王福 ，商志文 ，李建芬 ，姜興鈺 ，文明征 ，施佩歆 ，田立柱 ，陳永勝 ，楊朋 ，胡云壯 ，李勇 ，袁海帆 ，王宏 *

（1.中國地質調查局天津地質調查中心,天津300170；2.中國地質調查局海岸帶地質環(huán)境重點實驗室，天津300170；3.中國地質調查局華北地質科技創(chuàng)新中心，天津300170）

1 貝殼堤的由來及國際研究背景

貝殼堤（shelly chenier）是沿岸堤（beach ridge）的一個分支，在全球海岸地區(qū)廣泛分布（圖1）[1]。最早的專門研究始于1891年[2]。19世紀居住在墨西哥灣美國路易斯安娜州沿海的法國人后裔科里奧爾人稱那些長著橡樹的海堤為chêne（法語“橡樹”之意），chenier 一詞即由此衍生而來。它作為地學術語，第一次出現于1891 年路易斯安娜大學的地形圖中[2]。這類海堤是海岸線的標志，在它的后面向陸一側和前面向海一側，均為高潮海水可以淹沒的泥質瀉湖-鹽沼低地或開放的潮間帶環(huán)境。文獻[2]形象地用perched 一詞形容這類海堤就像鳥兒棲在鳥架、籬笆上一樣，“佇立”在瀉湖-鹽沼或潮間帶泥質低地上，當海岸線遷移時，就會留下多道海堤與泥質低地相間分布的地貌景觀（圖2、3）。

以墨西哥灣中部的路易斯安娜州Chenier 海堤平原為例，其東西向長約250 km、南北向寬約20～40 km，由4道主要海岸線和眾多的時間更為短暫的岸線組成[3，4]。其中一道主要的海堤Grand Chenier,頂面平坦，近平行于現代海岸線展布，較其兩側（向海、向陸側）的瀉湖-鹽沼高出數米，這里的海堤以砂質、粉砂質沉積為主，夾有貝殼層（圖2，王宏攝于2005年）。圖2正中的大橡樹，正是chenier這一地質地貌學術語的由來。

密西西比河三角洲La Fourche 區(qū)大島鎮(zhèn)的Chenier墓地（圖3）也是比較典型的貝殼堤平原，這里的Chenier泥砂質海堤相對干燥、高出堤前和堤后的潮間帶-潮下帶泥坪1 m至數米，因此是當地居民定居的首選場所。但是，極端風暴潮仍能造成巨大的破壞。1893年10月1日，一場起于墨西哥灣西南部的、快速移動的晚秋颶風橫掃過來，300戶人家僅有13戶在風暴潮和巨浪中幸存，超過750人遇難。一些人被卷入大海，剩下的大部分遇難者被葬于這座集體墓園中，圖3 右為墓地墓志銘（王宏攝于2005年）。海岸帶監(jiān)測結果顯示，由于海岸侵蝕，密西西比河三角洲平原和chenier平原損失的土地分別為約65 km2/年和30～50 km2/年，即路易斯安娜州海岸帶每年損失的土地面積約100 km2。另一統(tǒng)計結果是1932—2010 年的近 80 年間，路易斯安娜州因海岸侵蝕損失的土地約4 660 km2。導致土地損失的原因包括海面持續(xù)上升、地面沉降、颶風和河流搬運的泥砂因河堤約束而不能在海岸帶低地沉積等[3]。今后隨著氣候變化加劇，如果不采取應對措施，根據海面上升63 cm（2067年）的中等預案預測，路易斯安娜州在2067 年時將進一步損失5 800 km2的土地，而海面上升83 cm（2067年的高預案預測屆時損失將是10 700 km2。面對這一嚴峻的前景，通過探索密西西比河沉積物對Chenier 平原形成的貢獻，從而揭示規(guī)律，指導今后的河流改道工程、選擇合適的改道地點[5]，以適應未來的氣候變化。

2 渤海灣西岸的貝殼堤

2.1 渤海灣貝殼堤的成因和物質組成

貝殼堤在我國分布于渤海灣西岸、蘇北沿海平原及長江三角洲等地[6-9]。渤海灣西岸的沿岸堤完全滿足chenier海堤的成因條件，但我們的海堤幾乎完全由貝殼及其碎屑組成。因此，王穎院士于1962年首先將其定名為“貝殼堤”（the shelly ridge），趙希濤研究員又于1980年將其歸入沿岸堤的chenier分支，因含有大量海洋貝殼，又稱為shelly chenier，中文習稱貝殼堤（chenier）①查《英漢地質詞典》（地質出版社，1993），chenier的中譯名是“海沼沙脊”、“沿海沙脊”；《地質學大辭典》（地質出版社，2006）則譯作“千尼爾沙崗”或“灘脊型潮灘”，但這些譯名一直未被實際采用。數百年來，渤海灣西岸民間即有“蛤蜊堤”的稱謂（李世瑜，1962）。南京大學王穎院士（1962、1964a,b）和中科院地質與地球物理研究所趙希濤研究員（1980a,b）先后以“貝殼堤”命名，他們并將此與chenier對應。貝殼堤（shelly chenier）是對此類海堤的形象準確的表述，且已為我國海岸帶地質地理學界長期采用。因此，我們建議仍維持“貝殼堤”的中文定名，對應chenier。。其實，在渤海灣西岸民間對此早就有“蛤蜊堤”的稱呼[10]，該詞形象地表述了它的物質組成及凸起于地表之上長壟狀展布的特性。迄今發(fā)現的渤海灣貝殼堤主要有5至6道，它們的展布方向與現代渤海灣海岸線的走向大致相同，最老的那道堤分布于距現代海岸線最遠的地方，距離約有50 km（見后面對貝殼堤時空分布的表述）。

