全球三角洲告急

海平面上升與水利工程共同催生了全球性的三角洲危機(jī)。到2100年，某些三角洲的面積可能會(huì)消失80%以上。

利維烏·喬桑（Liviu Giosan）

一百多年前，馬克·吐溫曾斷言，密西西比河的航路不可能被工程師和堤壩所征服。然而，時(shí)至今日，它那一度渾濁的河水變得更加清亮，水中沉積物與泥沙的含量也日漸稀少，這使得下游的密西西比三角洲以每年數(shù)千公頃的速度在萎縮。富饒的三角洲生態(tài)系統(tǒng)及其提供的天然功能——避風(fēng)港、養(yǎng)分、去除污染以及固碳——隨之而逝，而且當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)和文化遺產(chǎn)也受到了嚴(yán)重威脅。

全世界的三角洲都在經(jīng)歷相似的命運(yùn)。在巴基斯坦，自打1932年印度河上建起第一座水壩開始，三角洲平原就已開始遭到侵蝕。在中國(guó)，過去的35年間，黃河三角洲北部地帶在以每年300公頃的速度消失。

上升的海平面加劇了這場(chǎng)沉積物減少造成的危機(jī)。全球三角洲將以過去7000年前所未有的規(guī)模減少。海拔低于一米的沿海低地在未來一個(gè)世紀(jì)內(nèi)將被海水所淹沒。預(yù)計(jì)50%的三角洲地區(qū)都將面臨這一威脅。

多瑙河三角洲的保護(hù)狀態(tài)相對(duì)較好，這里坐落著歐盟最大的濕地，同時(shí)也是全球生物多樣性的熱點(diǎn)地區(qū)。三角洲里迷宮般的河道，星羅棋布的湖泊、沼澤和沙丘，為近2000種植物和5000種動(dòng)物提供了家園。一旦危機(jī)發(fā)生，損失可見一斑，事實(shí)上，很多物種如今已經(jīng)受到了威脅。

世界上有超過5億人口生活在三角洲地區(qū)，其中就包括上海、達(dá)卡（孟加拉首都）和曼谷這樣的超級(jí)城市。保守估計(jì)，世界主要三角洲帶來的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益高達(dá)萬(wàn)億美元級(jí)別。

在巴基斯坦，人們正在從海拔較低的印度河三角洲遷出，原因是這里的鹽堿地使得農(nóng)業(yè)耕作變得愈加困難。大概10年前，卡特里娜颶風(fēng)摧毀了美國(guó)新奧爾良市的防洪堤，直到今天，這個(gè)城市的人口依然比2005年少17%。在熱帶暴風(fēng)帶的其他三角洲，如印度和孟加拉的恒河三角洲及緬甸的伊洛瓦底三角洲，紅樹林沼澤的毀滅一方面降低了防洪能力，另一方面還摧毀了這里的社區(qū)與經(jīng)濟(jì)。三角洲萎縮的影響是全球性的：不但有生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的損失，接踵而至的還有社會(huì)危機(jī)以及大量的人口遷出。

饑餓的土地

我們呼吁聯(lián)合國(guó)牽頭成立一個(gè)國(guó)際專家小組，用以協(xié)調(diào)世界三角洲的保護(hù)行動(dòng)。我們呼吁各國(guó)政府加快相關(guān)科學(xué)調(diào)查，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)項(xiàng)目，對(duì)研究方向和公共民意施加影響。

只有河流帶來的泥沙大于海浪沖刷的情況下，三角洲才得以存在。然而，河流的泥沙含量已經(jīng)發(fā)生了斷崖式的下降。相比一個(gè)世紀(jì)以前，尼羅河與印度河的泥沙含量分別下降了98%和94%。從密西西比河（距首次筑壩時(shí)已降低69%）和多瑙河（降低60%）等大型河流到歐洲的羅納河（降低85%）等較小的河流，泥沙含量下降幾乎發(fā)生在所有的河流。中國(guó)長(zhǎng)江在修建第一座水壩后，泥沙含量已經(jīng)下降了66%，三峽大壩的建成將使泥沙含量進(jìn)一步降低。此外，湄公河水壩修建完成后，預(yù)計(jì)泥沙含量亦會(huì)步長(zhǎng)江之后塵。

