屏障岛如何运作

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屏障,有时被称为屏障唾液,在世界各地的海岸线上都有发现,但在北美东海岸最为明显,它们从新英格兰延伸到大西洋沿岸,墨西哥湾周围,向南延伸到墨西哥。

屏障岛是受欢迎的度假胜地,包括从新泽西州大西洋城到佛罗里达州迈阿密海滩的度假社区。许多人在屏障岛上拥有度假屋或公寓,并且正在开发更多的屏障岛用于旅游业。然而,屏障岛是脆弱的,不断变化的生态系统,对沿海地质和生态很重要。发展对这些生态系统构成了威胁,并且每年都增加了飓风和挪威人造成的财产损失的风险。

在本文中,我们将研究屏障岛脆弱的生态系统。我们将探索这些岛屿是如何形成的,它们上存在哪些栖息地和生命,它们如何变化,发展的后果以及每年吸引游客的娱乐活动。

屏障岛是与海岸线平行的狭长近海沙子或沉积物沉积物。一些屏障岛可以延伸100英里(160公里)或更长时间。这些岛屿与主要陆地由浅水区海湾泻湖隔开。屏障岛通常沿着海岸线发现,并通过狭窄的潮汐入口彼此隔开,例如北卡罗来纳州的外滩。

屏障岛的形成很复杂,尚不完全清楚。目前的理论是,屏障岛形成于大约18,000年前最后一个冰河时代结束时。随着冰川融化和消退,海平面开始上升,当时海滩山脊后面的地区被洪水淹没。上升的海水携带着这些海滩山脊的沉积物,并沿着新海岸线附近的浅水区沉积。波浪和洋流继续带来堆积的沉积物,形成了屏障岛。此外,河流冲刷了大陆的沉积物,这些沉积物定居在岛屿后面并帮助它们建立起来。

屏障岛有两个主要功能。首先,它们保护海岸线免受严重的风暴破坏。其次,它们拥有几个栖息地,是野生动物的避难所

让我们来看看典型的屏障岛的部分。

屏障岛区

典型的屏障岛的结构由以下区域组成,从海洋一侧到声音:

  • 海滩 - 由海浪作用沉积的沙子组成
  • 沙丘 - 由风携带和沉积的沙子形成。沙丘由植物(海燕麦,苦盘)自然稳定,并通过栅栏人工稳定。初级沙丘面向海洋,随后可能是内陆的二级和第三级沙丘。
  • 屏障平坦 - (也称为后沙丘、过度冲刷或泥滩)由沉积物形成,这些沉积物被风暴(如飓风)推过沙丘系统。草生长并稳定这些区域。
  • 盐沼 - 屏障岛声音一侧的低洼地区。盐沼一般分为高沼泽区和低沼泽区。高沼泽地区每月在春季潮汐时被淹没两次,而低沼泽地区在涨潮时每天被淹没两次。脐带草稳定了盐沼地区,盐沼地区是地球上生态生产力最高的地区之一(每英亩植被量)。事实上,岛屿和海岸的盐沼生态系统有助于净化大陆溪流和河流的径流

这些区域中的每一个都有不同的动植物生命,我们将在下一节中讨论。

屏障岛栖息地

尽管屏障岛很窄,但它们有几个不同的栖息地:

  • 海滩
  • 沙丘
  • 屏障平坦
  • 盐沼

每个栖息地都有不同的条件和野生动物。我们将根据每个栖息地检查其中的一些。

海滩栖息地

在海边是屏障岛的海滩栖息地。海滩很像沙漠,因为它缺乏淡水,但海滩的很大一部分几乎每天两次完全被盐水覆盖(整个海滩在暴风雨期间被沙丘底部覆盖)。这种环境中的动植物(潮间带,潮之间)必须忍受长时间暴露在盐水和干燥空气中。在海滩上,您唯一会看到的植物是一些被冲上岸的藻类。细菌生活在沙粒之间的空间中,海浪中的水渗透到沙粒之间。海滩上的动物包括穴居动物,如鼹鼠蟹和蛤蜊,在涨潮时过滤饲料,穴居蠕虫以沙子中的细菌为食,食腐蟹(幽灵蟹)和各种滨鸟(鹬,海鸥和鹈鹕)吃螃蟹,穴居动物和近海鱼类。

沙丘栖息地

沙丘从雨水和海浪中吸收水分,在严重风暴期间偶尔会被淹没。沙丘仍然是一个相对恶劣的环境,含盐量高,沙质土壤和淡水很少。海燕麦苦荸等植物为沙丘提供了稳定性。它们的根系将沙子固定在适当的位置,它们的芽减缓了风速,从而使沙子沉积。沿着沙丘,您会发现许多螃蟹,尤其是幽灵蟹。同样,您会发现以栖息在沙丘上的动物为食的鸟类(海鸥,燕鸥)。

在沙丘之后,一些岛屿可能有灌木和树木的海洋森林(沙活橡树,桃金娘橡树,斜杠松树和木兰)。这些森林中的动物包括各种蛇,负鼠,臭鼬,浣熊和狐狸。

屏障平坦栖息地

在其他岛屿上,屏障平原位于沙丘之后。主要植被包括草和锯齿草。这些地区在涨潮期间经常每天被洪水淹没。

泥浆和沉积物充满了厌氧细菌(沉积物中的氧气很少)。细菌分解沉积物和死亡植物和动物中丰富的有机物质。生活在湿泥中的动物从潮水中过滤细菌和浮游生物,或以泥浆中的细菌为食;这些动物包括蛤蜊、贻贝、蜗牛和蠕虫。各种鱼随着潮汐来来去去。提琴蟹以泥浆中的细菌为食。幽灵蟹和蓝蟹以细菌、小型无脊椎动物和小鱼为食。各种鸟类(海鸥,白鹭,鹈鹕)以鱼类,螃蟹和无脊椎动物为食。

