伍志元，蒋昌波，陈 杰，邓 斌
(1. 长沙理工大学水利与环境工程学院，湖南 长沙 410114；
2. 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210098；
3. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室，湖南 长沙 410114；
4. 湖南工业大学土木工程学院，湖南 株洲 412007)
海岸带是陆地、海洋和大气相互作用的陆海过渡带，也是受全球气候、海平面变化以及人类活动影响最大的地区，岩石圈、水圈、大气圈、生物圈在此交互影响，能量和物质频繁交换，一系列物理、化学、生物过程不仅影响其本身的功能，对整个地球系统功能的发挥也非常重要[1-2]。在全球气候变化和高强度人类活动共同影响下，中国海岸带正面临着一系列重大挑战，包括海岸侵蚀防护、淡水资源利用与供水安全、近海生态环境保护等[3]。为有效应对海岸带生态风险和安全问题，保障地区可持续发展，亟需针对海岸带开展动力过程及响应机制研究。在探索海岸带发展过程中，提升对动力地貌响应机制的科学认知和应用，是实现其高质量发展的必要途径，也是21世纪中国陆海统筹发展和建设海洋强国任务中极为关键的科学课题。
从多尺度、多物理场角度出发，论证大陆架的泥沙来源与形成过程，是海疆归属的重要证据，对解决中国与周边各国的陆架划界争执、维护海洋权益具有极其重要的作用。海域动力因素不仅受季风影响，黑潮分支首冲注入、岛屿众多、台风频发，而且波浪、海流、潮汐、锋面、泥沙输运等海洋环境要素相互作用[4]，导致动力过程具有明显的海洋-陆架-海湾-海岸多尺度、多物理场特点，动力过程和响应机制极具特色。探明海岸带复杂动力关键过程和海岸地貌响应机制，有利于发展海岸动力学、物理海洋学、海岸地貌学和气象动力学等学科基础理论，聚焦共同关注的共性科学问题，同时也可为海岸带综合开发与可持续利用提供科学依据，有利于近岸地区在巨大环境压力下的生态保护。
整体而言，海岸动力地貌及其演变规律研究作为海岸工程学者和地球科学学者共同关注的学科领域，研究得到了较为迅速的发展，不断发展出多种新的方法和理论。海岸动力学的发展极大地促进了海岸地貌及其形成机制的研究进展，并为海洋沉积物的输运及地貌演变的研究提供了重要的理论基础。对海岸动力地貌及其演变规律的研究还受益于现代海洋工程技术和测绘技术的迅速发展。根据现场试验以及遥感的多源数据信息，可以更准确地观测和分析动力条件下的地貌及其变化规律；
依据遥感影像资料，可以很好地描述和分析海岸地貌的空间分布特征，为海岸地貌形成机制及其时空演变过程的研究提供支持。根据海岸地貌的数学模型，以及GIS技术对海岸景观的空间重构，可以更准确地刻画海岸地貌形态特征。随着信息技术的发展和应用，基于多源数据融合的分析方法和技术将在海岸地貌及其演变规律研究中发挥更大的作用。
在气候变化和工程措施的多重作用下，考虑台风等极端事件和强人类活动等高强度扰动影响的海岸带地貌演变规律呈现出更大的不确定性。目前，围绕海岸带的系统性研究还略显薄弱，尤其在复杂动力过程和响应机制这个重要科学问题上，相对国家重大战略需求和重大工程需要而言，对基础科学问题中必要的信息和认知还不够全面。海岸动力地貌及其演变规律的研究发展反映出，当前该领域的研究趋势主要包括深入分析海岸演变规律、认识海洋/海岸多尺度多物理场动力条件对海岸演变的影响、深入研究海岸动力地貌形成机制及其演变规律，以及分析海岸空间结构与生态环境状况等方面。因此，面向新时代国家重大战略部署，抓住海岸带多尺度动力过程和响应机制的关键科学问题，考虑台风等极端天气事件和工程措施等强人类活动影响，开展高强度扰动下海岸和海洋动力过程、泥沙输运、岸滩演变和地貌塑造等关键过程的机理研究，对支撑海岸带资源开发利用和可持续发展具有重大的战略意义、科学意义和应用价值。
