蔡鋒（中）考察廣西欽州三娘灣沙灘。

海灘，是砂質海岸的核心地貌單元，具有穩定岸線、防災減災、生態安全等重大意義，以及公共服務、文旅休閑等重要功能，在沿海生態文明建設和經濟社會發展中發揮著不可替代的作用。

20世紀80年代起，我國沙灘侵蝕加劇，影響自然岸線比例。目前，我國約80%海岸的侵蝕脆弱性處于中高程度。海灘修復成為社會急需，但曾幾何時，適合我國復雜條件的海灘生態修復技術還是空白。

面對國內無經驗、無技術、無標準的困境，自然資源部第三海洋研究所（以下簡稱“海洋三所”）研究員蔡鋒組建了海灘生態保護修復團隊（以下簡稱“團隊”），帶領中堅骨干、青年科研人員，三代科研人接續攻堅，形成本土化、精細化的國產海岸保護修復技術創新成果，獲國家科技進步獎二等獎；20年如一日踏浪護岸，讓國內外120余處海灘重煥生機，為解決全球沙灘侵蝕難題貢獻了中國智慧。

近日，蔡鋒榮膺第四屆全國創新爭先獎，帶領的海洋生態修復創新團隊榮獲“中國青年五四獎章集體”暨新時代青年先鋒獎。以青春護山海、以科技守海疆，他們用20年的堅守，詮釋新時代海洋科研工作者的使命與擔當。

破局攻堅開創我國大陸沙灘修復先河

又是夏日踏浪時。廈門觀音山沙灘，戲水趕海的游人如約而至。

在沙灘上，海洋三所研究員、自然資源部海洋生態保護修復重點實驗室主任蔡鋒照例抓起一把沙子揉搓。從沙子粒徑，到沙灘的灘面形態、潮位變化，對每處細節，他都觀察得非常仔細。

30多年來，被戲稱為“蔡沙灘”的蔡鋒幾乎走遍全國沿海地區的海灘。觀音山沙灘正是他與團隊研究沙灘修復的起點，也是我國大陸海灘保護修復實踐的起點。

從小與海為伴的蔡鋒對廈門的沙坡尾、白城海灘、黃厝海岸十分熟悉。“這為我從事海洋科研工作、守護大海埋下了種子。”

20世紀80年代起，因臺風風暴潮侵蝕和無序采沙、圍海造地、近岸養殖等人為活動，包括廈門在內的濱海城市沙灘大多持續退化，這也是全球共同的難題。

蔡鋒清楚地記得，1999年的9914號臺風登陸廈門，導致廈門76.25萬人受災，損壞堤防21.4千米，直接經濟損失9.3億元。環島路的沙灘損毀讓他無比焦灼與惋惜，“退化的沙灘，不僅失去親水價值，更喪失了抵御災害的能力”。

他研究發現，當時國內的海岸防護普遍依賴海堤、防波堤等“硬工程”，看似堅固的設施卻“護岸不護灘”，反而人為改變近岸水動力，加速泥沙流失，讓沙灘一步步退化。

2006年，觀音山沙灘修復工程開始醞釀，由蔡鋒牽頭實施，彼時，歐美等發達國家已經在沙灘修復領域探索數十年，相比之下，我國沙灘保護技術相對落后。而我國岸線曲折、動力環境多變、人工岸線占比高，在此復雜環境下，沙灘保護修復照搬國外技術根本行不通。

那段日子，蔡鋒帶頭扎根現場，頂著烈日、海風，在潮起潮落間勘測海岸環境、波浪潮汐；實驗室燈火常亮，團隊成員激烈研討，反復推演，常常爭論至深夜。

一改傳統的“硬防護”思路，他決定采用“柔性修復”方案為沙灘“療傷”。圍繞地貌穩定性，初次嘗試的研究團隊邊研究、邊論證、邊設計，歷經一年多前期論證，制定了海灘養護的技術流程，“分層修復”的創造性關鍵技術既提升修復工程的穩定性，又保留沙灘的生態功能。

海洋三所海洋與海岸地質研究室主任戚洪帥當年作為蔡鋒團隊里的一名博士生，全程參與修復。

“此前，沒人相信沙子能在海邊停住不動，也沒人相信往海水里拋沙子能成為防護措施。”他說，經過多年對海灘風暴效應的研究，他們掌握了在波浪作用下沙灘運動與變化的規律和特征，還掌握了要如何選對沙子、放對修復位置、預測變化等技術。

