全球三角洲告急

海平面上升与水利工程共同催生了全球性的三角洲危机。到2100年，某些三角洲的面积可能会消失80%以上。

利维乌·乔桑（Liviu Giosan）

一百多年前，马克·吐温曾断言，密西西比河的航路不可能被工程师和堤坝所征服。然而，时至今日，它那一度浑浊的河水变得更加清亮，水中沉积物与泥沙的含量也日渐稀少，这使得下游的密西西比三角洲以每年数千公顷的速度在萎缩。富饶的三角洲生态系统及其提供的天然功能——避风港、养分、去除污染以及固碳——随之而逝，而且当地的渔业和文化遗产也受到了严重威胁。

全世界的三角洲都在经历相似的命运。在巴基斯坦，自打1932年印度河上建起第一座水坝开始，三角洲平原就已开始遭到侵蚀。在中国，过去的35年间，黄河三角洲北部地带在以每年300公顷的速度消失。

上升的海平面加剧了这场沉积物减少造成的危机。全球三角洲将以过去7000年前所未有的规模减少。海拔低于一米的沿海低地在未来一个世纪内将被海水所淹没。预计50%的三角洲地区都将面临这一威胁。

多瑙河三角洲的保护状态相对较好，这里坐落着欧盟最大的湿地，同时也是全球生物多样性的热点地区。三角洲里迷宫般的河道，星罗棋布的湖泊、沼泽和沙丘，为近2000种植物和5000种动物提供了家园。一旦危机发生，损失可见一斑，事实上，很多物种如今已经受到了威胁。

世界上有超过5亿人口生活在三角洲地区，其中就包括上海、达卡（孟加拉首都）和曼谷这样的超级城市。保守估计，世界主要三角洲带来的经济效益和生态效益高达万亿美元级别。

在巴基斯坦，人们正在从海拔较低的印度河三角洲迁出，原因是这里的盐碱地使得农业耕作变得愈加困难。大概10年前，卡特里娜飓风摧毁了美国新奥尔良市的防洪堤，直到今天，这个城市的人口依然比2005年少17%。在热带暴风带的其他三角洲，如印度和孟加拉的恒河三角洲及缅甸的伊洛瓦底三角洲，红树林沼泽的毁灭一方面降低了防洪能力，另一方面还摧毁了这里的社区与经济。三角洲萎缩的影响是全球性的：不但有生态与经济的损失，接踵而至的还有社会危机以及大量的人口迁出。

饥饿的土地

我们呼吁联合国牵头成立一个国际专家小组，用以协调世界三角洲的保护行动。我们呼吁各国政府加快相关科学调查，扩大监测与预报项目，对研究方向和公共民意施加影响。

只有河流带来的泥沙大于海浪冲刷的情况下，三角洲才得以存在。然而，河流的泥沙含量已经发生了断崖式的下降。相比一个世纪以前，尼罗河与印度河的泥沙含量分别下降了98%和94%。从密西西比河（距首次筑坝时已降低69%）和多瑙河（降低60%）等大型河流到欧洲的罗纳河（降低85%）等较小的河流，泥沙含量下降几乎发生在所有的河流。中国长江在修建第一座水坝后，泥沙含量已经下降了66%，三峡大坝的建成将使泥沙含量进一步降低。此外，湄公河水坝修建完成后，预计泥沙含量亦会步长江之后尘。

人类活动也会恶化三角洲地带的高沉积率。例如，由于超采地下水，泰国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开采甲烷的影响下，在20世纪已经沉降了3-5米。沼泽在日益干涸，植物逐渐枯萎死亡，土壤的形成也受到阻碍，这些因素使得三角洲的萎缩速度一日快过一日。

当然，也有好消息：保护三角洲的第一步已经迈出。在国际科学理事会（International Council of Science）与三角洲联盟（Delta Alliance）等组织的支持下，未来地球与可持续三角洲计划（Future Earth and Sustainable Deltas 2015）正式启动，但是这些计划的成果仍然有待验证。在路易斯安那沿海保护与重建机构的推动下，利用疏浚淤泥来重建沼泽，通过在沿海修建保护设施并改变河道来促进陆地的形成等一系列方法已逐步开始在密西西比河三角洲施行。不过，效果究竟如何，现在评价为时尚早。