1.1 海岸带复杂动力特征
随着全球气候变化和人类活动作用的加强，在台风等极端天气事件和工程措施等强人类活动共同影响下，海岸带动力过程和响应机制发生了根本改变，亟需进一步探索。海岸带动力环境复杂，厘清其关键过程是从“源”向“汇”角度掌握泥沙输送及地貌塑造的必要手段，中国海岸带动力不仅受近岸特征影响，还与季风漂流、沿岸流、黑潮及分支等中尺度甚至大尺度动力因素有关，特别是在台风作用期间，复杂的海气相互作用过程、波流相互作用过程，风、波浪、海流、潮汐、锋面和泥沙等海洋环境要素相互影响，系统考虑复杂的动力因素是准确描述泥沙输运的基础。
如图1所示，在沿岸风影响下，风海流的作用会导致海水辐散，表层海水产生离岸方向的埃克曼输送，底层海水将以补偿流形式产生向岸运动并形成上升流，从而在垂向产生环流结构，水体升降运动的同时将携带泥沙并产生垂向混合，特别是在强烈的波浪作用下，垂向混合将进一步加强，台风影响期间近岸水体甚至可能全部处于混合层[5]。因此，开展高强度扰动下的海岸动力过程研究，需要充分考虑海气耦合作用，从大气、海浪、海洋和泥沙等多物理场角度对海岸和海洋动力过程进行全面揭示。
图1 沿岸风影响下近岸三维海洋动力过程示意Fig.1 Three-dimensional coastal ocean dynamic process influenced by wind
1.2 高强度扰动下海岸带响应特征
随着全球气候变化，台风等极端气象事件的影响愈发显著，如超强台风“威马逊”(2014)、“彩虹”(2015)、“莎莉嘉”(2016)、“海马”(2016)、“天鸽”(2017)、“山竹”(2018)等频繁登陆，2021年Wang等[6]研究成果表明，热带气旋正在向海岸和沿海地区发生强势迁移，距离每10 a减少约30 km，数量每10 a增加约2个。统计数据分析认为，随着全球气候变化，影响中国海岸带的台风强度有所增加[7]。台风等极端天气事件是影响海岸动力地貌平衡与稳定的关键因子，在全球变暖海平面上升的情景下，强台风等高能事件对海岸地貌构成严峻压力，特别在近岸地区，因流域入海泥沙供给急剧降低普遍处于冲淤转型阶段，其地貌侵蚀风险和脆弱性受到全球关注[8]。
高强度人类活动对海洋动力条件和生态环境产生了较大影响，包括围填海活动、人工岛建设、滩涂养殖和滨海浴场等土地利用改变，筑坝、防潮堤建设等水沙输入变化，海洋养殖、港口码头建设和道路建设等连通性变化[2]。上述人类活动导致自然岸线减少、海岸人工化程度加剧，以及湿地萎缩、生物多样性下降、生态功能衰弱等生态问题，海岸带正面临前所未有的环境压力和安全风险。工程措施等强人类活动作用下的海岸带动力过程及响应机制呈现出新的特点。中国“十三五”以来，“蓝色海湾”、“南红北柳”、“生态岛礁”等海洋生态修复工程同步推进，实施了海岸整治修复、滨海湿地恢复和植被种植、近岸构筑物清理与清淤疏浚整治、生态廊道建设和修复受损岛体等工程，海洋生态环境质量显著改善，海域、海岸带和海岛生态服务功能得到有效提升。探究高强度扰动下水动力过程和输沙规律，揭示岸滩剖面响应机制和演变特征，可为整治修复工程实施和海岸带综合治理等提供科学依据。
随着计算机技术的发展，波浪、潮汐、潮流等海岸动力条件的模拟在海岸动力地貌研究中越来越重要，动力条件(如波浪场)的准确模拟可以用于识别和分析海岸地貌形态的变化特征、演变机理等[9-10]。近年来，通过多源数据融合以及利用新一代信息技术与海岸地貌相关的学科融合越来越多，并在海岸动力地貌特征研究中开展了应用和讨论。基于GIS开发了海岸地貌数据收集、整理、储存和处理等技术，能够清晰描绘海岸地貌的形态特征和时空变化[11-12]，为海岸带响应机理研究提供了新的手段。遥感技术已经在海岸动力地貌研究中被广泛应用，通过使用各种光学影像传感器和微波传感器，可以准确地获取不同地点的地表特征及时空变化，从而拓宽海岸动力地貌的研究广度[13-16]。