文獻[6，10-13]等對貝殼堤的形成，已有大量的研究。簡單說來，至少需要具備以下三個條件：（1）泥質海岸；（2）豐富的貝殼來源；（3）海水侵蝕潮灘。當入海河流改道或河流所攜帶的入海泥砂量減少時，海浪與潮汐作用就會相對增強。波浪、高潮水（和風暴潮水）沖刷、侵蝕潮下帶上部和潮間帶的表層，細粒的泥砂被退潮流最終帶向遠離岸邊的較深水區(qū)；相反，在泥質（粉細砂-粘土質）潮灘表面和淺層生長的貝類，則被波浪、漲潮流和風暴潮水向岸邊搬運。在這個過程中，一部分貝殼被波浪和潮流打碎成碎片甚至毫米級的碎屑。貝殼、貝殼碎片和碎屑，可先在潮間帶灘面上集聚成稍凸起的小沙壩，并不斷向陸地方向運動，最終在岸邊高潮線附近堆積下來，逐漸加高成為貝殼堤。有些貝類甚至在被強力風暴潮水搬運、堆積到高潮岸線上時仍雙殼緊閉，在渤海灣的四角蛤蜊殼即如此。在風力強盛時期，向岸風還可繼續(xù)從潮灘上吹揚毫米級的貝殼碎屑，從貝殼堤頂向上進一步加高，以致在天津市古林古海遺跡博物館（天津市古林古海岸遺跡博物館）以南約50 km的河北省黃驊市賈家堡海邊形成高達+11 m的風成沙丘，這曾經是地勢低平的渤海灣平原上的最高點（現已被毀壞）。潮漲潮落，日積月累，大量貝殼及其碎屑在海岸堆積，形成了獨特的貝殼堤海岸平原。

渤海灣各道貝殼堤內的貝殼包括雙殼類的毛蚶、蛤蜊、籃蛤、青蛤、鏡蛤、文蛤、牡蠣、蟶、綠螂、扇貝和不等蛤等。腹足類有織紋螺、筍螺、昌螺、玉螺及脈紅螺等，共40余種（表1、表2），它們生活于砂泥質潮間帶和毗鄰淺海區(qū)的淺表地層中。腹足類是軟體動物中種類最多的一大類（軟體動物門腹足綱，Gastropoda），各種螺均屬于這一類，可生活于水中和陸地上（例如我們在陰濕處常見的蝸牛），因為在其腹部有肥厚而寬大的足而稱為腹足類。雙殼類是另一大類，因有左、右兩瓣基本對稱的殼而稱為雙殼類（軟體動物門雙殼綱，Bivalvia），有些種的個體可小于1 cm，而最大的如天津市古林古海岸遺跡博物館前廳展出的南海硨磲，可達2.5 m。雙殼類只能生活在水里。表2中的6～9和23共5種是腹足類，其余的18種均為雙殼類。

表1和2中組成貝殼堤的貝類，現在仍生活在渤海灣沿岸的潮間帶和毗鄰淺海區(qū)。編號1、2和9的三種貝類，僅能生活于潮間帶，但更多的是既能生活于潮間帶、又能生活于淺海區(qū)（其中第10～16 種存在于潮間帶的中下部至淺海區(qū)），而第17～23種，則僅能生活于淺海區(qū)。此外，有些只能存在于泥底、另一些只能生活在砂底，還有些可生活于有淡水注入的半咸水環(huán)境。因此，通過研究現代不同貝類的生活習性，可以推知它們的古代同類所處的古環(huán)境、古地理特征，這就是地學研究中常用的“將今論古”的方法。

毛蚶適宜在泥灘中生活，四角蛤蜊多在粉砂-細砂底質中，而竹蛭、扇貝等多在細砂底。不同底質中有不同的優(yōu)勢種類。導致底質沉積物粗細不同的原因之一，與是否有河流匯入有關。當黃河在渤海灣西側入海時，帶來大量的泥質沉積，形成適合毛蚶生長的泥灘。黃河南遷后，細粒泥質沉積物被強力的波浪和潮流淘洗、搬運，剩下的是更粗一些的粉砂-砂沉積物，這時，喜歡砂質環(huán)境的四角蛤蜊、竹蟶和扇貝就會取代毛蚶成為優(yōu)勢種。當然，更多時候進入貝殼堤中的貝殼種類混雜，不但喜歡泥質的和喜歡砂質的混在一起、不同水深的也?；煸谝黄稹＿@充分說明當時的大浪和高潮水侵蝕了潮間帶和距岸更遠一些的潮下帶淺水區(qū)，搬運不同水深和底質環(huán)境的貝殼，并將它們混合在一起、堆積于貝殼堤內。甚至這樣的過程反復多次，以致其中的一部分貝殼經過了多次搬運，比它最終所在的貝殼堤的形成時間要老得多，這就是我們近年來意識到的再搬運貝殼的“駐留時間效應”問題[14]。

