1　陸—海界面是海岸帶陸海相互作用研究的重點與關鍵科學問題

　　海岸帶陸海相互作用（LOICZ）研究計劃是國際地圈生物圈計劃（IGBP）的核心計劃之一，它也是我國全球變化研究的前沿和重要的研究方向［1、2］。我國目前LOICZ研究的重點地區擺在河口地帶。但如何進行河口陸海相互作用的研究，不同的研究者，考慮的方面和研究的内容不同。有的學者［3~5］主要從沉積學進行研究，有的學者［6］通過對河口物質通量的分析計算來瞭解陸海相互作用，有的［7］則從近5~6千年來現代河口三角洲的發展演化過程與規律來看歷史過程中陸海相互作用的特點及變化。無疑地，這些研究對認識河口陸海相互作用都是重要和有意義的。但形勢在發展，1999年5月在日本召開的IGBP第二次會議把其研究重點集中在地球系統的界面上，海岸帶陸海相互作用研究的重點更是明確定位在陸—海界面位置［8、9］，新世紀我國海洋學科的發展亦强調應加强陸海相互作用界面過程及其環境效應的研究［10］。這樣，作爲地球系統主要界面陸—海界面之一的河口，其界面問題研究的重要性開始凸顯。我國的河口研究，特别是河口陸海相互作用的研究，從現在開始，應盡快適應形勢發展的要求，把注意力集中到陸—海界面這個重點或關鍵科學問題上來。

　　2　應改變視角，將河口自身作爲陸—海界面進行研究

　　河口界面問題的研究，重要的是應改變視角，將河口自身作爲陸—海界面來對待。這是因爲，從大尺度或地球系統的宏觀範圍來看，河口本身無疑是一種陸（河流）—海（海洋）界面（盡管從微觀小尺度來講河口中還有各種小的界面形式）。再從界面（boundary）的定義來説，也應有此認識才合適。比如一種定義認爲，界面是“兩個以上系統在結構上相互聯繫、相互影響和相互作用並在測度上首先承擔和發生的邊緣地帶區域”［11、12］。這意味着：①界面可以是一個“地帶區域”；②這個“地帶區域”介於系統與系統之間而具有邊緣性質；③該“邊緣地帶區域”存在系統與系統的相互聯繫、相互作用和相互影響，並有完整的結構來感受、承擔和發生這種相互聯繫、相互作用和相互影響。另一個定義稱界面是“具有衛護和交换功能的系統周界”［13］。按上述定義對照河口：河口處於河流系統和海洋系統相互聯繫、相互作用和相互影響的交接過渡地帶，它既是河流系統的邊緣地帶，又同時是海洋系統的邊緣區域，河口又正好具有衛護河流系統和海洋系統並接受、傳遞或阻滯其物質、能量和信息的功能，故河口本身應視爲界面或言河口自身具有界面性質。無論從河口學的發展需要來講，還是從全球變化研究和地球系統科學的角度來説，似都應改變視角，將河口自身作爲一種界面即陸—海界面來進行研究才好。

　　3　河口界面位置在何處

　　如何確定河口範圍即界定河口界面位置，是將河口自身作爲界面進行研究首先要遇到並應解决的一個關鍵技術（也是科學）問題。對於這個問題，我們有如下看法：

　　首先要説明的是，我們討論的“河口界面”，不是河口之中各種微觀尺度的小界面，而是將河口自身作爲界面的、地球系統宏觀尺度的大界面——陸—海界面。這樣的界面對某個河口或單個口門來講應只有一個，并且它應是一個“地帶區域”。

