南黃海輻射沙脊羣

黃海東部和西部岸線曲折、 島嶼眾多。 山東半島為港灣式沙質海岸，江蘇北部沿岸則為粉砂淤泥質海岸。主要海灣西有膠州灣、海州灣，東有朝鮮灣、江華灣等。主要島嶼有長山列島以及朝鮮半島西岸的一些島。注入黃海的主要河流有淮河水系諸河、鴨綠江和大同江等。

黃海海底地勢比較平緩，但地貌呈現出多種形態。

北部(指海州灣以北)中央略偏東處，有一狹長的水下窪地(亦稱黃海槽)，自濟州島伸向渤海海峽，深度自南向北逐漸變淺。窪地東面地勢較陡，西面較平緩。北部從鴨綠江口到大同江口之間的海底，分佈着大片呈東北走向的潮流脊，構成黃海北部海底地貌的一個重要特色。這是由於此處潮差大、潮流急，致使海底沙灘在潮流沖刷下形成與潮流平行的“潮流脊”。在北緯 38°以南的黃海兩側，還分佈有寬廣的水下階地。西側比較完整，東側受到切割，分佈的深度不一致。黃海南部的海底發育着大型潮流脊羣。它們是在古黃河 -古長江複合三角洲的基礎上，經潮流的長期沖刷塑造而成的。蘇中—蘇北沿岸潮流脊羣南北長約 200公里，東西寬約90公里，由70多個大小沙體組成，並以弶港為頂端向外呈輻射狀分佈。南部有一系列小岩礁,如蘇岩礁、鴨礁、虎皮礁等，它們與濟州島聯成的一條島礁線，是黃海與東海的天然分界線。

表層沉積物為陸源碎屑物，局部地區有殘留沉積。自岸向海沉積物由粗到細呈帶狀分佈。沿岸區以細砂為主，間有礫石等粗碎屑物質。東部海底沉積物主要來自朝鮮半島，西部系黃河和長江的早期輸入物。中部深水區是泥質為主的細粒沉積物，主要是黃河輸入的物質。粗、細沉積物之間有寬窄不等的粉砂質沉積。

黃海基底由前寒武系變質岩系組成。北部屬於中朝準地台的膠遼隆起帶，在第三紀時基本上處於隆起背景。南黃海在新生代時經受了大規模的斷陷，接受了巨厚的沉積。海域內的主體構造走向為北北東，由大致平行相間排列的隆起帶與拗陷帶(盆地)組成。膠遼隆起帶和南黃海-蘇中拗陷帶構成了黃海的海底構造骨架,其東南緣經浙閩隆起帶延伸入東海。這些隆起和拗陷帶成為黃海陸架發育的基礎和邊界條件。晚近地質時期以來，黃河、長江帶來豐富的泥砂填沒了構造拗陷、水下谷地、構造隆起和水下丘嶺，從而形成了現在寬廣、平坦的大陸架。第四紀以來冰期、間冰期更迭交替、海面頻繁升降，使大陸架多次成陸，又多次受到海侵。最後一次海侵是在距今2～1.5萬年間開始的。距今6000年左右，海面才上升到接近現在的位置。

南黃海輻射狀沙脊位於現代長江三角洲以北、舊黃河三角洲以南的蘇中岸外淺海區，大致以港為頂點向海呈輻射狀分佈，其規模巨大，形態特殊，且具北大南小的明顯不對稱格架，在國內外罕見。自南黃海輻射狀沙脊被發現、尤其是江蘇省海岸帶和海塗資源綜合調查揭示其全貌並同時測得輻射狀沙脊區存在輻射狀潮流場以來，對其成因一直存在爭論。爭論的本質在於究竟是海底具輻射狀雛形的古長江河口壩或古長江水下三角洲、或長江口向東南方向偏移，延伸到一定程度才具備的局部港海灣輪廓決定了輻射狀潮流場的存在，還是由東中國海潮波系統與東中國海海岸輪廓決定，從冰後期海侵開始影響本區、或從7000年前以來就一直存在的輻射狀潮流場決定了南黃海西部輻射狀沙脊的形成。