人類活動(dòng)也會(huì)惡化三角洲地帶的高沉積率。例如，由于超采地下水，泰國(guó)的湄南河三角洲正在以每年5-15厘米的速度沉降。意大利波河三角洲在開采甲烷的影響下，在20世紀(jì)已經(jīng)沉降了3-5米。沼澤在日益干涸，植物逐漸枯萎死亡，土壤的形成也受到阻礙，這些因素使得三角洲的萎縮速度一日快過一日。

當(dāng)然，也有好消息：保護(hù)三角洲的第一步已經(jīng)邁出。在國(guó)際科學(xué)理事會(huì)（International Council of Science）與三角洲聯(lián)盟（Delta Alliance）等組織的支持下，未來地球與可持續(xù)三角洲計(jì)劃（Future Earth and Sustainable Deltas 2015）正式啟動(dòng)，但是這些計(jì)劃的成果仍然有待驗(yàn)證。在路易斯安那沿海保護(hù)與重建機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下，利用疏浚淤泥來重建沼澤，通過在沿海修建保護(hù)設(shè)施并改變河道來促進(jìn)陸地的形成等一系列方法已逐步開始在密西西比河三角洲施行。不過，效果究竟如何，現(xiàn)在評(píng)價(jià)為時(shí)尚早。

重建受損三角洲的代價(jià)十分昂貴，按照最樂觀的估計(jì)，重建密西西比河三角洲需要耗時(shí)50年，每年花費(fèi)5億-15億美元。即便如此，這也只能避免將來的陸地面積減少，并不能恢復(fù)此前已經(jīng)消失的大量濕地。

而且，由于知識(shí)鴻溝的存在，一些行之有效的重建方法在付諸實(shí)施時(shí)常會(huì)遭遇不同程度的阻礙。另外，在三角洲平原，高地被較矮的濕地、淺水湖和潟湖所環(huán)繞。隨著海平面的上升，陸地的沉降以及沼澤的干涸，使湖的面積不斷擴(kuò)大。河岸與升高的沙脊失去了保護(hù)，變得更易受侵蝕。然而，這些地方很少能看到水情、沉積物再分配、沉降或生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。三角洲表層土壤的沉積物平衡以及泥、沙和有機(jī)腐殖質(zhì)的比例對(duì)于阻止三角洲走向死亡非常重要，但這些情況尚未得到很好的評(píng)估。

在水陸交界處，沉積物所占比例幾乎無法量化。由于三角洲平原保持沉積物的能力不足，因此大部分都被水流沖刷走了。當(dāng)此處建有工程基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，沉積物流失的情況會(huì)更加嚴(yán)重。

沉積物的保持取決于顆粒大小、三角洲的結(jié)構(gòu)以及植被狀況。在大多數(shù)河流中，沙的含量要低于10%。然而，對(duì)于形成陸地，沙的角色非常重要。在三角洲形成早期尤其是這樣。比如，印度克里希納和哥達(dá)瓦里以及巴西的多斯和圣弗朗西斯科等沙質(zhì)三角洲，露出海面的體積占三角洲總體積的30%，而多瑙河、埃布羅河和羅納河等泥質(zhì)三角洲僅為10%。

雖然泥的移動(dòng)性更強(qiáng)，但在形成三角洲時(shí)，它同樣很重要。泥能夠改善土壤的結(jié)持度，并延長(zhǎng)其壽命，而且還有助于維持沼澤與紅樹林的健康狀態(tài)。不過，支撐淡水與咸水生態(tài)系統(tǒng)所需的最佳含泥比例是什么，人們幾乎一無所知。

絕大部分三角洲正在走向死亡。即便沒有海岸侵蝕的因素，海水的淹沒速度足以超過10000平方公里以上的三角洲的生長(zhǎng)速度，更不要說絕大部分三角洲面積在1000-10000平方公里之間。

