海滩补沙对沙质海滩生态修复的影响：以中国南部海岸的北海银滩为例

《Ocean & Coastal Management》：Influence of beach nourishment on the ecological rehabilitation of sandy beaches: A case study of Beihai Silver Beach on the southern coast of China

　　

洪帅琦|陈敏|曾书婷|吴顺玲|宋晓莉|段海琴|李嘉宇|蔡峰

自然资源部第三海洋研究所，中国厦门361005

摘要

在过去的十年中，为了缓解侵蚀，沿海地区越来越多地采用了海滩补给这一软工程方法。然而，其对海滩生态系统和重要人类活动的生态影响仍缺乏研究。本研究在中国广西北海的银滩（一个著名的旅游海滩）进行了为期三年的连续观测，以评估补给海滩的形态变化及其对大型底栖生物群落的影响。在补给期间，大型底栖生物的物种丰富度和数量有所下降，其中多毛类动物受掩埋导致的死亡影响最为严重。不过，在补给六个月后，它们的数量开始恢复。相比之下，由于具有更强的移动能力和适应策略，甲壳类动物和软体动物的影响较小。施工过程引起了底栖生物的潮间带迁移，影响了它们的潮汐分布。尽管发生了这些变化，生物量并未受到影响。环境变化导致群落结构发生变化，优势物种也发生了改变，最终Umbonium vestiarium腹足类成为绝对的优势物种。形态变化和恢复的速度比生态变化更快、更明显。海滩地形在补给后一年内趋于稳定，而生态系统则需要至少两年才能初步恢复。这种生态恢复是由生物和非生物因素共同作用的结果，包括功能群的更替、沉积物的改善以及底栖生物与沉积物之间的良性反馈。补给效果显著，丰富度指数（d）和均匀度指数（J）在补给后2.5年分别恢复到了约6.6和0.7。从长远来看，海滩补给的生态影响是可逆的，有助于形成稳定的海滩生态系统。这些发现为了解补给海滩的生态恢复力和可持续的沿海管理策略提供了见解。

引言

随着沿海旅游业的持续发展，越来越多的人喜欢海滩、海鲜和其他沿海景观（Morales-Zamorano等人，2020年）。这直接和间接地促进了当地和国家的经济发展，同时海滩旅游也是蓝色经济的重要组成部分（Rozaki等人，2025年；Jokhu等人，2025年）。人类居住区的海岸侵蚀是一种全球性的地质灾害，世界上超过一半的沙质海岸已经受到侵蚀的影响。这种侵蚀对地貌和关键生态系统服务（如鱼类幼体的重要育婴场所）产生了双重影响（Wang等人，2011年）。它减少了海滩生物的栖息地，不利于这些生物的生存（Ortega Cisneros等人，2011年）。海滩补给作为一种基于自然的解决方案（NbS），旨在通过工程化的沉积物输入来重建栖息地并恢复生态功能（Liu等人，2016年）。海滩补给被广泛认为是一种相对自然且有效的软性海岸保护措施，有助于保护海岸线并抵御侵蚀（Cantasano等人，2023年）。然而，研究表明，其“环保”属性并非自动保证；不适当的沉积物来源选择（例如，粒径或成分不匹配）或缺乏生态考虑的施工方法可能会对底栖生物、珊瑚礁和海草床造成严重损害（Saengsupavanich等人，2023年）。因此，确保这一措施的环境效益至关重要，需要遵循“与自然共建”的理念。这涉及海滩补给与生态恢复（如海草和沙丘植被的恢复）的共同设计和综合实施，以及严格的环境影响评估和长期监测（Kindeberg等人，2023年；另见相关案例）。

海滩生态系统位于海洋和陆地之间的交界处，受到海洋和陆地过程的双重影响（Taslin等人，2025年）。这种位置使得环境复杂且多变，此外，海滩生态系统在生态上非常敏感且脆弱（Akbar等人，2026年；Mathew和Agarwala，2025年）。此外，海滩生态系统受到人类活动的强烈影响。生活在海滩上的生物通常具有很好的适应性，能够应对快速变化的环境，而底栖生物具有独特的形态特征、移动能力、挖掘能力和觅食策略（Harriague和aAlbertelli，2007年；Schlacher等人，2008年）。作为海滩生态系统的关键组成部分，大型底栖生物的分布范围通常有限，对环境变化具有高度敏感性（Sreenivasulu和Jayaraju，2017年）。它们的分布和群落结构能有效反映任何类型的自然和人为栖息地干扰（Carvalho等人，2011年；Wang等人，2020年；Wu等人，2019年）。因此，大型底栖生物群落的恢复是海滩生态恢复成功的关键指标，研究海滩补给后大型底栖生物群落的变化也是必要的（Ji等人，2022年；Wang等人，2020年；Liu等人，2016年；Jud等人，2020年）。