2.2 渤海灣貝殼堤研究歷史沿革

渤海灣西岸的貝殼堤研究始于1950年代末。60余年來，先后有考古學、地理地貌學和地質學科的研究者和年輕學生們以及海洋、環(huán)保部門的管理人員參與其中，總數應達數百人。在這些人中，有三位開拓者是我們不應忘記的。

第一位是已故天津歷史地理學家李世瑜先生（天津市社會科學院）。他在1950年代末經常騎自行車穿行于河北省、天津市沿海地區(qū)，用歷史地理學的方法考證了貝殼堤作為古海岸線的分布（圖4），根據在第III道堤上發(fā)現的商代文物，推測該堤必然早于商代[10，15]。半個多世紀前，地質測年技術（地質年代學）還未出現，判定貝殼堤的年齡，是除了確定它的成因之外的另一個大難題。當時人們只能依靠考古學作間接推斷。例如，根據分布于津南區(qū)巨葛莊一帶的貝殼堤里發(fā)現的戰(zhàn)國青銅劍和甕棺，從而判斷那道堤必定更老一些。

同樣是1960年代前期，地理地貌和海洋學家王穎（中科院院士、南京大學教授）在其碩士論文中，首次從地學角度揭示了貝殼堤的時空分布，確立了沿用至今的貝殼堤排序，肯定了堤的形成與河流遷徙的關系，并將渤海灣西岸的古海堤定名為“貝殼質海堤”（the shelly ridge）[6，18-19]（圖5、6）。1960年代初，王穎參與了華東水利學院（現河海大學）嚴愷校長為組長的“新港回淤研究”項目，她帶領的南京大學團隊承擔“天津新港泥沙來源及減輕回淤措施的研究”，查明了黃河入海泥砂向北運移止于歧口附近，從而不會對天津港造成影響，為天津港擴建提供了科學依據。

表1 渤海灣西岸貝殼堤貝殼（雙殼類和腹足類）及其它生物屬種名稱Tab.1 The names of shells(bivalves and gastropods)and other biological genera and species in the chenier on the west coast of Bohai Bay

續(xù)表1

表2 渤海灣常見貝類[16,17]Tab.2 Common shellfish in Bohai Bay[16,17]

續(xù)表2

圖4 古代渤海灣西部海岸遺跡及地下文物發(fā)現示意圖、1957年11月30日人民日報刊發(fā)了李世瑜先生在渤海灣西岸發(fā)現兩道“蛤蜊堤”的消息[10]Fig.4 The sketch map of the discovery of ancient relics and underground cultural relics on the west coast of Bohai Bay,on November 30,1957,the People’s Daily published the news that Mr.Li Shiyu found two"clam banks"on the west coast of Bohai Bay[10]

第三位開拓者是中科院地質與地球物理研究所的趙希濤研究員。他于1970年代末進一步從地質學的角度研究了貝殼堤的成因和空間分布，并利用當時國內剛開始的14C（碳14）測年技術，獲得了貝殼堤的第一批14C年齡。趙希濤研究員是第一位將我國的貝殼堤納入chenier 范疇，并將其定名為the shelly cheniers的研究者。

除上述三人之外，尚有文獻[12-13，20-24]先后參與了渤海灣西岸的貝殼堤研究。

2.3 貝殼堤時空分布

圖5 1950年代末-1960年代初的歧口貝殼堤[6,11,18]Fig.5 The Qikou chenier on 1950s-1960s[6,11,18]

圖6 著名的歧口第II道貝殼堤在1990年代初的狀態(tài)[6,11,27]Fig.6 The state of No.2 Chenier of Qikou in the early 1990s[6,11,27]

近半個世紀以來，人類活動對貝殼堤原始地貌造成了很大破壞，李世瑜、王穎和趙希濤等在數十年前研究過的貝殼堤典型地點，現在很多已看不到了。我們利用殘存的天然露頭、Eijkelkamp槽型取樣器及新的工程基坑等，做了補充研究，又有一些新的發(fā)現。例如，發(fā)現了分別位于巨葛莊附近魚岑子的III-1道、天津市古林古海岸遺跡博物館西側（津岐公路以西）趴趴地-大港電廠的II-1道等新的貝殼堤，以及大港獨流減河南側穿港路采土場內貝殼海灘上的“秦-西漢遺址”等。1990 年代以來，我們利用加速器14C 測年方法獲得了更多的、更為精準的年齡數據[27，29-31]，近年來又根據對這些年齡數據所做的“駐留時間效應”校正，獲得了渤海灣西岸貝殼堤平原（北段）新的年代學序列[14]。

（1）第5道貝殼堤（V堤）

第5道堤（V堤）是迄今為止在渤海灣西岸發(fā)現的最老的貝殼堤[13]，代表距今約6 700～5 500年的古海岸線，距離現代海岸線50 km左右（圖7）。

（2）第4道貝殼堤（IV堤）

第4道堤（IV堤）代表距今約5 000～4 000年前的古海岸線，堤厚1～2 m。該處貝殼堤在天津境內發(fā)現于巨葛莊南西約1.5 km的魚岑子農田中（東距津港公路僅約0.5 km），因是在保護區(qū)重新劃界的2011年之后發(fā)現的，而遺憾地未能納入保護區(qū)范圍（圖8、9）。