一些三角洲生長(zhǎng)得如此之大，了解個(gè)中緣由可以幫助我們今后更加了解其成因。研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)河流改道后，三角形的“葉瓣（lobes）區(qū)”依舊存在。在多瑙河、尼日爾河以及湄公河三角洲，河水沖積而成的河道依然還“活著”。密西西比河與多瑙河入?？诘暮０墩媳趰u可以保護(hù)內(nèi)陸地區(qū)免遭海洋的侵蝕?；厮輾v史，在亞洲、歐洲及美國(guó)等地區(qū)發(fā)生的濫砍濫伐森林以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)，都大大增加了河水中沉積物的含量。

相形之下，面積低于1000平方公里的三角洲無一例外都要比建壩之前根據(jù)沉積物含量預(yù)計(jì)的數(shù)字要小。在這些小型三角洲的沿岸，沉積物大都被侵蝕殆盡，而且?guī)缀鯖]有湖泊和潟湖來保持泥沙。小型沙質(zhì)三角洲或許可以存活一段時(shí)間，但埃布羅河與羅納河等泥質(zhì)三角洲可能很快就會(huì)消失在大海中。為了保護(hù)波河三角洲，人們已經(jīng)在低于海平面的地帶，施行了人工堤壩、防洪堤和水泵等措施。

濕地的健康狀況對(duì)于三角洲的復(fù)興也是至關(guān)重要的。植物腐殖質(zhì)雖然可以彌補(bǔ)河流沉積物的損失，但濕地健康究竟需要多少有機(jī)質(zhì)，沉積物、鹽分和營(yíng)養(yǎng)的最佳配比是多少，這些我們了解得依然很少。

與自然合作

對(duì)三角洲采取一些保護(hù)措施有助于延緩其走向死亡。比如提高河水中沉積物的含量、將沉積物盡量留在陸地上而非大海中、增強(qiáng)三角洲平原保持水土的能力以及維護(hù)濕地的健康狀態(tài)等。在河流的上游，可以采取一些措施使得沉積物通過水壩。至于小型河流，采用疏浚河道和拆毀水壩的方法，也有助于增加水中泥沙的含量。

在三角洲內(nèi)部，亦可采取一些柔性的工程手段來利用自然過程發(fā)揮事半功倍之效。比如在三角洲平原上挖出許多新的河道，用來轉(zhuǎn)運(yùn)沉積物，并營(yíng)造沼澤、充盈池塘及擴(kuò)張葉瓣區(qū)。在洪水來臨之際，可以有意打開缺口，抑或改變河水流向，來灌滿池塘，從而增加自然的回水效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)促進(jìn)濕地形成的目的。

關(guān)于這些實(shí)踐，歷史上有不少鼓舞人心的成功先例。在多瑙河三角洲，人們?cè)谥骱拥乐忾_挖了一條新的捕魚道，這一措施不僅增強(qiáng)了保持沉積物的能力，而且還改善了當(dāng)?shù)氐拿裆?。在埃布羅河三角洲，為了水稻種植而采取的河流沉積物調(diào)控措施提高了平原泥質(zhì)的保有量，這使得陸地形成的速度超過了沉降及海平面的上升速度。

在海岸，修建各種堤壩是不可或缺的，不過開展大規(guī)模建設(shè)卻耗資不菲。比如荷蘭在修建環(huán)繞萊因河-默茲河三角洲的堤壩時(shí)，足足花費(fèi)了50億歐元（約合63億美元）。向后撤退也是一個(gè)選項(xiàng)，這樣做為重建沙灘、泥灘以及堤壩贏得了更多空間，也可以更好地適應(yīng)升高的海平面。在這一過程中，已經(jīng)都市化的三角洲會(huì)感受巨大的壓力。像上海、曼谷和達(dá)卡這樣的城市，修建基礎(chǔ)設(shè)施及建筑物時(shí)，需要事先考慮可能的洪水，并擬定撤退預(yù)案。