重建受损三角洲的代价十分昂贵，按照最乐观的估计，重建密西西比河三角洲需要耗时50年，每年花费5亿-15亿美元。即便如此，这也只能避免将来的陆地面积减少，并不能恢复此前已经消失的大量湿地。

而且，由于知识鸿沟的存在，一些行之有效的重建方法在付诸实施时常会遭遇不同程度的阻碍。另外，在三角洲平原，高地被较矮的湿地、浅水湖和潟湖所环绕。随着海平面的上升，陆地的沉降以及沼泽的干涸，使湖的面积不断扩大。河岸与升高的沙脊失去了保护，变得更易受侵蚀。然而，这些地方很少能看到水情、沉积物再分配、沉降或生态系统动力学的实时监测。三角洲表层土壤的沉积物平衡以及泥、沙和有机腐殖质的比例对于阻止三角洲走向死亡非常重要，但这些情况尚未得到很好的评估。

在水陆交界处，沉积物所占比例几乎无法量化。由于三角洲平原保持沉积物的能力不足，因此大部分都被水流冲刷走了。当此处建有工程基础设施时，沉积物流失的情况会更加严重。

沉积物的保持取决于颗粒大小、三角洲的结构以及植被状况。在大多数河流中，沙的含量要低于10%。然而，对于形成陆地，沙的角色非常重要。在三角洲形成早期尤其是这样。比如，印度克里希纳和哥达瓦里以及巴西的多斯和圣弗朗西斯科等沙质三角洲，露出海面的体积占三角洲总体积的30%，而多瑙河、埃布罗河和罗纳河等泥质三角洲仅为10%。

虽然泥的移动性更强，但在形成三角洲时，它同样很重要。泥能够改善土壤的结持度，并延长其寿命，而且还有助于维持沼泽与红树林的健康状态。不过，支撑淡水与咸水生态系统所需的最佳含泥比例是什么，人们几乎一无所知。

绝大部分三角洲正在走向死亡。即便没有海岸侵蚀的因素，海水的淹没速度足以超过10000平方公里以上的三角洲的生长速度，更不要说绝大部分三角洲面积在1000-10000平方公里之间。

一些三角洲生长得如此之大，了解个中缘由可以帮助我们今后更加了解其成因。研究者发现，当河流改道后，三角形的“叶瓣（lobes）区”依旧存在。在多瑙河、尼日尔河以及湄公河三角洲，河水冲积而成的河道依然还“活着”。密西西比河与多瑙河入海口的海岸障壁岛可以保护内陆地区免遭海洋的侵蚀。回溯历史，在亚洲、欧洲及美国等地区发生的滥砍滥伐森林以及农业活动，都大大增加了河水中沉积物的含量。

相形之下，面积低于1000平方公里的三角洲无一例外都要比建坝之前根据沉积物含量预计的数字要小。在这些小型三角洲的沿岸，沉积物大都被侵蚀殆尽，而且几乎没有湖泊和潟湖来保持泥沙。小型沙质三角洲或许可以存活一段时间，但埃布罗河与罗纳河等泥质三角洲可能很快就会消失在大海中。为了保护波河三角洲，人们已经在低于海平面的地带，施行了人工堤坝、防洪堤和水泵等措施。

湿地的健康状况对于三角洲的复兴也是至关重要的。植物腐殖质虽然可以弥补河流沉积物的损失，但湿地健康究竟需要多少有机质，沉积物、盐分和营养的最佳配比是多少，这些我们了解得依然很少。

与自然合作

对三角洲采取一些保护措施有助于延缓其走向死亡。比如提高河水中沉积物的含量、将沉积物尽量留在陆地上而非大海中、增强三角洲平原保持水土的能力以及维护湿地的健康状态等。在河流的上游，可以采取一些措施使得沉积物通过水坝。至于小型河流，采用疏浚河道和拆毁水坝的方法，也有助于增加水中泥沙的含量。