许多研究表明，海滩补给在短期内会对海滩生态系统产生负面影响，包括直接掩埋底栖生物、施工期间的高浊度对生物造成的损害，以及沉积物特性的改变，这些改变可能使栖息地不再适合本地物种（Cantasano等人，2023年；da Silva和Viana，2024年；Witmer等人，2025年；da Silva等人，2026年）。这些负面影响通常在几个月内（例如浊度）到几年内（例如底栖生物群落、珊瑚礁、海草床；3-10年）消失，表明海滩补给不会导致长期的生态后果，而是随着时间的推移达到新的生态平衡（Lewis等人，2012年；Staudt等人，2021年）。目前关于海滩补给生态效应的研究主要集中在其影响的程度和持续时间上，而关于补给后恢复的研究仍然相对有限（Nordh等人，2022年；Paris等人，2023年）。尽管现有研究记录了补给后生物量的短期波动，但驱动长期恢复的机制（如功能群的重组和关键物种的相互作用）尚未得到充分量化（Ji等人，2022年）。

在游客频繁的光顾的海滩上实施补给尤为特殊。为了实现物理维护和生态恢复的协同目标，研究人工补给几年后的生物恢复及其影响因素是至关重要的第一步。为了了解在人类活动显著干扰下，海滩补给过程中地貌和生态系统的恢复和协同演变，本研究聚焦于中国南部海岸的典型旅游海滩——北海银滩。通过四年的监测计划，收集了关于海滩形态、大型底栖生物群落和环境因素的数据。通过比较补给施工、调整和恢复阶段的变化，本研究调查了补给三年后北海银滩的大型底栖生物群落，分析了其影响因素和对补给的响应，揭示了地貌和生态系统协同恢复的过程。这将阐明人工海滩补给如何同时影响旅游密集型海滩的物理和生态方面。通过同时考察补给的地貌和生态效应，本研究填补了许多先前关于海滩补给后续研究的空白。这些发现将有助于设计改进的海滩补给策略，以实现人类活动与自然生态环境的和谐。

章节片段

研究区域

北海银滩位于中国南部海岸，毗邻北海湾，坐标为20°54′-21°55′N，108°50′-109°47′E。该地区具有亚热带海洋季风气候，特点是阳光充足、降水量大、季风模式明显，以及频繁的极端天气事件，如台风、风暴潮和强降雨。北海的潮汐制度是规律的日潮汐制度。北海站（1996–2010年）的潮汐数据表明

海滩形态变化

北海银滩是一个耗散性海滩，其形态每年和季节间都有显著变化。冬季半年通常会形成多个潮间带沙洲。位于西侧的YTB剖面在2019年12月开始进行了为期六个月的补给，采用干滩补给方法。补给完成后（2020年6月），沙洲的海侧边缘形成了一个陡峭的前滨

底栖生物变化的主要控制因素

海滩补给改变了地形和沉积物组成；然而，在施工和调整阶段，沉积物粒径相关因素并非主要控制因素。相反，这些阶段更多地受到沉积物放置顺序和添加沉积物性质的影响。沉积物粒径的变化可能会影响幼体的行为或成年生物的挖掘和觅食能力（Wiesebron等人，2021年；Zhang等人，2022年）。

结论

• (1)
  补给后，海滩表面的细沙增加和悬浮颗粒物增多提高了食物供应，导致大型底栖生物的数量增加。环境因素如叶绿素-a、悬浮沉积物、盐度和硅酸盐也影响了底栖生物群落。沙子补充导致固着物种（如多毛类动物）死亡，但对甲壳类动物和软体动物等移动生物的影响有限。沉积物放置的顺序和方向

CRediT作者贡献声明

洪帅琦：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、方法论、资金获取、正式分析、概念化。陈敏：撰写 – 原稿撰写、可视化、调查、正式分析、数据管理。曾书婷：撰写 – 原稿撰写、可视化、软件使用、调查。吴顺玲：撰写 – 审稿与编辑、原稿撰写。宋晓莉：监督、资金获取。段海琴：资金获取。李嘉宇：撰写 – 原稿撰写。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

我们感谢所有在调查过程中帮助收集样本和数据的人。我们感谢Yaqin Huang博士和Jianhua Kang博士对生物样本的鉴定以及提供的宝贵意见。我们感谢来自渤海生态预警、保护和恢复重点实验室的自然资源部开放基金项目（编号：2024212）、自然资源部第三海洋研究所的科学研究基金（编号：2020017）以及的财政支持。