　　
其次，可以具體界定，“陸海水體相互作用”的地帶爲河口（狹義）範圍［14］。這是依據Pritchard（1967）對河口的定義［15］：“河口是一個與開敞海洋自由聯繫的半封閉的海岸水體，其範圍可上溯至潮汐影響的界限，而其内部的海水在一定程度上爲陸地逕流排出的淡水所冲淡”來確定的。這裏所説的海水鹽度一般大於30（或31），淡水的鹽度一般小於0.5（或0.1），其間之鹽度爲0.5（或0.1）~30（或31）的由冲淡水（或混合水）控制的河口内部（或中心）區域，爲狹義的河口範圍或廣義河口的核心地帶。此即河流與海洋、淡水與鹽水混合和相互作用的區域。這是一個鹽度、温度和密度極不穩定的區域（不能稱之爲“水團”），該區域不僅大量地接受河流系統和海洋系統能量和信息的輸入及輸出，而且還直接發生兩系統物質的遭遇及相互作用，並有完整的雙向輸入端和輸出端的結構。圖1的a斷面處爲河流系統的輸入端同時又是海洋系統的輸出端，b斷面處爲海洋系統的輸入端同時又是河流系統的輸出端，故此區域可視爲“河口界面”。這樣的區域在珠江河口洪水時長僅10km左右，枯水時亦不過數十公里，此相對於長達數千公里的河流系統和海洋系統來講，實屬很微而可概化爲“面”。天氣中冷、暖氣團間的界面地帶可闊達數百公里，河口界面與之相比是小巫見大巫。

　　最後尚須指出，廣義的河口區還是“陸海動力相互作用”的地帶，上述“陸海水體相互作用”的區域只是廣義河口區的核心部位而每被稱爲“河口段”。依據潮汐動力上溯傳播和逕流動力向海擴散影響的程度，還可在“河口段”的基礎上，向陸和向海擴大河口範圍分别劃分出“近口段”和“口外海濱”。然而，擴大的河口區域——近口段和口外海濱，雖都各有相反方向另一個系統殘餘能量和信息的進入，但都一般不直接發生河流和海洋物質的相互作用，或者所發生的相互作用甚少（大多屬間接相互作用的性質），而且近口段和口外海濱的水體基本上分屬河流水體和海洋水體，它們皆較均質且性質穩定（屬水團性質），故不宜將它們考慮在“河口界面”之内。

　　4　河口界面的功能和行爲問題

　　若以河口自身作爲界面，須重視河口的界面性質，在此基礎上，進一步研究河口界面的功能和行爲。河口界面及其功能和行爲的研究宜包括下列問題：

　　1）不同河口的河口界面區域的界定。河口界面中河流系統和海洋系統的物質、能量和信息輸入端和輸出端位置的確定；

　　2）河口界面的主要結構形式及其作用與意義；

　　3）河口界面的功能和行爲，包括一般功能、行爲和特殊功能、行爲。比如，河口界面對河流系統和海洋系統的適應性問題，河口界面對河流系統和海洋系統的防禦性（或衛護性）問題，河口界面的可滲透性和滲透度問題，河口界面的穩定性和組織化程度問題，河口界面的變化階段與過程問題等；

　　4）河口界面過程與鹽淡水混合作用；

　　5）河口界面過程與其他重要河口水文現象的關係；

　　6）河口界面過程的環境效應。

　　上述問題的研究，有助於在理論上和更深層次上揭示河口的本質和内涵，解讀河口陸海相互作用的真諦。

　　5　討　論

　　將河口自身作爲界面，研究其界面的功能和行爲，是過去未做過的研究工作。用河口自身就是界面的視角與思維，來感受河口問題，可加深對河口若干認識、概念及現象的瞭解和理解，有的還有“横看成嶺側成峰”的新感覺。