魚岑子貝殼堤底板是上凸型的（但總體上仍向海傾斜，后緣比前緣高0.627 m）。渤海灣西岸貝殼堤底板一般向海傾斜，尚未發(fā)現堤身因自重沉陷而表現出堤底板中部下凸情況[33]。這可能與渤海灣西岸潮灘沉積物的“鐵板砂”可以有較強的抗靜荷載能力有關。

圖7 河北省黃驊市東孫村第5道貝殼堤（V堤）Fig.7 The No.V chenier of Dongsucun,Huanghua,Hebei province

圖8 巨葛莊南西約1.5 km處的魚岑子貝殼堤（IV-2堤）[5,30]Fig.8 Yucenzi chenier(No.IV-2)in the south west of Jugezhuang,Jinnan district,Tianjin[5,30]

圖9 巨葛莊南西1.5 km魚岑子殘存的IV-2道貝殼堤[1]Fig.9 Remnant Yucenzi chenier(No.IV-2),1.5km on the south west of Jugezhuang,Jinnan district,Tianjin[1]

（3）第3道貝殼堤（III堤）

第3道堤（III堤）在津南區(qū)巨葛莊發(fā)育的最好，近南北向分布，是距今約3 300～3 100年前的古海岸線（圖10～12）。

（4）第2道貝殼堤（II堤）

第2道堤（II堤）在天津市津南區(qū)泥沽、濱海新區(qū)上古林和黃驊市歧口等地分布，是距今約2 200～1 200年前的古海岸線。在各道堤中，II堤的規(guī)模較大，寬度可達100 m以上，地表出露部分高2～3 m，為幾乎連續(xù)綿延的壟崗（圖13、14）。

（5）第1道貝殼堤（I堤）

第1道堤（I堤）分為南、北兩支，大體與現代海岸線平行，是距今約1 000年以來直至上個世紀中葉的天然海岸線（圖15～20）。

第1道貝殼堤（I堤）發(fā)育最好的一段，原分布于河北省黃驊市張巨河-賈家堡沿海（圖15～18）。那兒的堤比其后（向陸一側）的瀉湖-鹽沼洼地高5～11 m，堤前向海一側曾是天然的泥灘（泥質潮間帶，1980～90年代后辟為蝦池）。貝殼堤上面長滿酸棗樹，晚秋初冬時還可摘到酸甜的酸棗兒，堤上有兔子洞。20余年前在這里做地質調查時，還遇到孩子們在堤腳處捉手指甲蓋大小的土鱉蟲。后唐堡堤的后方寬200～300 m的洼地表面覆蓋著一層厚數十厘米的灰白色貝殼碎屑。過去數百年間冬季強力的東北風（渤海灣西岸冬季盛行風）從干涸的高潮灘表面和向海側的堤腳處吹揚的貝屑，加高貝殼堤并堆在堤后，形成堤后寬達數百米、滿布貝殼碎屑的“沙土地”。這樣的砂土地，曾是當地種植紅薯、甜瓜的極為稀缺的農田。再向西（向陸）數公里之內，自然風力帶來的細碎貝屑減少，就仍然是含鹽量很高的瀉湖-鹽沼環(huán)境，只能辟作養(yǎng)殖池甚至仍保留著原始的“洪荒”狀態(tài)。南大港是該道貝殼堤西側（向陸側）最為低洼處，是近千年來形成的瀉湖環(huán)境，現已被確定為“南大港濕地保護區(qū)”。此段貝殼堤下伏層首先是厚約1 m 的濁黃棕色泥質沉積，內含畢克卷轉蟲Ammonia beccarii var.,圓形短五玦蟲Quenqueloculinaakneriana rotunda,同現卷轉蟲A.annectens及具瘤先希望蟲Protelphidium tuberculatum等，優(yōu)勢種殼壁較厚，可能并非原生。又據我們在附近淺海區(qū)的淺剖儀調查結果及前人關于古黃河入海河道的研究，推斷該層是受海水影響的黃河三角洲沉積，即此處的貝殼堤是發(fā)育在受潮水影響的古黃河三角洲上。天津市濱海新區(qū)青坨子貝殼堤和山東省汪子貝殼堤分別位于更北側或更南側。二者與渤海灣西岸貝殼堤的對比，目前僅有下面的初步推斷[5，30，36]。

圖10 河北省黃驊市武帝臺第III道貝殼堤Fig.10 The No.III chenier on Wuditai,Huanghua,Hebei province

圖11 巨葛莊倪家大墳III堤Eijkelkamp槽型取樣鉆鉆孔分布圖[5,30]Fig.11 The Eijklkamp cores on the No.III chenier of Nijiadafen,Jugezhuang,Jinnan district,Tianjin[5,30]

青坨子至少有4道支堤（圖21、22），但只有支堤1被納入保護區(qū)核心區(qū)。該道支堤位于海邊，是觀察現代海面上升對海岸線影響的絕佳場所。遺憾的是，數年前這段貝殼堤已被改造成人工固化岸線。該處貝殼堤底板貝殼的14C校正年齡是距今2 120年（2 120 cal BP）[5]，若考慮“駐留時間效應”，應校正為距今約1 500年[14]，表明青坨子貝殼堤存在時間可能始于II-2堤。