採用二維潮流數學模型，用ADI數值方法，計算了冰後期7000aB.P.、6000aB.P.、3800aB.P.、公元8世紀以及公元11世紀5期古岸線與現代岸線條件下渤、黃、東海的潮汐、潮流，探討了輻射狀潮流場與輻射狀沙脊的成生關係。在此基礎上，用Bagnold推移質與懸移質單寬輸沙率公式的修正式計算了冰後期最大海侵，約7000aB.P.時古長江河口灣及其周圍海域的泥沙輸運場，並根據泥沙輸運率散度得出了海底衝淤格局。然後，從沉積動力學角度，初步探討了南黃海輻射狀沙脊的成因。根據所取得的研究成果，得出：

南黃海輻射狀沙脊區的輻射狀潮流場從冰後期最大海侵至今一直存在，相當穩定，並沒有因江蘇海岸及長江河口灣的變遷而發生根本變化。之所以如此，是因為長江口、蘇中岸外的獨立駐潮波系統從冰後期最大海侵到現在一直穩定地存在着。該獨立駐潮波系統是太平洋進入東中國海的前進潮波在山東半島、朝鮮半島以及江蘇岸線構成的特定邊界下傳播時的必然產物，並不會因為江蘇海岸線的局部改變而發生本質變化。山東半島基岩古陸對東中國海前進潮波的反射作用對南黃海輻射狀潮流場的形成至關重要。只要山東半島這塊基岩古陸存在，就會在南黃海西側形成輻射狀潮流場，也就有輻射狀沙脊的發育、存在。南黃海輻射狀潮流場宏觀格局的形成、存在不受局部海底地形的控制，與局部海底地形無關；與局部的港海岸輪廓變化也無關。冰後期最大海侵以來，潮流輻聚、輻散的頂點從長江河口灣移到東台，又從東台移到港，今後還會移動。既然南黃海輻射狀潮流場從冰後期最大海侵至今一直穩定地存在着，則能否形成輻射狀沙脊取決於物源。在有充足泥沙供應的條件下，不論供沙方式如何，都將是輻射狀潮流場形成輻射狀沙脊。因此，南黃海輻射狀沙脊就其成因可定名為輻射狀潮流脊。在冰後期以前的地質歷史時期，只要東中國海陸架上的海侵達到一定範圍，也會在南黃海西側形成輻射狀潮流場，由輻射狀潮流場形成輻射狀沙脊。在地質歷史時期，輻射狀沙脊的輻聚點會隨潮流輻聚、輻散頂點的移動而移動。

冰後期最大海侵時，在潮汐、潮流作用下，經歷一個潮週期後，古長江河口灣及其周圍海區所有運動着的泥沙具有相同的淨輸運方向，即自南東、東方向的外海向河口灣內淨輸運；泥沙粒徑較小時，外海泥沙主要向古長江河口灣內淨輸運的同時，有一小部分泥沙向蘇中岸外呈北東-南西向的帶狀空白區淨輸運。任何一種粒徑的泥沙，其懸移輸運量總大於其推移輸運量；小粒徑泥沙，其懸移輸運量、推移輸運量、懸移輸運量與推移輸運量之比皆大於大粒徑者。冰後期最大海侵時，所有粒徑的泥沙，不論懸移輸運還是推移輸運都在古長江河口灣內及其周圍海區，尤其是古長江河口灣北東方向的海區發生淤積，而在河口灣的東、東南方向海區發生沖刷。海底的衝淤格局與泥沙輸運場一致。冰後期最大海侵時泥沙的輸運、淤積必然導致古長江河口灣的不斷充填，長江陸上與水下三角洲的不斷建造，古長江河口灣北東方向海區輻射狀沙脊雛形的發育。此時的泥沙主要由長江供給。外海的潮汐、潮流為古長江河口灣的充填、長江三角洲的建造提供了必要而又有利的水動力條件。只有當古長江河口灣充填到幾近淤沒，輻射狀潮流場控制長江通過河口灣入海的擴散泥沙與改造冰後期河口灣存在時形成的長江水下三角洲才會形成具有一定規模的輻射狀沙脊。

由於至少自冰後期最大海侵以來，長江口、蘇中—蘇北近海就具備輻射狀沙脊發育所必需的兩個基本條件：具有一定強度並長期穩定的輻射狀潮流場的存在與充足的泥沙供應，因此，南黃海輻射狀沙脊的形成是必然的。黃河從蘇北奪淮入海前，形成輻射狀沙脊的物質主要來自古長江經過河口灣的擴散泥沙與冰後期形成的長江水下三角洲，其中後者佔絕對優勢，它們構成冰後期形成的輻射狀沙脊的基底。這段時期的輻射狀沙脊由輻射狀潮流場主要改造冰後期河口灣存在時發育的長江水下三角洲提供的巨量鬆散沙而形成，推斷這段時期形成的輻射狀沙脊的頂點大致在東台一帶。黃河從蘇北奪淮入海後，供應輻射狀沙脊成長的物質主要為黃河來沙，尤其是沙脊北部，沙脊南部仍主要受長江來沙影響。現今南黃海輻射狀沙脊的巨大規模和其北大南小的不對稱格架與黃河從蘇北奪淮入海期間供應的巨量泥沙密切相關。