他說，比如粗一點的沙子易形成較寬的干灘，細沙更傾向于向海運動，在施工中通過分層補沙提升海灘穩定性，同時拓展利用功能。

“2007年觀音山沙灘修復工程完工，為岸線補沙121萬立方米，形成了18萬平方米的干灘。”蔡鋒說，長1.5公里的荒蕪岸線變為兼具防災、生態、休閑功能的濱海空間，成為我國大陸首個正規海灘養護項目，并于2018年獲評“優秀海洋工程”。

2016年，“莫蘭蒂”超強臺風正面襲擊觀音山，海灘有效抵御了臺風暴浪，發揮防災減災功能，成為守護城市的天然屏障。從修復完成至今，他們對觀音山沙灘開展常態化監測，發現沙灘始終保持穩定，近20年無明顯異變。

這一“治愈”案例讓蔡鋒堅定了沙灘修復的科研方向。“從開展規律性研究，到通過科研賦能生態修復，這既是社會發展的需要，也是我們海洋人的使命。”

因灘施策構筑海岸守護中國范式

以觀音山為起點，蔡鋒帶領團隊走遍我國沿海省份，逐步摸清砂質海岸特征，并扛起全國近半數中央資金支持的沙灘修復工程。

“海灘的自然稟賦不盡相同，所面對的不利條件也不盡相同，包括強侵蝕、強風、強動力等。”戚洪帥說，蔡鋒老師教導大家“擁抱挑戰，才有創新”，要勇于直面困難，基于實際、因勢利導，為每片海灘找到適應性的修復方法。

廈門島南端的天泉灣海灘，成片卵石在浪花中鋪展。這片獨特的卵石灘曾是團隊面對的一塊“硬骨頭”。

“天泉灣海岸有強動力侵蝕的難題，海岸侵蝕退化嚴重，護岸多次損毀。如果采用以往的補沙修復方法，穩定性較差。”戚洪帥介紹說，團隊沒有退卻，歷經3年攻關、上百次試驗和模型分析，創新利用“分層卵石養護技術”進行修復，讓沿岸凈輸沙率降低80%以上。

10多年來，這片卵石灘依舊穩定，還成為當地的特色景觀，成為我國柔性海岸防護的經典示范。

在珠海香爐灣沙灘，團隊面臨著又一項特殊挑戰：直立海堤破壞了自然岸線，灘面空間嚴重不足、無后濱緩沖，是典型的“有岸無灘”，生態功能脆弱。

在這里，團隊扎根4年。經過反復調查研究，他們最終設計出利用岬頭構建出岬灣的方案，提升了海岸穩定性和減災能力；修復后濱植被，打造親水空間，提升了生態韌性。

針對福州市長樂下沙海灘頻遭臺風、強烈冬季風侵蝕的現狀，團隊研發出“強風區海岸多峰多層沙丘修復技術”，通過“沙丘+植被”的方法修復海灘，同步提升防災減災功能與生態功能……

截至目前，國內百余處、200多公里受損沙灘得到了團隊的“柔性修復”，重煥生機。近年來，臺風頻繁襲擊廈門、珠海、海口等城市，沙灘的柔性防護體系展現出遠超傳統“硬工程”的韌性，發揮出良好的海岸防護作用。

在一次次的“因灘施策”實踐中，他們取得了一系列理論突破，創新構建起一套適配中國復雜海岸環境的完整沙灘保護修復理論和技術體系。2023年，由海洋三所牽頭研究并實施的“復雜海岸環境沙灘保護修復關鍵技術與應用”項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。

實踐路上，團隊牽頭制定了7項行業標準、3項團體標準，推動國家標準落地，出版多部專著，發明數十項專利……完成了從技術探索到標準引領的進階，構建起一套中國海灘保護與修復范式。同時，該技術依托“一帶一路”國際合作平臺，先后落地韓國、泰國、印尼、阿聯酋等國，為解決全球沙灘侵蝕難題貢獻中國智慧。

數智賦能開啟“活力海岸”新局面

在觀音山沙灘后濱，幾處綠色幔帳圍起了不同形態的沙丘，蔓延著各類植被。該團隊的何巖雨博士揮汗如雨，查看沙丘變化、苗木長勢，記錄植被分布，觀測風沙對植株的影響。

“這里設置了三種對照，有‘單一地被植物’‘喬木+單一地被植物’‘喬木+復合地被植物’等不同生態介入手段；地勢有雁陣式沙丘、高立式沙障等類型。”何巖雨介紹，這是砂質海岸生態建養綜合技術實驗區，是“活力海岸”的模式構建與示范應用的技術之一。