圖13 天津市濱海新區(qū)上古林趴趴地-大港電廠貝殼堤（II-1堤）Fig.13 The chenier(No.II-1)on Shanggulin-Dagang power plant,Tianjin Binhai New Area

圖15 河北省黃驊市賈家堡第1道貝殼堤（I堤）[27]Fig.15 The No.I Chenier of Jiajiapu,Huanghua,Hebei province[27]

圖16 河北省黃驊市第I道貝殼堤（李鳳林攝于1991年）Fig.16 The No.I chenier of Huanghua,Hebei province（the photo was taken by Li Fenglin in 1991）

圖17 河北省黃驊市第I道貝殼堤Fig.17 The No.I chenier on Zhangjuhe-Houtangpu,Huanghua,Hebei province

圖18 河北省黃驊市第I道貝殼堤Fig.18 The No.I chenier of Houtangpu,Huanghua,Hebei province

圖19 河北省黃驊市第1道貝殼堤（I堤）Fig.19 The No.I chenier of Houtangpu,Huanghua,Hebei province

圖21 青坨子貝殼堤剖面分布圖[5，30]Fig.21 The chenier profile of Qingtuozi,Tianjin Binhai New Area[5，30]

汪子島現代貝殼堤（圖23～25）于2019年做了初步研究。其下伏泥層（“老泥層”）中目前僅有的兩個加速器年齡均來自雙殼閉合的青蛤殼，經過系統(tǒng)校正[37]后，分別是距今1 936、1 585 年（1 936、1 585 cal BP），即公元14年和365年（分別是西漢末和東晉時期）。此外，這兩個貝殼樣品的d13C值分別是-1.0‰PDB和-1.8‰PDB，符合海洋環(huán)境應有的特征[38]且雙殼均閉合，因此其年齡值有較高的可信度。更進一步，若考慮全新世中晚期渤海灣潮間帶-水深數米的毗鄰淺海區(qū)水體的14CO2與大氣14CO2迅速交換的可能性[20，39]，則該地區(qū)的貯存庫效應可略去不計。據此當將地區(qū)性海洋貯存庫年齡與大氣14C年齡的差值DR=0±50 yrs代入CALIB校正程序后，獲得的校正年齡還可再年輕約200年，即現代貝殼堤之下的“老泥層”可能形成于公元210年和560年前后，分別是東漢末和南北朝末期，即介于II-2堤與I堤之間（“老泥層”：圖22的“暗棕色”泥質潮灘沉積）[36]。

上面已述及風成沙丘是渤海灣西岸I堤之上獨有的現象，而汪子岸段“老泥層”之上的老貝殼堤，向上同樣發(fā)育風成沙丘（圖25），亦可證明汪子岸段的老貝殼堤是I堤（其下的“老泥層”據現有14C年齡應在II-2 堤與I堤之間），而現代貝殼堤貼附于沙丘的向海一側，應是“小冰期”以來距今僅數百年間的產物。這樣，汪子岸段年代地層序列就大體清楚了[27]。

根據以上研究，筆者繪制了渤海灣西岸（北段）貝殼堤與堤間低地的時空分布示意圖（圖26、表3）。

渤海灣貝殼堤與泥質平原（瀉湖-鹽沼低地）的交替僅有5、6 次之多，而每道貝殼堤從出現到停止發(fā)育少則數百年（IV-2、III堤）、多則近千年（V、IV和I堤），這是渤海岸西岸貝殼堤平原第一等級的環(huán)境變化。

圖22 青坨子貝殼堤[5,30]Fig.22 The chenier of Qingtuozi,Tianjin Binhai New Area[5,30]

圖23 山東省無棣縣汪子島“濱州貝殼堤島-濕地國家級自然保護區(qū)”地理位置圖Fig.23 Geographical location map of Binzhou chenier island-wetland national nature reserve in Wangzi Island,Wudi,Shandong province

渤海灣貝殼堤中的貝殼，相當一部分是從泥中簸選出來的。據估計，渤海灣西岸潮間帶和毗鄰淺海區(qū)泥質沉積中貝類的含量一般不超過10%（圖27），貝殼堤的形成有可能經歷了一個從潮間帶最終到高潮線附近堆積的漸變過程[40]，因此，堤的形成必然是一個耗時較長的過程，少則二、三百年，多則千年左右[14]。筆者推斷，貝殼堤包含三類周期性環(huán)境變化：第一等級千年至數百年尺度的及第二等級約100年尺度的。前者如貝殼堤與堤間低地的轉換，后者如趙家堡可能的宋金風暴潮事件形成的厚約2 m的貝殼快速堆積蓋層（圖20）和“小冰期”時的風成沙丘（圖16、18）。

第三等級變化的時間尺度是僅數小時至數天級別的。例如歧口堤頂部的大泥塊（圖6）、趴趴地堤的雙殼閉合四角蛤蜊層（圖13）、賈家堡堤中的泥質蓋層（圖20）、汪子岸段No.12記錄的“2003.10.11風暴潮事件”和“2019年利奇馬臺風事件”（圖25）以及路易斯安娜州大島鎮(zhèn)的“1893.10.01 風暴潮事件”（圖3）。