　　5.1 關於鹽水、鹽水入侵與鹽水楔

　　“鹽淡水混合”是河口學中的一個常見的重要概念或術語。但其中的“鹽水”（salt water）何所指，淡水究竟是在和誰（什麽水）發生混合，不同的人有不同的理解。我國不少文獻［16~19］習慣把鹽度僅在1~10的微鹹水（brackish water）即視爲“鹽水”，這種微鹹水的隨潮向陸上溯運動便認爲是“鹽水入侵”，其垂向鹽度等值綫向陸傾斜分佈的現象每被當成“鹽水楔”。用河口自身就是界面的思維來看河流和海洋或淡水和鹽水的相互作用，當有這樣的清晰概念：河流（河水）爲淡水，海洋（海水）應才是鹽水，開敞海域之海水的鹽度一般大於30（或31）；“鹽淡水混合”應是指海水和河水的混合；河口界面範圍内的水體稱河口水（包括鹽度僅在1~10的微鹹水），它屬混合水或冲淡水性質，即河口水是河流淡水和海洋鹽水混合和相互作用的産物。這麽説來，把河口微鹹水視爲 “鹽水”是否應認爲是一種誤解？因爲這樣做的結果是將河口與海洋混爲一談，實際否定了河口的存在。嚴格的河口鹽水入侵的概念，當是指河口外部水體即海水的入侵而言（非外來者的進入，不能稱爲“入侵”），只有海水入侵河口形成的楔狀搆造才能稱爲鹽水楔（楔内水體必須較均質）。 

　　5.2 關於高度分層、部分混合和充分混合等河口類型 

　　衆所周知，上世紀50、60年代，Pritchard、Simmons等學者［20、21］根據河口鹽度分佈（salinity distribution）特徵和鹽淡水混合的程度（degree of mixing）,將河口劃分爲高度分層、部分混合和充分混合等三種類型。最近Dyer［23］進一步分析了這三種河口類型的物理特徵。

　　高度分層、部分混合和充分混合等三種鹽淡水混合形式都是發生在河口界面範圍内的現象，它們應是河口界面過程響應陸—海相互作用特别是鹽淡水混合和相互作用所做的結構性的調整，並反映河口界面對河流系統和海洋系統的適應性和可滲透性等功能。例如，就其反映的界面可滲透性問題而言，按界面理論［11、12］，界面的可滲透性（Y）取决於三個因素：界面自復製的要求和能力（Z）、界面適應動態環境的能力（X）和進入界面的信息量（H）。决定界面可滲透性的關鍵是x對z的比值。若x>z時，x占主導地位，界面向不穩定方向發展；若x<z時，z占主導地位，界面趨於穩定；若x=z時，Y=H，界面處於最優狀態。據此可對上述三種河口類型的界面形式進行考察：充分混合型河口的鹽淡水混合區域長，即界面的範圍寬，其接受信息和調整的適應能力（x）强而自復製要求和能力（z）弱，因而可滲透性大，界面發育應不够成熟；而高度分層型河口的鹽淡水混合區域短，接受信息和調整的適應能力（x）差而自復製要求和能力（z）好，可滲透性小，界面發育可能較成熟，防禦能力亦强，强大的河流動力及其能量欲打破這種界面向海洋滲透（例如産生卷吸混合和内波），但終因作用有限（單位時間内單位面積上的混合量不足），收效不大 ；倒是部分混合型河口，其界面範圍適中，它既有足够的區域或空間適應、接受河流（落潮時）和海洋（漲潮時）輸入的物質、信息和能量，又有一定或良好的自復製要求和能力，因之其界面的“新陳代謝”正常而可能處於最優狀態中。

　　5.3 關於鹽淡水混合狀態（程度）和鹽淡水混合作用（强度） 

　　上世紀70年代我國引進高度分層型、部分混合型和充分混合型等三種河口類型這些概念時，將它們分别轉换稱爲所謂的“弱混合型”、“緩混合型”和“强混合型”，這使它們具有了鹽淡水混合作用和强度的内涵。我們［23］質疑過這種廣爲流傳的轉换説法的科學性，認爲鹽淡水混合狀態（程度）和鹽淡水混合作用（强度）是兩個不同的概念，不宜混爲一談。例如充分混合型河口，雖然其鹽淡水混合的程度較爲“充分”或鹽度分佈呈現爲“垂直均匀”狀態，但這類河口的逕流量往往比潮流量小幾十、幾百或上千倍，枯季淡水逕流量有時可以少到趨近於0，此種情况下，如何有可能産生鹽水和淡水的“强混合”？