觀音山沙灘修復完成20年后，團隊為何又回到這里？

在沙灘保護修復技術體系成熟后，研究不再局限于海灘的地貌修復與減災防護能力。

在蔡鋒看來，沙灘、近岸水體、濱海植被、生物群落彼此依存，是不可分割的有機整體，要進一步探索地貌系統和生態系統間的相互作用，關注生態系統的活力、經濟開發的可持續性，以提升海岸韌性。“科研要緊跟社會與時代需要，這更符合我國邁入高質量發展階段的海岸治理需求。”

依托國家重點研發項目“典型海岸侵蝕防護與活力海岸構建關鍵技術”，蔡鋒帶領團隊研發出地貌與生態相融合的防護技術體系，并創新提出“活力海岸”理念——人與自然和諧共生、海岸地貌系統與生態系統相融合、開發利用與生態保護相協調的，同時具備減災能力、富有生態活力與經濟活力。

著眼于解決海岸問題，開展活力提升設計，選擇適應性修復技術，制定發展策略，構建適配不同場景的“活力海岸”建設技術體系……團隊編制了《活力海岸構建技術指南》，并在渤海灣西南港口岸段、廈門島東北部海岸綜合示范區等地開展示范項目。

廈門島香山—五通燈塔公園岸段是其中的典型示范案例，針對該處沙灘后濱植被不發育、后濱風沙頻繁、濱海旅游服務業活力不足等問題，團隊采用一系列技術開展活力提升。經評估，海灘有效抵御超強臺風對海岸的侵蝕，保護了后方生產和財產安全；植被覆蓋水平明顯提升；所在街道的減災能力、生態活力和經濟活力同步提升。

“希望讓更多海岸既是防災屏障，也是宜居空間、富民載體，為全球海岸保護提供新的解決方案。”蔡鋒說，“活力海岸”是一項跨學科研究，挑戰遠超以往，需要培養更多年輕人，運用最前沿的技術，讓這項研究向“數據賦能、精準科創、智能優化”方向發展。為此，團隊培養了30余名青年科學家、高級工程技術人員，成為我國沙灘修復領域的中堅力量。更多“90后”“00后”科研工作者接棒，為團隊注入數字化、智能化新活力。

在惠安崇武西海灣的一處樓頂，海岸智能監測系統正在不間斷地工作，后臺根據影像畫面自動轉化成實時的灘面變化、海浪破碎形態等數據。

戚洪帥自豪地說，該設施是完全國產自主研發，融合人工智能、機器視覺、大數據技術，能實時捕捉岸線進退、灘面高低變化、海浪破碎形態、海底泥沙流動，每分鐘傳回一組全域精準數據，實現整片沙灘全年不間斷地智能化監測。

硬件突破的同時，算法和數據處理技術也全方位升級。今年5月，團隊公開了全球首個面向近岸波浪破碎類型分類的視頻數據集VWBT-9000并全球開源，相關成果刊發在國際權威期刊《Scientific Data》上。

主力研發人員尹航博士說，數據集匯集了全球6個典型海岸視頻監測站點、15臺岸基攝像機的近岸破浪視頻樣本，覆蓋崩破波、卷破波和激破波三類主要近岸波浪破碎類型，為海岸破波智能識別、動力分析提供了標準化數據支撐。

智能技術的落地正在改變海岸防災減災模式。“這套國產智能系統可提前預判侵蝕風險，實現常態化精準管護，既降低運維成本，又大幅提升修復效果。”戚洪帥說，目前團隊已在閩粵10余處典型海灘搭建智能監測站點，為海岸動態管護、安全治理提供全新解決方案。

團隊的視野還在向微觀生態擴展。近年來，團隊填補沙灘生態基礎數據空白，建設沙灘微生物與病毒基因庫，開展大尺度沙灘多介質新污染物數據集等一系列基礎性研究工作。

“從技術到理念再到應用，從宏觀生態到微生物，我們將持續解鎖海岸生態保護的新可能，構筑生生不息的‘活力海岸’，為全球海岸生態修復與韌性發展貢獻力量。”蔡鋒說。

• 信息來源：福建日報。

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