圖24 汪子島岸段貝殼堤Fig.24 Then chenier of Wangzidao,Wudi,Shangdong porvince

“小冰期”結束后的100余年來，渤海灣海岸線總體上表現為蝕退，但自20世紀中葉以來又因人類活動岸線轉為人工向海推進。特別是2000年后，圍海造陸的速度加快。但是，渤海灣西北岸青坨子-蟶頭沽一帶的一處長約2 km的半天然岸線，近半個多世紀、特別是近20 余年來表現為明顯的蝕退跡象（圖28）。圖28上是天津市水務局水利科學研究所1998年前后在此處種植大米草，期望保護因海水侵蝕而裸露的灘面。但是，隨后數年內，大米草植被即被侵蝕殆盡。更有甚者，2010年前后，原來的貝殼堤（II+I堤）也開始被海水侵蝕，形成了>1.5 m高的陡坎，岸線已經后退了數米，此處遂成為觀察現代海蝕的絕佳地點（圖28下左）。但幾來，此處已被人工改造成水泥固化海堤。盡管是在保護區(qū)核心區(qū)內，仍然難免被人為破壞（圖28下右）。

2.4 貝殼堤與人類活動

圖25 汪子島岸段現代貝殼堤：地質點No.12在1980年代-2019年11月期間的演化過程示意圖[36]Fig.25 The modern Chenier on Wangzi：Schematic diagram of evolution process on geological point No.12 during the period from 1980s to November 2019[36]

半個多世紀以來，渤海灣沿岸相繼發(fā)現了眾多考古遺存，但先民利用海洋的證據僅見于春秋戰(zhàn)國時期食用海相貝類、發(fā)現陶網墜的簡單報道，且此類文物發(fā)現地距現代海岸線多逾30 km[10，41-44]。

2.4.1 戰(zhàn)國先民在地勢卑濕的海邊選擇了貝殼堤

貝殼堤凸起于地表之上，地勢相對高亢，上面長滿植被并有少量淡水（雨水將貝殼堤中的鹽分向下淋濾，堤內可有少量淡水④直至近代，貝殼堤里儲存的淡水仍是漁民的重要生活保障。在20世紀初葉，黃驊市馮家堡、季家堡貝殼堤中的淡水足夠數百人飲用，但在1920年代這兩處漁村即因貝殼堤受到侵蝕和缺少水源而破敗了[12]。），相比于堤后向陸側和堤間（地貌學稱之為“瀉湖-鹽沼”）、最年輕那道堤的堤前向海側（地貌學稱之為“泥質潮間帶”、“泥質潮坪”）經常被大潮水淹浸的鹽堿泥地，貝殼堤自然是數千年、數百年前先民首選的居停生息場所。近一個世紀以來，在貝殼堤上已有較多的考古發(fā)現[10，30，44-47]（圖29）。

2.4.2 穿港路采土場秦-西漢先民用海遺址

地質古環(huán)境重建、AMS14C測年及考古學研究，發(fā)現了位于渤海灣西岸距現代海岸線僅5 km的大港穿港路采土場貝殼質河口沙壩海灘層上的、具海水捕撈特征的西漢先民短暫居停遺址，及其上覆的、持續(xù)約700～800年的1.6 m厚的海相層。這是渤海灣西岸迄今所發(fā)現的距現代海岸線最近的、被海相層覆蓋的西漢先民用海遺址。上古林貝殼堤-齊家阜嶺地的堤-嶺海岸線形成于戰(zhàn)國-西漢時期，至東晉-北魏時期，岸線后的大面積洼地曾頻繁地被高水頭海水淹浸，穿港路西漢遺址則直接被海相層覆蓋，二者共同為“西漢海侵說”提供了地質學證據[47，49]（圖30、31）。

圖26 渤海灣西岸貝殼堤（北段）時空分布圖（文獻[14]，并于2020年做了新的修訂）Fig.26 Time and space distribution map of the chenier(north section)on the west coast of Bohai Bay(reference[14],and revised in 2020)

天津考古學家陳雍等對我們在穿港路采土場發(fā)現的文物做了鑒定，認為陶器屬于秦-西漢時期。銅錢為“半兩”，最早（?）見于西漢文帝、景帝時，在約公元前200～150 年前后。相同層位的貝殼以蛤蜊Mactrasp. 的單瓣殼為主，還有毛蚶Scapharca kagoshimensis、牡蠣Crassostrea gigas、蟶Solensp.的單瓣殼及腹足類筍螺Terebridae 等，甚至還夾有少量雙殼閉合的青蛤Cyclina sinensis、光滑河籃蛤Potamocorbula laevis和 蛤 蜊Mactra chinensis（圖31）。其中3個雙殼仍然閉合的貝殼的AMS14C年齡是2 542～2 156 cal BP（Cyclina sinensis）、2 542～2 156 cal BP（Mactra chinensis）和 2 392～2 093 cal BP（Potamocorbula laevis）（均為2s 范圍），平均年齡2 492～2 135 cal BP，相當于公元前540～185 年期間。貝殼與同層的“半兩”在時間上有部分重疊（貝殼年齡年輕一端的公元前185年與“半兩”最早的公元前200 年有小的重疊）。網墜是捕魚的確證，而據地質學—海相貝殼層及下伏的發(fā)育沙壩的潮灘環(huán)境—可知當時先民是在淺海區(qū)或河流入海河口處捕魚。依幾乎不存在“駐留時間效應”的雙殼閉合貝殼年齡和“半兩”的時間，可初步判斷秦-西漢時期先民已在這里短暫居停，從事捕魚活動。這是迄今為止渤海灣西岸發(fā)現的距現代海岸線最近（僅5 km）的秦漢先民利用海洋的確證。