在三角洲内部，亦可采取一些柔性的工程手段来利用自然过程发挥事半功倍之效。比如在三角洲平原上挖出许多新的河道，用来转运沉积物，并营造沼泽、充盈池塘及扩张叶瓣区。在洪水来临之际，可以有意打开缺口，抑或改变河水流向，来灌满池塘，从而增加自然的回水效应，最终实现促进湿地形成的目的。

关于这些实践，历史上有不少鼓舞人心的成功先例。在多瑙河三角洲，人们在主河道之外开挖了一条新的捕鱼道，这一措施不仅增强了保持沉积物的能力，而且还改善了当地的民生。在埃布罗河三角洲，为了水稻种植而采取的河流沉积物调控措施提高了平原泥质的保有量，这使得陆地形成的速度超过了沉降及海平面的上升速度。

在海岸，修建各种堤坝是不可或缺的，不过开展大规模建设却耗资不菲。比如荷兰在修建环绕莱因河-默兹河三角洲的堤坝时，足足花费了50亿欧元（约合63亿美元）。向后撤退也是一个选项，这样做为重建沙滩、泥滩以及堤坝赢得了更多空间，也可以更好地适应升高的海平面。在这一过程中，已经都市化的三角洲会感受巨大的压力。像上海、曼谷和达卡这样的城市，修建基础设施及建筑物时，需要事先考虑可能的洪水，并拟定撤退预案。

施行何种级别的防护措施取决于这一地区的财富拥有量，因此，到底是去还是留将是一个非常艰难的决定。巴基斯坦在印度河三角洲有着世界上最大规模的灌溉系统，在该系统没有受到威胁的情况下，巴国没有财力也没有动力承担承担复兴印度河三角洲的重荷。一些流经多个国家的河流，如湄公河、多瑙河或印度河，协商权利与义务的分配是一件非常棘手的事情。

挽救世界三角洲的时间窗口很快就要关闭了。到2100年，海平面上升会导致大量陆地消失。海拔较高的克里希纳-哥达瓦里三角洲以及恒河-布拉马普特拉河三角洲会达到5%，湄公河、尼罗河与黄河三角洲等海拔中等的三角洲，这个数字将达到30%，多瑙河三角洲甚至会有80%。即便全球变暖的趋势得到扭转，河流带给三角洲的沉积物也能重新恢复，海平面依旧会持续上升。有鉴于此，三角洲挽救计划必须规模更大、速度更快、效果更好。这些计划需着眼全部三角洲，而且要适应当前环境与经济的剧烈变化，对数据收集、建模和实时监测工作也要加大支持力度。

下一步该怎么做

弥合知识鸿沟是当前最紧要的任务。宜采用先进技术和传感器进行观测工作，比如利用卫星来估计河流流量或陆地沉降状况就属于目前较为先进的技术。此外，水文、潮汐及沉降的观测与测量，也是亟待补充与加强的方面。

为了应对当前三角洲各种纷繁复杂的状况，关于湿地的生物物理学和生物地球化学的研究必须加强。三角洲地区的农业与工业活动应当在可持续发展的原则下进行谨慎评估。

三角洲及其流域所在国家的政府要承担起这一重担，相关国际组织也应助一臂之力。此外，保护计划需要采用当前的标准方案，并经由联合国专家的评估与建议。此外，成果与数据在公共平台的共享也至关重要。

为降低损失和风险，需要建立起基于科学的全球三角洲保护策略。联合国的相关机构应当牵头成立专家团队，协调现有的国际和国家行动。计划所需资金可由联合国环境规划署、开发计划署和世界银行持续不断地加以投入。同时，发展中国家要得到相应的帮助。

三角洲的保护需要立刻行动起来，否则，我们将面对更加恶劣的状况，遭受更加严重的损失。

（本文由Scientific American中文版《环球科学》授权发表，冯志华翻译。其他三位共同作者为塞维茨基，James Syvitski；康斯坦丁内斯库，Stefan Constantinescu；戴，John Day。）