1　陆—海界面是海岸带陆海相互作用研究的重点与关键科学问题

　　海岸带陆海相互作用（LOICZ）研究计划是国际地圈生物圈计划（IGBP）的核心计划之一，它也是我国全球变化研究的前沿和重要的研究方向［1、2］。我国目前LOICZ研究的重点地区摆在河口地带。但如何进行河口陆海相互作用的研究，不同的研究者，考虑的方面和研究的内容不同。有的学者［3~5］主要从沉积学进行研究，有的学者［6］通过对河口物质通量的分析计算来瞭解陆海相互作用，有的［7］则从近5~6千年来现代河口三角洲的发展演化过程与规律来看历史过程中陆海相互作用的特点及变化。无疑地，这些研究对认识河口陆海相互作用都是重要和有意义的。但形势在发展，1999年5月在日本召开的IGBP第二次会议把其研究重点集中在地球系统的界面上，海岸带陆海相互作用研究的重点更是明确定位在陆—海界面位置［8、9］，新世纪我国海洋学科的发展亦强调应加强陆海相互作用界面过程及其环境效应的研究［10］。这样，作为地球系统主要界面陆—海界面之一的河口，其界面问题研究的重要性开始凸显。我国的河口研究，特别是河口陆海相互作用的研究，从现在开始，应尽快适应形势发展的要求，把注意力集中到陆—海界面这个重点或关键科学问题上来。

　　2　应改变视角，将河口自身作为陆—海界面进行研究

　　河口界面问题的研究，重要的是应改变视角，将河口自身作为陆—海界面来对待。这是因为，从大尺度或地球系统的宏观范围来看，河口本身无疑是一种陆（河流）—海（海洋）界面（尽管从微观小尺度来讲河口中还有各种小的界面形式）。再从界面（boundary）的定义来说，也应有此认识才合适。比如一种定义认为，界面是“两个以上系统在结构上相互联系、相互影响和相互作用并在测度上首先承担和发生的边缘地带区域”［11、12］。这意味着：①界面可以是一个“地带区域”；②这个“地带区域”介于系统与系统之间而具有边缘性质；③该“边缘地带区域”存在系统与系统的相互联系、相互作用和相互影响，并有完整的结构来感受、承担和发生这种相互联系、相互作用和相互影响。另一个定义称界面是“具有卫护和交换功能的系统周界”［13］。按上述定义对照河口：河口处于河流系统和海洋系统相互联系、相互作用和相互影响的交接过渡地带，它既是河流系统的边缘地带，又同时是海洋系统的边缘区域，河口又正好具有卫护河流系统和海洋系统并接受、传递或阻滞其物质、能量和信息的功能，故河口本身应视为界面或言河口自身具有界面性质。无论从河口学的发展需要来讲，还是从全球变化研究和地球系统科学的角度来说，似都应改变视角，将河口自身作为一种界面即陆—海界面来进行研究才好。

　　3　河口界面位置在何处

　　如何确定河口范围即界定河口界面位置，是将河口自身作为界面进行研究首先要遇到并应解决的一个关键技术（也是科学）问题。对于这个问题，我们有如下看法：

　　首先要说明的是，我们讨论的“河口界面”，不是河口之中各种微观尺度的小界面，而是将河口自身作为界面的、地球系统宏观尺度的大界面——陆—海界面。这样的界面对某个河口或单个口门来讲应只有一个，幷且它应是一个“地带区域”。

　　
其次，可以具体界定，“陆海水体相互作用”的地带为河口（狭义）范围［14］。这是依据Pritchard（1967）对河口的定义［15］：“河口是一个与开敞海洋自由联系的半封闭的海岸水体，其范围可上溯至潮汐影响的界限，而其内部的海水在一定程度上为陆地径流排出的淡水所冲淡”来确定的。这里所说的海水盐度一般大于30（或31），淡水的盐度一般小于0.5（或0.1），其间之盐度为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）区域，为狭义的河口范围或广义河口的核心地带。此即河流与海洋、淡水与盐水混合和相互作用的区域。这是一个盐度、温度和密度极不稳定的区域（不能称之为“水团”），该区域不仅大量地接受河流系统和海洋系统能量和信息的输入及输出，而且还直接发生两系统物质的遭遇及相互作用，并有完整的双向输入端和输出端的结构。图1的a断面处为河流系统的输入端同时又是海洋系统的输出端，b断面处为海洋系统的输入端同时又是河流系统的输出端，故此区域可视为“河口界面”。这样的区域在珠江河口洪水时长仅10km左右，枯水时亦不过数十公里，此相对于长达数千公里的河流系统和海洋系统来讲，实属很微而可概化为“面”。天气中冷、暖气团间的界面地带可阔达数百公里，河口界面与之相比是小巫见大巫。