這里，筆者希望還藏著一個美麗的小故事。圖31第2行左3的近圓形夾砂紅陶片，曾請?zhí)旖蚴泻捅本┐髮W的考古專家鑒定，均難以定名。它直徑1.6 cm、厚3 mm、重1.25 g，圓孔稍偏心。假如不是陶紡輪（太輕且偏心），那么解釋作陶質項鏈墜兒也許是合理的（當然，項鏈該是麻繩的吧?）。加之同一層位出土的兩枚桃核，我們猜想，在約2 000余年前，一個小女孩兒隨著爸爸媽媽在初夏桃子成熟季節(jié)從現在的中塘-義心莊（第III 堤，在該點西側約15 km 處。那一帶有大量戰(zhàn)國文物出土，李世瑜（1962）、李鳳林（2016））一帶乘木筏來到這里（圖31），從事短暫的漁獵活動。

表3 貝殼堤（前、后緣）底板高程與時間、堤頂高程與時間、起訖年齡、歷時及與現代岸線間的距離[5,30]Tab.3 Chenier(front and back edges)floor elevation and time,top elevation and time,starting and ending age,duration,and distance from modern shoreline[5,30]

圖27 上古林II-2堤蘋果園處（即天津市古林古海岸遺跡博物館所在地）貝殼堤下伏泥層及內含的再搬運貝殼Fig.27 The underlying muddy layer and the retransported shells contained in it of Pingguoyuan chenier,Shanggulin,Tianjin Binhai New Area(where Tianjin Gulin Ancient Coastal Relic Museum locates)

圖28 2010年前后的青坨子貝殼堤，曾是天津市天然海岸線一處最為明顯的岸線蝕退證據Figu.28 Then chenier of Qingtuozi during 2010,where was once the most obvious evidence of natural shoreline erosion of Tianjin

圖29 天津文物考古學家在第3道（III道）貝殼堤內發(fā)現的戰(zhàn)國文物[48]Fig.29 The cultural relics of the Warring States Period found in the No.3 chenier[48]

圖31 濱海新區(qū)大港穿港路采土場貝殼層中發(fā)現的秦-西漢遺址Fig.31 The Qin-Western Han ruins found in the shell layer of the Quarry on Chuangang Road,Tianjin Binhai New Area

2.4.3 船型墓：宋金先民“避難”的遺跡

1996年修建海防公路取土時，在濱海新區(qū)上古林津岐公路天津市古林古海岸遺跡博物館（貝殼堤博物館）西側約200 m處的鹽堿洼地（積水后又稱為“汪子”，地貌學稱為“貝殼堤后瀉湖-鹽沼”）意外地發(fā)現了一座“船形”墓葬（圖32）。墓無頂而周遭有三、四層灰磚壘砌（灰磚約5×20×40 cm），南北向展布，北端呈尖頭狀收斂，類似船形，墓被約0.5 m厚的泥土掩埋。穴內僅有一高30～40 cm、直徑約30 cm的灰陶罐，內盛二次葬肢骨殘段，應為遷葬墓。陶罐、葬制和磚的器形，經天津考古專家陳雍鑒定為金元時期（陶罐交天津市歷史博物館）。地質學證據顯示，南北向展布的II-1道貝殼堤形成于西漢之后，歷時數百年。貝殼堤最厚處僅1～1.5 m，寬不過數十米，分隔了東側的泥質潮灘和西側（向陸側）的瀉湖-鹽沼洼地。

直至距今約1 500年前的兩晉-南北朝時期，天津東南部方才脫離海水的大面積長期淹侵，逐漸轉變?yōu)橹挥懈叱彼拍芤u擾的沿海瀉湖-鹽沼濕地景觀。又過了大約五、六百年，到了南宋-金元時期，這一局面仍無大的改觀，以至于僅有船形墓這樣的簡陋墓葬存在于相對高亢的II-1道貝殼堤之上。但無論如何，II-1堤畢竟留下了金元時期躲避戰(zhàn)亂的流民短暫居停的歷史痕跡[49-50]（圖33）。

3 貝殼堤保護建議

貝殼堤和牡蠣礁，是大自然留贈給渤海灣西岸的極為珍貴的地質遺產，既具有深入認識渤海灣海陸變遷歷史、古環(huán)境演化、古人類活動等的科學價值，也具有預測將來演化方向、為生態(tài)保護修復提供參考的現實意義。但深刻認識它們，注定是一個漫長的過程。在這個過程中，筆者期望能不斷為渤海灣海岸帶中長尺度可持續(xù)發(fā)展和戰(zhàn)略決策提供科學的地學建議。過去數千年直至近現代，貝殼堤和嶺地由于其地勢較高，而首先成為先人從山區(qū)向海洋擴展生存空間的居停場所。然而，到了現代，貝殼堤和牡蠣礁均遭受嚴重破壞。試想如果凸起于“貝殼堤平原”地表之上的第1道貝殼堤（I堤）和部分凸起于地表之上的第2、3道（II、III堤）未遭破壞，那么，各自斷續(xù)綿延百余公里、高數米至10余米、長滿植被的這三道天然沿海長堤，不但任何人工“綠道”無法相比，亦是世界上同類海堤中的奇觀（作為命名地的路易斯安娜州泥質堤、以及蘇里南泥質堤的高度遠不如我們未遭破壞時的貝殼堤）。為此，提出貝殼堤和牡蠣礁長遠保護與利用的初步建議。