海岸带既是陆海相互作用最强烈的地带，也是强人类活动和全球气候变化双重影响下的空间单元。传统意义上的海岸带指的是陆地向海洋延伸的地带，向海延伸到-20 m等深线(大致相当于中等海浪的1/2波长)，向内陆扩展10 km左右，陆海交界带是各种动力因素相互作用最为强烈的区域。但若限于这个范围内的探究，诸如海岸带的敏感性(海岸带动态平衡体系对全球变化和人类活动的响应程度)、脆弱性(高强度扰动下所处环境的调整和恢复程度)与可持续性(海岸带生态系统的健康循环和发展动态)等一系列科学问题将难以解答。
2.1 海岸带动力地貌特征影响因素
海岸带的分布格局和地貌演化不仅与陆海交界及邻近地带的动力因素相关，还同大范围的气候特点与近海环流结构的变化相关。根据陆海相互作用研究计划(Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone，LOICZ)给出的定义，将海岸带的范围从-20 m等深线延伸到大陆架边缘，包括潮间带、水下陆坡乃至大陆架、大陆坡和大陆隆，将近海陆架和边缘海作为整体进行考虑[17]，是大河(如珠江水系)输沙和边缘海季风、波浪与潮流动力经过长时期、多阶段的相互作用形成的海岸带复合体系。《未来10年中国科学发展战略：海洋科学》[18]明确提出了将海岸-陆架地貌体系的形成机制作为研究的重点方向，将陆架环流与物质输运过程、近海地貌演化等核心科学问题的研究作为优先发展领域。从中尺度(100～1 000 km尺度)甚至大尺度(1 000 km以上尺度)角度探究海岸带的动力过程十分必要。
砂质海岸作为海岸带的重要组成，除了具有海岸带的一般功能外，还具有极高的旅游和防灾减灾价值，但相对淤泥质海岸等其他类型海岸而言，砂质海岸的脆弱性更强、研究基础更弱，中国大概70%的砂质海岸存在不同程度的岸滩侵蚀[19]。造成岸滩侵蚀的原因主要包括2个方面的因素：① 全球气候变化，导致海平面上升、近岸动力作用加强，风暴潮发生的频率和强度增加；
② 人类活动因素，如筑坝导致入海泥沙通量减少，围填海、人工挖沙等导致水沙条件发生改变。
2.2 台风对海岸带动力地貌的影响机制
台风是对海岸带动力过程和岸滩演变影响最显著的因素，不仅通过风暴增水淹没沿岸地区形成灾害，而且导致剧烈的泥沙运动，造成严重的岸滩侵蚀。全球各海岸带均遭受台风不同程度的袭击，如北美洲的美国东西海岸均遭受过严重的风暴潮灾害和海岸侵蚀[20-21]；
欧洲的北海和地中海曾出现因剧烈风暴潮导致海滩消失的事件[22-23]；
亚洲也是遭受风暴潮侵蚀较严重的地区[24-26]；
南美洲、大洋洲和非洲也存在相关风暴潮灾害的报道[27-29]。中国是世界上受海洋灾害影响最严重的国家之一，其中由台风引起的风暴潮和台风浪造成的损失占海洋灾害损失的80%以上，广东、广西和海南是台风活动最频繁、受灾最严重的区域之一[30-34]。
2021年发表在Science的研究成果表明，台风正在向海岸和沿海地区发生强势迁移[6]。在台风影响下，形成风暴潮和台风浪，此时海岸动力过程与常规海况下有显著差异，具体体现在以下方面：① 台风浪在近岸产生显著的波浪增水[35-36]，且台风浪与风暴潮存在强烈的相互作用[37-40]；
② 台风浪破碎过程产生大量海洋飞沫，海气界面能量和质量交换加强，存在强烈的海气相互作用[41]；