　　最后尚须指出，广义的河口区还是“陆海动力相互作用”的地带，上述“陆海水体相互作用”的区域只是广义河口区的核心部位而每被称为“河口段”。依据潮汐动力上溯传播和径流动力向海扩散影响的程度，还可在“河口段”的基础上，向陆和向海扩大河口范围分别划分出“近口段”和“口外海滨”。然而，扩大的河口区域——近口段和口外海滨，虽都各有相反方向另一个系统残余能量和信息的进入，但都一般不直接发生河流和海洋物质的相互作用，或者所发生的相互作用甚少（大多属间接相互作用的性质），而且近口段和口外海滨的水体基本上分属河流水体和海洋水体，它们皆较均质且性质稳定（属水团性质），故不宜将它们考虑在“河口界面”之内。

　　4　河口界面的功能和行为问题

　　若以河口自身作为界面，须重视河口的界面性质，在此基础上，进一步研究河口界面的功能和行为。河口界面及其功能和行为的研究宜包括下列问题：

　　1）不同河口的河口界面区域的界定。河口界面中河流系统和海洋系统的物质、能量和信息输入端和输出端位置的确定；

　　2）河口界面的主要结构形式及其作用与意义；

　　3）河口界面的功能和行为，包括一般功能、行为和特殊功能、行为。比如，河口界面对河流系统和海洋系统的适应性问题，河口界面对河流系统和海洋系统的防御性（或卫护性）问题，河口界面的可渗透性和渗透度问题，河口界面的稳定性和组织化程度问题，河口界面的变化阶段与过程问题等；

　　4）河口界面过程与盐淡水混合作用；

　　5）河口界面过程与其他重要河口水文现象的关系；

　　6）河口界面过程的环境效应。

　　上述问题的研究，有助于在理论上和更深层次上揭示河口的本质和内涵，解读河口陆海相互作用的真谛。

　　5　讨　论

　　将河口自身作为界面，研究其界面的功能和行为，是过去未做过的研究工作。用河口自身就是界面的视角与思维，来感受河口问题，可加深对河口若干认识、概念及现象的瞭解和理解，有的还有“横看成岭侧成峰”的新感觉。

　　5.1 关于盐水、盐水入侵与盐水楔

　　“盐淡水混合”是河口学中的一个常见的重要概念或术语。但其中的“盐水”（salt water）何所指，淡水究竟是在和谁（什么水）发生混合，不同的人有不同的理解。我国不少文献［16~19］习惯把盐度仅在1~10的微咸水（brackish water）即视为“盐水”，这种微咸水的随潮向陆上溯运动便认为是“盐水入侵”，其垂向盐度等值线向陆倾斜分布的现象每被当成“盐水楔”。用河口自身就是界面的思维来看河流和海洋或淡水和盐水的相互作用，当有这样的清晰概念：河流（河水）为淡水，海洋（海水）应才是盐水，开敞海域之海水的盐度一般大于30（或31）；“盐淡水混合”应是指海水和河水的混合；河口界面范围内的水体称河口水（包括盐度仅在1~10的微咸水），它属混合水或冲淡水性质，即河口水是河流淡水和海洋盐水混合和相互作用的产物。这么说来，把河口微咸水视为 “盐水”是否应认为是一种误解？因为这样做的结果是将河口与海洋混为一谈，实际否定了河口的存在。严格的河口盐水入侵的概念，当是指河口外部水体即海水的入侵而言（非外来者的进入，不能称为“入侵”），只有海水入侵河口形成的楔状构造才能称为盐水楔（楔内水体必须较均质）。 

　　5.2 关于高度分层、部分混合和充分混合等河口类型 

　　众所周知，上世纪50、60年代，Pritchard、Simmons等学者［20、21］根据河口盐度分布（salinity distribution）特征和盐淡水混合的程度（degree of mixing）,将河口划分为高度分层、部分混合和充分混合等三种类型。最近Dyer［23］进一步分析了这三种河口类型的物理特征。

　　高度分层、部分混合和充分混合等三种盐淡水混合形式都是发生在河口界面范围内的现象，它们应是河口界面过程响应陆—海相互作用特别是盐淡水混合和相互作用所做的结构性的调整，并反映河口界面对河流系统和海洋系统的适应性和可渗透性等功能。例如，就其反映的界面可渗透性问题而言，按界面理论［11、12］，界面的可渗透性（Y）取决于三个因素：界面自复制的要求和能力（Z）、界面适应动态环境的能力（X）和进入界面的信息量（H）。决定界面可渗透性的关键是x对z的比值。若x>z时，x占主导地位，界面向不稳定方向发展；若x<z时，z占主导地位，界面趋于稳定；若x=z时，Y=H，界面处于最优状态。据此可对上述三种河口类型的界面形式进行考察：充分混合型河口的盐淡水混合区域长，即界面的范围宽，其接受信息和调整的适应能力（x）强而自复制要求和能力（z）弱，因而可渗透性大，界面发育应不够成熟；而高度分层型河口的盐淡水混合区域短，接受信息和调整的适应能力（x）差而自复制要求和能力（z）好，可渗透性小，界面发育可能较成熟，防御能力亦强，强大的河流动力及其能量欲打破这种界面向海洋渗透（例如产生卷吸混合和内波），但终因作用有限（单位时间内单位面积上的混合量不足），收效不大 ；倒是部分混合型河口，其界面范围适中，它既有足够的区域或空间适应、接受河流（落潮时）和海洋（涨潮时）输入的物质、信息和能量，又有一定或良好的自复制要求和能力，因之其界面的“新陈代谢”正常而可能处于最优状态中。