（1）建議積極推進“天津市古林古海岸遺跡博物館”（天津市貝殼堤博物館）改建后的布展工作。2019年在展廳重修后因經費短缺，致使應該隨即開始的展品提升擴容工作停頓下來，整整一年“閉門謝客”。希望能籌措到經費，盡快啟動新一輪布展工作。

（2）將天津市濱海新區(qū)青坨子核心區(qū)的裸露、半裸露貝殼堤點開辟為免費參觀點。此外，津南區(qū)大學城內原有的數處貝殼堤出露點，也應善加保護并對學生們開放，俾使他們在脫離原來文化底蘊深厚的老校區(qū)后，卻能受到渤海灣海陸變遷史的熏陶。這兩處，我們在數年前即曾反復建議，但想來至今均無響應。

（3）天津市津南區(qū)巨葛莊在搬遷后，其殘破的倪家大墳III堤，也應做進一步管護并開放。至于鄧岑子等處，則可維持現在的地下埋藏不準破壞的現狀。

（4）改變河北省黃驊市后唐堡貝殼堤目前僅用欄桿圍起來的被動保護局面。建議河北省、黃驊市有關部門將該處貝殼堤與南大港濕地統(tǒng)一管理，納入已經啟動的“黃驊濕地”修復整體規(guī)劃之中，著眼“黃驊泥質潮間帶-貝殼堤-堤后瀉湖-鹽沼濕地國家地質公園”的長遠布局[51]。目前，可先適當整修通往該處貝殼堤的道路，考慮由緊鄰該處貝殼堤的張巨河小學選派自然課老師擔任兼職講解員，據參觀情況劃撥適當經費。天津中心可參與編撰該處貝殼堤科普小冊子。

圖32 上古林趴趴地II-1堤內的船形墓葬Fig.32 The boat-shaped tomb in the No.II-1 chenier of Papadi,Shanggulin,Tianjin Binhai New Area

（5）山東省無棣縣汪子島岸段，分布著整個渤海灣（甚至全國）最后一處較為完整的貝殼堤。在原來數道斷續(xù)綿延上百公里的貝殼堤被破壞后的今天，其極為珍貴的價值不言而喻。建議山東省和濱州市有關部門考慮，提升該保護區(qū)的地位、重新確定該處貝殼堤的性質，加強該處貝殼堤-瀉湖鹽沼系統(tǒng)的保護與科學研究。

筆者建議在此處平行設置國家級自然保護區(qū)和國家地質公園——“（中國山東無棣）渤海灣西南岸泥質海岸帶貝殼堤-瀉湖國家級自然保護區(qū)（National Conservation of Shelly Cheniers- Lagoon on the Muddy Coast of Southwest Bohai Bay, Wudi, Shandong,China）”與配套的“無棣貝殼堤-濕地國家地質公園（Wudi National GeoPark of Shelly Ridges and Wetland）”，貫徹保護與利用（科普、旅游）并重、相輔相成的新理念[36]。

圖33 距今約3 000年以來的“貝殼堤平原”上貝殼堤與堤間瀉湖-鹽沼洼地的交替演進示意圖Fig.33 Schematic diagram of the alternate evolution of the chenier and lagoon-salt marsh depressions between it about 3 000 years ago

貝殼堤的科學研究、養(yǎng)護與利用尚未切實納入自然資源與環(huán)境保護部門對渤海灣海岸帶中長期發(fā)展的統(tǒng)籌考慮之中，這是問題的關鍵。盡管近年來對海岸帶濕地的修復逐漸引起重視，但與濕地密切相關的貝殼堤卻仍不為政策制定與規(guī)劃部門熟知，長期處于被忽略的狀況。因此，筆者希望這篇文章和建議能夠得到有關部門的重視，推進貝殼堤保護工作。

致謝：這個綜述，是筆者團隊30 余年來貝殼堤研究的初步總結，得到了中國地質調查局、國家自然科學基金委員會和天津市規(guī)劃和自然資源局等的支持。原天津古海岸與濕地國家級自然保護區(qū)管理處、無棣貝殼堤島-濕地國家級自然保護區(qū)管理局、天津市寧河區(qū)七里海管委會、天津市古林古海岸遺跡博物館（天津市貝殼堤博物館）、天津市文化遺產保護中心、原塘沽區(qū)排灌處、河北省唐山海洋牧場及渤海灣沿海有關單位及群眾提供工作便利和幫助；從與南京大學等單位同行們的討論中得到教益；部分以堤、礁和渤海灣沿海平原地質環(huán)境變化為學位論文研究內容的學生們，雖然已經離開了天津中心，但這里面也包含著他們的心血；中國科學院地質與地球物理研究所呂厚遠研究員及學生鑒定穿港路采土場秦-漢先民遺址夯土層植硅體；南京大學王穎院士與天津市水產研究所房恩軍教授級高工提供渤海灣貝類生態(tài)環(huán)境的意見，在此一并致謝。