③ 在台风和风暴增水影响下，波高增加且在向岸传播过程中发生多次破碎，导致破碎带的宽度增大[42-43]。在台风诱发的强烈动力作用下，台风浪多次破碎产生剧烈紊动，结合风暴增水的影响，可在短期内使砂质海岸的泥沙大量起动和强烈输移，从而发生岸滩侵蚀形成“风暴剖面”，在常规海洋动力条件作用下，侵蚀后的剖面需要一个长期的过程才能恢复到“常浪剖面”，甚至有研究表明这个过程是不可逆的[22，44-45]。因此，台风影响期间，海岸带波流相互作用过程、海气相互作用过程和岸滩演变机制发生了本质改变。台风作为一种极端的海岸气象事件，对粉砂淤泥质海岸地貌形态也有着明显的影响，风暴潮对其演化过程具有很强的塑造作用。台风、台风浪和风暴潮影响下，海岸动力条件显著增强，特别是低潮期中远离海岸的沉积物会被风暴潮冲蚀，使粉砂淤泥质海岸的形态发生变化，导致潮间带内的形态受到较大影响。
针对台风作用下的岸滩响应机制，基于现场观测已开展了大量研究工作，通过对台风影响前后的海岸沉积物进行取样分析、对岸滩地形进行断面测量，同时对影响期间的动力过程进行定点监测[24，26，46-47]，从而掌握台风影响期间的动力过程和岸滩演变特征，这些工作为揭示台风影响下水沙动力过程和响应机制提供了宝贵的现场数据。基于对水动力过程和泥沙输移运动规律的认识，通过应用POM、ROMS、ADCIRC、FVCOM、SCHISM等海洋动力模型[5，48-49]和SBeach、XBeach、CSHORE等岸滩演变数学模型[50-51]开展了大量风暴潮模拟和岸滩演变研究。中国作为遭受台风灾害最严重的国家之一，在风暴潮和台风浪研究方面开展了大量工作，特别是在台风影响下的海岸带动力过程、沉积物输运和岸滩演变研究方面取得了丰硕的成果，为理解台风作用下的海岸带动力响应和岸滩演变过程提供了很好的认识基础[24，26，52-53]。但总体而言，在台风影响下的海岸带地貌响应机制方面的研究工作仍相对较少且案例比较单一。同时，由于泥沙运动的高度复杂性、现场观测条件的极端恶劣性等问题的存在，对于内在机制的揭示有待进一步完善，特别是对强烈的波流相互作用和海气相互作用共同影响下的泥沙输移运动规律的认识存在较大不足，开展台风影响下的海岸带复杂动力关键过程和响应机制研究仍是一项极具挑战性的工作。
人类活动已成为地球系统中的第三驱动力[54]，有学者认为当前已进入“人类世”(Anthropocene)[55-56]，人类活动对海岸带地貌的影响是当前研究的热点。强人类活动对海岸带地貌影响主要分为2类：① 通过筑坝致使泥沙入海通量显著减少导致岸线变化；
② 通过围填海、人工岛等海岸和近海工程措施导致海岸动力条件改变，从而影响海岸地貌特征。
3.1 入海泥沙通量的变化
入海径流是连通陆地和海洋的纽带，径流通过向海输送淡水和泥沙等陆源物质影响河口、海岸和边缘海。自20世纪50年代开始，由于全球流域筑坝的影响，导致输水输沙条件发生剧烈变化，全世界主要径流的入海泥沙通量持续下降[2，8，17]，筑坝导致径流输沙拦截率在70%以上，部分入海径流输沙被拦截甚至达到100%。输水输沙条件的改变，对海岸带地貌塑造产生影响，特别是在河口三角洲地带，已成为影响该地区形态和地貌的决定性因素[57-58]。入海泥沙通量的急剧减少，导致全球大部分海岸带面临侵蚀风险，但同时也存在河口三角洲在入海泥沙锐减的情况下仍保持相对稳定的案例。如由于三峡等系列工程的实施，导致长江口的入海泥沙减少了80%左右，但长江口三角洲却因海域来沙依然维持了相对高的淤积状态[59]，部分海岸甚至处于淤长态势[60-61]。通过对长江口最近20 a台风影响下三角洲动力地貌过程进行量化研究，发现台风期间可从口外携带0.09亿～0.47亿m3的泥沙进入河口，从而揭示了在入海泥沙通量减少的情况下，长江三角洲仍能维持相对稳定甚至淤长态势的内在机制[8]。
由此可见，海岸带对入海泥沙通量减少的响应具有多样性，其中各种动力相互作用过程极为复杂。这类强人类活动对海岸带地貌过程的影响机制主要包括2个方面：① 由于入海泥沙通量的减少，导致原有的泥沙输运和海岸带地貌之间的动态平衡格局被打破；