　　5.3 关于盐淡水混合状态（程度）和盐淡水混合作用（强度） 

　　上世纪70年代我国引进高度分层型、部分混合型和充分混合型等三种河口类型这些概念时，将它们分别转换称为所谓的“弱混合型”、“缓混合型”和“强混合型”，这使它们具有了盐淡水混合作用和强度的内涵。我们［23］质疑过这种广为流传的转换说法的科学性，认为盐淡水混合状态（程度）和盐淡水混合作用（强度）是两个不同的概念，不宜混为一谈。例如充分混合型河口，虽然其盐淡水混合的程度较为“充分”或盐度分布呈现为“垂直均匀”状态，但这类河口的径流量往往比潮流量小几十、几百或上千倍，枯季淡水径流量有时可以少到趋近于0，此种情况下，如何有可能产生盐水和淡水的“强混合”？

　　因此有必要寻求考量“河口盐淡水混合作用（强度）”问题的办法。从河口界面的视角来观察，这个问题的进一步研究当要顾及以下几点：

　　（1）应有空间概念： 即首先要明确盐淡水混合和相互作用的区域，该区域实就是河口界面区域。这个区域如果很宽，河流水体和海洋水体相距很远，这对淡水和盐水的直接混合和相互作用未必一定有利；相反若界面区域很窄，在某种时候可能颇有利于盐淡水的直接混合和相互作用。

　　（2）要有时间概念： 即应考虑混合水在河口界面范围内的“滞留时间”（residence time）问题。因为许多情况下（例如在枯季，或在“充分混合型河口”），这一区域的距离宽即混合区的长度较大，其混合水每每是长达数天、十数天甚至更长时间的混合造成，而在另一些情况下（例如在洪季，或在“高度分层型”河口），此区域距离窄即混合区的长度甚短，其混合水可以在一个潮周期内混合形成。若不考虑“滞留时间”（或更新时间）这个因素，易对河口盐淡水混合作用的特性产生误判。

　　（3）须重视实际混合结果： 即应重视以羽状流形式从河口界面（或盐淡水混合区）流出于海洋上层的冲淡水的水量和混合水平（盐度大小）。河口羽（estuarine plume）好比是经河口“盐淡水混合工厂”加工后流出的“废水”，它漂浮在口外海滨的表层水域。这个“废水”流出物的水量愈大，表征盐淡水混合的物质愈多；“废水”流出物的盐度如果较高（例如达20~30），表明其总的混合效果应当较好；如果羽状流流出物的盐度水平较低（例如仅在5~15），说明其总的混合效果可能不甚理想。

　　究竟该如何具体评判“河口盐淡水混合作用”的强弱，尚待做进一步的探讨。

　　5.4 其他河口现象的界面效应问题

　　还有其他一些大家熟知的重要河口水文现象，如河口环流、河口最大浑浊带和河口锋等，亦可看成与河口界面的功能和行为有关。例如，河口具有“过滤器” 的作用，河口最大浑浊带及其产生的河口淤积现象，便是此种过滤器效应的重要表现［24］。从界面论的观点来看，河口最大浑浊带及河口过滤器效应最清楚和最生动地反映了界面固有的“防御性”特性——既阻止陆域来沙进入海洋也拒絶海域来沙进入河流，它们还显示了界面“稳定性”、“渗透性”和“可渗透度”的某些特点。

　　6　结　语

　　河口作为地球系统的大界面——陆—海界面，夹存于河流子系统和海洋子系统之间，它无时无刻不在自组织调整其界面过程，包括不断变换界面的幅度（界面范围）与结构形式（如高度分层型、部分混合型或充分混合型等）并使出各种“招数”（例如，改变流速U、水深H、口门宽度B、泥沙组成D和盐淡水交界面深度h’等），以尽可能适应其两侧河流和海洋环境的变化及其相互作用、相互联系和相互影响。河流或海洋系统的物质、信息与能量，要想分别通过河口出去或进来，都必须经过河口界面的“检查”，结果有的遭“过滤”被拒于门口或口外，有的须“排队”分先后次序等候通过，有的被“储存”起来暂不予处理，有的要为之“扩容”增加传输渠道的容量，有的则“提速” 让其快快通过……等等。可见改变视角，将河口自身作为界面，研究其功能和行为，对认识河口的本质和内涵是有意义的。本文只是初步提出了河口界面研究问题，文中论点及讨论未必一定都得当，主要出发点是希冀引起更多的人对这个问题感兴趣，或有更多的力量开展对河口界面问题的研究，从而使我国的河口学和河口研究的发展向前推进一步。

　　

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　　原载:李春初等,2004.中国南方河口过程与演变规律,第一章第一节.北京:科学出版社,1~9.合作者:田向平,雷亚平,王世俊,戴志军.