冰後期南黃海輻射狀沙脊的形成演變過程大致分為五個階段：

（1）從冰後期海侵開始影響本區到最大海侵，主要為控制輻射狀沙脊形成的具有一定強度的輻射狀潮流場的形成；

（2）從冰後期最大海侵到約3800aB.P.，主要為古長江河口灣的充填、長江三角洲的建造、輻射狀沙脊雛形的發育；

（3）從3800aB.P.到黃河從蘇北奪淮入海前，主要為大致以東台為頂點、具有一定規模、南部與北部基本對稱的輻射狀沙脊的形成；

（4）黃河從蘇北奪淮入海到黃河北歸，主要為蘇北岸線向海迅速推進，在蘇中、蘇北陸上形成埋藏潮流脊，水下輻射狀沙脊北部迅速生長，在形體大小與數量上大大超過沙脊南部，形成現今規模巨大且具北大南小不對稱格架的南黃海輻射狀潮流脊；

（5）從黃河北歸至今，主要是沙脊自身的調整，沙脊外緣遭受侵蝕，沙脊根部加積淤高，由於外蝕內淤使整個輻射狀沙脊呈現向南東方向遷移的趨勢。

總之，冰後期南黃海輻射狀沙脊的形成經歷了一個複雜的歷史過程。其形成模式為從冰後期最大海侵到黃河奪淮入海之前這段時期，由輻射狀潮流場主要改造冰後期河口灣存在時發育的長江水下三角洲的巨量鬆散沙而形成輻射狀沙脊的基底；黃河從蘇北奪淮入海至黃河北歸、再到現在這段時期，由黃河、長江自南、北兩側不同程度地供應泥沙促使輻射狀沙脊成長、壯大以及調整。其形成與冰後期海侵、東中國海潮波系統以及東中國海海岸輪廓決定的具有一定強度、並長期穩定的輻射狀潮流場密切相關；與歷史時期長江、黃河對該區的供沙狀況密切相關。其形成是我國東部長江三角洲與蘇中—蘇北濱海地區海陸相互作用過程的特定地質歷史階段的必然產物。

國科學家正在研究如何利用江蘇沿海特有的輻射沙脊羣，開發建設總面積約1000平方公里的2個超大型人工島，並以此為依託開發周邊的優良港口資源，該項目總經費1645萬元。

從“南黃海輻射沙脊羣空間開發利用及環境生態評價技術”啓動會上獲悉，受特定的潮流環境影響，江蘇沿海中部形成了約2．5萬平方公里的呈輻射狀的海底沙丘羣，造就了世界上規模最大的輻射沙脊羣——南黃海輻射沙脊羣。

項目負責人、南京大學地理與海洋科學學院院長高抒介紹説，對南黃海輻射沙脊羣的綜合利用，不僅將大大增加土地面積，而且將“一勞永逸”地解決江蘇缺乏大型優良海港的發展瓶頸。

《江蘇省沿海地區綜合開發戰略研究》提出，江蘇海岸中部的輻射沙脊羣是寶貴的土地資源，沙脊羣間的深水潮流通道是重要的天然海港港址資源。南黃海輻射沙脊羣海區水動力及地質地貌複雜多變，如何以人工島方式科學地開發利用，是江蘇沿海地區開發戰略能否成功實施的關鍵問題之一。

據介紹，這個海洋公益性項目承擔單位為南京大學，協作單位包括中國科學院海洋研究所、中國科學院南京地理與湖泊研究所、河海大學等8家單位，實施時間為2010年至2014年。項目以“東沙”和“高泥”兩個人工島為示範基地，研究強潮環境下以潮流脊為依託建設人工島的技術，提出交通、防災和環境生態保護的措施。

“目前，很多國家都在加強海洋科技的研究，加拿大、韓國等已經成功進行人工島的建設。”高抒表示，作為江蘇沿海開發戰略的重要組成部分，如果一切進展順利，“東沙”和“高泥”兩個超大型人工島將於2020年左右建成。