② 入海泥沙通量的改变，以及海平面的上升，可能导致海岸带的主要动力过程发生改变，如可能由径流控制转为海洋动力控制，或者存在波浪控制与潮汐控制之间的转换。因此，海岸带作为水沙条件变化的敏感区域，在强人类活动影响下，特别是与台风共同作用下，海岸带地貌的响应机制是一个复杂且亟需深入探究的科学问题。
3.2 海岸和近海工程的建设
围填海、高强度采砂等强人类活动直接改变了海岸带原有动力地貌与水文特征，在强人类活动影响下，海岸带“动力-沉积-地貌”格局发生异变，直接导致沿岸或离岸输沙条件遭到破坏[62-65]，如围填海导致海岸淤积速度显著加快。这类强人类活动对海岸带地貌的影响机制包括2个方面：① 由于改变原有的动力条件，导致泥沙输运和海岸带地貌之间的动态平衡被破坏；
② 工程措施导致地形发生变化，从而间接改变了区域动力边界条件，如可能造成潮汐调和参数的改变，导致整个海岸带的动力-沉积过程和格局异变。因此，工程措施等强人类活动作用下的海岸带动力过程及响应机制呈现出新的特点。
上述人类活动导致了自然岸线减少、海岸人工化程度加剧、生物多样性下降等生态问题，在蓝色海湾整治行动中，如广西北海主要实施了银滩中区岸线综合生态整治修复和红树林生态修复两大工程，海岸带动力地貌将再次发生调整和变化。因此，开展强人类活动下的海岸带动力过程和响应机制研究是推进海岸带修复和综合治理的必要途径。
随着人类活动的显著影响，自然岸线的比例降低，海堤作为一类典型的海岸防护措施，其影响下的动力地貌变化特征与自然岸线演化呈现出显著区别。海堤是海岸动力地貌形态的重要调节因子，它以2种方式影响海岸形态[66-67]：一种是直接抵挡海岸侵蚀，另一种是通过隔离波浪和潮汐等起到调节作用。海堤还能够在自然海岸基础上形成“储备平台”，便于植被的生长和沉积；
同时，植被利用海堤暴露出来的土壤发展其根系，可有效抵御波浪和风浪的侵蚀，减缓海岸的侵蚀，保护海岸环境[68]。长此以往，在海堤和植被的影响下，波浪、潮汐、沉积过程的改变，导致海岸动力地貌特征也发生了显著变化。总的来看，海堤-植被-动力-地貌之间是相互作用的，通过不同因素之间的调节可以达到保护和优化海岸动力地貌的效果，是海岸动力地貌领域的重要研究方向之一。
在强人类活动影响下，海岸带地貌演变特征变化已远超过自然过程，动力格局和地貌形态发生了根本改变。现有研究已充分认识到强人类活动对海岸带动力过程、泥沙输移运动、岸滩演变、地貌塑造的显著扰动，然而，其中的动力-沉积-地貌过程和演变机制以及海岸地貌的调整-恢复机制尚待探索。因此，为推进整治修复工程实施和海岸带综合治理，亟需探究高强度扰动下水动力过程和输沙规律，揭示海岸带动力过程和地貌演变机制。
随着全球气候变暖、海平面上升和强台风增加已经影响了海岸动力地貌演变，伴随人类活动的作用，对海岸中长期动力地貌演变规律和内在机制产生了重要影响[69]，主要体现在2个方面：① 随着气候变暖，海岸动力条件发生变化，特别是台风等极端事件发生的频率和强度均发生显著变化，进而影响海岸带地貌演变，尤其是河口、海湾等海岸边缘区域；
② 人类活动的作用可能导致海岸受到过度挖掘和破坏，而这些活动可能会改变海岸形态和地貌特征。研究表明，全球气候变暖引起的海平面上升会改变海岸动力条件，导致海岸侵蚀和地貌变化。台风等极端事件的影响，在短期内对海岸地貌特征的塑造产生强烈作用，人类活动也会对海岸动力地貌演变规律与内在机制产生影响[70-71]。目前对于两者共同作用的内在机制暂不明晰，在全球气候变暖、海平面上升的背景下，台风等高能事件增加、各种人类活动累积性影响增大等因素的共同作用下，海岸中长期动力地貌演变规律与内在机制将是未来一段时间的研究重点之一。
3.3 海岸带动力-地貌预测方法
