的北端幾乎就要消失了,而且經(jīng)常被越波沖刷。
單從這些少數(shù)的例子就可以很明顯的看出,對堰洲島侵蝕的重要因子在各處都很相似,不過各因子重要的程度不同。在這個(gè)軸線的一端,Outer Banks潮流口的疏浚是當(dāng)?shù)氐闹饕藶橐蜃樱徽紴I線后退中的一小部份。在另一個(gè)極端,Assateague島的大量侵蝕幾乎全是導(dǎo)流堤攔阻沿岸漂沙的結(jié)果。在那里,人類基本上是侵蝕的唯一原因。
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