　　因此有必要尋求考量“河口鹽淡水混合作用（强度）”問題的辦法。從河口界面的視角來觀察，這個問題的進一步研究當要顧及以下幾點：

　　（1）應有空間概念： 即首先要明確鹽淡水混合和相互作用的區域，該區域實就是河口界面區域。這個區域如果很寬，河流水體和海洋水體相距很遠，這對淡水和鹽水的直接混合和相互作用未必一定有利；相反若界面區域很窄，在某種時候可能頗有利於鹽淡水的直接混合和相互作用。

　　（2）要有時間概念： 即應考慮混合水在河口界面範圍内的“滯留時間”（residence time）問題。因爲許多情况下（例如在枯季，或在“充分混合型河口”），這一區域的距離寬即混合區的長度較大，其混合水每每是長達數天、十數天甚至更長時間的混合造成，而在另一些情况下（例如在洪季，或在“高度分層型”河口），此區域距離窄即混合區的長度甚短，其混合水可以在一個潮週期内混合形成。若不考慮“滯留時間”（或更新時間）這個因素，易對河口鹽淡水混合作用的特性産生誤判。

　　（3）須重視實際混合結果： 即應重視以羽狀流形式從河口界面（或鹽淡水混合區）流出於海洋上層的冲淡水的水量和混合水平（鹽度大小）。河口羽（estuarine plume）好比是經河口“鹽淡水混合工廠”加工後流出的“廢水”，它漂浮在口外海濱的表層水域。這個“廢水”流出物的水量愈大，表征鹽淡水混合的物質愈多；“廢水”流出物的鹽度如果較高（例如達20~30），表明其總的混合效果應當較好；如果羽狀流流出物的鹽度水平較低（例如僅在5~15），説明其總的混合效果可能不甚理想。

　　究竟該如何具體評判“河口鹽淡水混合作用”的强弱，尚待做進一步的探討。

　　5.4 其他河口現象的界面效應問題

　　還有其他一些大家熟知的重要河口水文現象，如河口環流、河口最大渾濁帶和河口鋒等，亦可看成與河口界面的功能和行爲有關。例如，河口具有“過濾器” 的作用，河口最大渾濁帶及其産生的河口淤積現象，便是此種過濾器效應的重要表現［24］。從界面論的觀點來看，河口最大渾濁帶及河口過濾器效應最清楚和最生動地反映了界面固有的“防禦性”特性——既阻止陸域來沙進入海洋也拒絶海域來沙進入河流，它們還顯示了界面“穩定性”、“滲透性”和“可滲透度”的某些特點。

　　6　結　語

　　河口作爲地球系統的大界面——陸—海界面，夾存於河流子系統和海洋子系統之間，它無時無刻不在自組織調整其界面過程，包括不斷變换界面的幅度（界面範圍）與結構形式（如高度分層型、部分混合型或充分混合型等）並使出各種“招數”（例如，改變流速U、水深H、口門寬度B、泥沙組成D和鹽淡水交界面深度h’等），以盡可能適應其兩側河流和海洋環境的變化及其相互作用、相互聯繫和相互影響。河流或海洋系統的物質、信息與能量，要想分别通過河口出去或進來，都必須經過河口界面的“檢查”，結果有的遭“過濾”被拒於門口或口外，有的須“排隊”分先後次序等候通過，有的被“儲存”起來暫不予處理，有的要爲之“擴容”增加傳輸渠道的容量，有的則“提速” 讓其快快通過……等等。可見改變視角，將河口自身作爲界面，研究其功能和行爲，對認識河口的本質和内涵是有意義的。本文只是初步提出了河口界面研究問題，文中論點及討論未必一定都得當，主要出發點是希冀引起更多的人對這個問題感興趣，或有更多的力量開展對河口界面問題的研究，從而使我國的河口學和河口研究的發展向前推進一步。

　　

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　　原載:李春初等,2004.中國南方河口過程與演變規律,第一章第一節.北京:科學出版社,1~9.合作者:田向平,雷亞平,王世俊,戴志軍.