施行何種級(jí)別的防護(hù)措施取決于這一地區(qū)的財(cái)富擁有量，因此，到底是去還是留將是一個(gè)非常艱難的決定。巴基斯坦在印度河三角洲有著世界上最大規(guī)模的灌溉系統(tǒng)，在該系統(tǒng)沒有受到威脅的情況下，巴國(guó)沒有財(cái)力也沒有動(dòng)力承擔(dān)承擔(dān)復(fù)興印度河三角洲的重荷。一些流經(jīng)多個(gè)國(guó)家的河流，如湄公河、多瑙河或印度河，協(xié)商權(quán)利與義務(wù)的分配是一件非常棘手的事情。

挽救世界三角洲的時(shí)間窗口很快就要關(guān)閉了。到2100年，海平面上升會(huì)導(dǎo)致大量陸地消失。海拔較高的克里希納-哥達(dá)瓦里三角洲以及恒河-布拉馬普特拉河三角洲會(huì)達(dá)到5%，湄公河、尼羅河與黃河三角洲等海拔中等的三角洲，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到30%，多瑙河三角洲甚至?xí)?0%。即便全球變暖的趨勢(shì)得到扭轉(zhuǎn)，河流帶給三角洲的沉積物也能重新恢復(fù)，海平面依舊會(huì)持續(xù)上升。有鑒于此，三角洲挽救計(jì)劃必須規(guī)模更大、速度更快、效果更好。這些計(jì)劃需著眼全部三角洲，而且要適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的劇烈變化，對(duì)數(shù)據(jù)收集、建模和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作也要加大支持力度。

下一步該怎么做

彌合知識(shí)鴻溝是當(dāng)前最緊要的任務(wù)。宜采用先進(jìn)技術(shù)和傳感器進(jìn)行觀測(cè)工作，比如利用衛(wèi)星來估計(jì)河流流量或陸地沉降狀況就屬于目前較為先進(jìn)的技術(shù)。此外，水文、潮汐及沉降的觀測(cè)與測(cè)量，也是亟待補(bǔ)充與加強(qiáng)的方面。

為了應(yīng)對(duì)當(dāng)前三角洲各種紛繁復(fù)雜的狀況，關(guān)于濕地的生物物理學(xué)和生物地球化學(xué)的研究必須加強(qiáng)。三角洲地區(qū)的農(nóng)業(yè)與工業(yè)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)在可持續(xù)發(fā)展的原則下進(jìn)行謹(jǐn)慎評(píng)估。

三角洲及其流域所在國(guó)家的政府要承擔(dān)起這一重?fù)?dān)，相關(guān)國(guó)際組織也應(yīng)助一臂之力。此外，保護(hù)計(jì)劃需要采用當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)方案，并經(jīng)由聯(lián)合國(guó)專家的評(píng)估與建議。此外，成果與數(shù)據(jù)在公共平臺(tái)的共享也至關(guān)重要。

為降低損失和風(fēng)險(xiǎn)，需要建立起基于科學(xué)的全球三角洲保護(hù)策略。聯(lián)合國(guó)的相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)牽頭成立專家團(tuán)隊(duì)，協(xié)調(diào)現(xiàn)有的國(guó)際和國(guó)家行動(dòng)。計(jì)劃所需資金可由聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署、開發(fā)計(jì)劃署和世界銀行持續(xù)不斷地加以投入。同時(shí)，發(fā)展中國(guó)家要得到相應(yīng)的幫助。

三角洲的保護(hù)需要立刻行動(dòng)起來，否則，我們將面對(duì)更加惡劣的狀況，遭受更加嚴(yán)重的損失。

（本文由Scientific American中文版《環(huán)球科學(xué)》授權(quán)發(fā)表，馮志華翻譯。其他三位共同作者為塞維茨基，James Syvitski；康斯坦丁內(nèi)斯庫(kù)，Stefan Constantinescu；戴，John Day。）