相比较台风或者强人类活动而言，海平面上升的影响相对缓慢，在有限时空观测范围上难以体现其负面效果，但从长期影响而言，海平面的上升将导致海岸带相对水深增加、海岸动力加强，对海岸地貌塑造和演变造成显著影响[72]。目前关于海岸地貌中长期演化的相关工作主要集中在通过现场观测的方法实现[73-75]，利用高精度数值方法进行年际尺度以上的直接模拟在当前的计算资源和计算效率条件下是难以实现的。因此，在全球气候变化和人类活动影响多重因素作用下，为揭示海岸带地貌响应规律和演变趋势，需要综合考虑短期作用影响(如台风等极端天气事件、强人类活动等)及长期作用影响(常规海洋动力和海平面上升等)，且需要通过约简技术，构建以过程模拟为主的中长期演变模拟方法，实现对海岸带地貌演变特征的中长期(年际和年代际尺度)预测。
在海岸中长期地貌的预测中如何考虑台风和强人类活动引起的短期作用的影响，仍然存在很大困难，约简技术作为一种可能的手段具有一定的应用场景[76-78]。海岸地形演变是短时间尺度上的波浪、潮流等水动力因子不断作用的结果，在长时间的累积下海岸地区的地貌才会发生显著变化。在面向过程模型中，如果需要精确计算地貌变化则需在长时间尺度上连续计算水动力及泥沙输运过程，这将产生巨大的计算量以及多次迭代累积的误差，约简技术可以较好地解决这一问题。相关学者提出了一系列简化思路，包括延长地形时间步长、用变量或函数实现子模块间的数据传递、地形变化较小时采用连续校正法、小时空尺度内采用半经验性的平均算法以及模型整体上的参数化和结构化等。总体而言，中长期海岸动力地貌预测的约简技术一般遵循以下3个原则：① 选择代表性的输入条件；
② 简化地形变化对流场的扰动；
③ 增加地形演变时间步长。其中，第1个原则属于输入条件约简，后2个原则属于模型约简。在上述原则中，如何实现对台风和强人类活动引起的短期动力的约简是后续研究的重要问题之一。
已开展的工作对于理解台风等极端事件和工程措施等人类活动影响下的海岸带动力过程和响应机制具有重要贡献，加深了对海岸带动力过程和地貌特征的认识，可为未来工作的开展从理论分析和模拟方法等方面提供借鉴和参考。然而，由于全球气候变化和人类活动共同作用的海岸带多尺度动力过程和海岸地貌响应内在机制极其复杂，仍需要从大气、海浪、海洋和泥沙等多物理场角度，从海洋、陆架、海湾和海岸等多尺度角度，从动力条件、泥沙输移和地貌塑造等多过程角度，进一步探究高强度扰动下海岸带动力过程和响应机制。未来研究可以从以下4个方面进行探索：
(1) 基于新一代信息技术，完善海岸带多源数据融合方法，构建高分辨率数字化模型，建立动力-地貌数据库，利用归纳-演绎方法探讨海岸带地貌特征与演化规律。
(2) 进一步探明海岸带多尺度、多物理场动力过程，基于高分辨率地形资料，建立高精度大气-海浪-海洋-泥沙耦合模型，开展高强度扰动下水沙动力过程分析。
(3) 分析复杂动力条件下泥沙基本特征和输移运动规律，结合数值模拟方法，耦合三维海洋动力模型和泥沙输运模型，构建动力-沉积-地貌耦合计算模型，开展高强度扰动下水沙动力过程、岸滩响应及地貌调整-恢复机制研究，此外，海岸地貌形态的时空变化规律、多样性特征、生态环境效应被广泛关注。
(4) 基于数值模型和约简技术，发展以过程模拟为主的海岸地貌中长期模拟方法，开展海岸带地貌中长期演变趋势研究，实现对高强度扰动下海岸带地貌的年际和年代际演变趋势预测。
通过对上述方向研究工作的开展，有望在海岸带复杂动力过程和海岸地貌响应机制等重要科学问题中提出新认识，从而增进对海岸带动力过程和响应机制的理解，为解决“变化中的复杂海岸系统如何响应自然过程和人类活动的干预”(未来地球海岸计划，Future Earth Coasts)这一难点问题提供研究思路，并应用于近海工程建设、海岸和海洋工程防灾减灾、海岸带整治修复与综合治理，为大陆架泥沙来源和维护海疆权益提供重要科学依据，服务于“一带一路”倡议和“海洋强国”等重大国家战略部署与重要工程建设。
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