盐沼栖息地

岛屿的声音侧通常以盐沼为主。您在屏障岛的声音一侧发现的盐沼与沿海大陆上的盐沼相似。与屏障平原一样,盐沼在涨潮时经常被海水淹没,您发现的动植物与屏障平原中的动物和植物相似。

大自然对屏障岛的影响

屏障岛在不断变化。它们受以下条件的影响:

  • 波浪 - 海浪不断沉积和清除岛屿海洋一侧的沉积物。
  • 洋流 - 由波浪以一定角度撞击岛屿引起的长岸洋流可以将沙子从岛屿的一端移动到另一端。例如,美国东海岸的近海洋流倾向于从屏障岛的北端清除沙子并将其沉积在南端。
  • 汐 - 潮汐将沉积物移动到盐沼中并最终填满它们。因此,屏障岛的声音面往往会随着海洋一侧的侵蚀而增加。
  • - 风将沉积物从海滩吹来,以帮助形成沙丘并进入沼泽,这有助于它们的堆积。
  • 海平面变化 - 海平面上升往往会将屏障岛推向大陆。
  • 风暴 - 飓风和其他风暴对屏障岛的影响最大,因为它会造成过度冲刷区域和侵蚀海滩以及屏障岛的其他部分。

风暴对屏障岛的影响取决于风暴的性质(风暴潮、海浪)和屏障岛登陆时的海拔高度。为了量化风暴破坏的影响,美国地质调查局(USGS)设计了一个“危险等级”,如下所示:

  • 影响1 - 波浪侵蚀仅限于海滩区域。侵蚀的沙子将在几周到几个月内得到补充,系统中不会发生重大变化。
  • 影响 2 - 海浪侵蚀沙丘并导致沙丘后退。这是对系统的半永久性或永久性更改。
  • 影响 3 - 波浪作用超过沙丘的高度,破坏沙丘并将沉积物从沙丘推向陆地(约 300 码/100 米),从而产生过度冲刷。系统的这种变化将屏障岛推向陆地。
  • 影响4 - 风暴潮完全覆盖屏障岛,摧毁沙丘系统并将沉积物推向陆地(约0.6英里/ 1公里)。 这是对屏障岛或其部分的永久性更改。

对抗屏障岛上的侵蚀

由于屏障岛是受欢迎的度假胜地,因此许多岛屿正在开发中。度假社区正在其上建造,包括高层酒店,公寓和高尔夫球场。为了容纳这些结构,沙丘被破坏,盐沼和屏障平原被填平。在某些情况下,人类试图对抗屏障岛上的自然侵蚀过程,结果好坏参半。让我们看两个例子。

哈特拉斯角灯塔

哈特拉斯角灯塔所在的北卡罗来纳州哈特拉斯岛等屏障岛在不断变化。近海洋流将沙子从岛的一端带走,并将其沉积在另一端,从而改变岛的形状。

哈特拉斯角灯塔自 1800 年代以来一直指导水手。由于周围的海滩被侵蚀,灯塔有掉入大西洋的危险。1989年,官员们决定将灯塔从它已经站立了100多年的地点搬到内陆约2900英尺(约.5英里/ .8公里)的新地点。多年的报告、研究和公开听证会将搬迁推迟到1999年。此举带来了许多技术挑战,这些挑战在哈特拉斯角灯塔搬迁文章和图像的各种新闻稿和文章中都有描述。

佛罗里达州阿普汉姆海滩

长岸洋流和波浪作用造成的沙子侵蚀可以极大地改变海滩。为了保护海滩,人类必须用从其他来源挖来的沙子来回收它,这一过程被称为海滩滋养。海滩营养是一项昂贵的工作,通常花费数百万美元。正如您在下面看到的,佛罗里达州厄普汉姆海滩的海滩营养并没有持续下去。一年之内,近海洋流侵蚀了补充的沙子。充其量,海滩营养是一种昂贵的临时努力,以阻止屏障岛不可避免的流沙。

在下一节中,我们将看看开发对屏障岛产生的一些戏剧性影响。

发展对屏障岛的影响

发展对屏障岛生态系统具有重要影响,而屏障岛生态系统本质上是动态系统。杜克大学的几位环保主义者和著名地质学家奥林·皮尔基(Orrin Pilkey)谈到了在屏障岛上建造建筑的危险。让我们看看两个因开发而发生巨大变化的屏障岛。

马里兰州大洋城

大洋城位于马里兰州东岸芬威克岛的南端,长期以来一直是一个受欢迎的海滩度假胜地。在 1920 年代,那里建造了几家大型酒店,到 1950 年代,发展蓬勃发展并持续了近 30 年。在1970年代,对该岛的生态问题提出了,并颁布了法律以停止疏浚渠道和填平湿地。

1933年,一场飓风打开了大洋城入口(入口将芬威克岛与南部的阿萨蒂格岛分开)。为了保持航道通航到大陆,美国陆军工程兵团建造了两个岩石码头。虽然码头稳定了入口,但它们改变了岸流正常的南北沙运输。结果是北码头后面堆积的沙子和南码头下面的沙子很快被侵蚀。加速的侵蚀使阿萨蒂格岛向内陆移动了近半英里(0.8公里)。在很短的时间内,人类干预永久性地改变了屏障岛的轮廓。

托普赛尔岛 (北卡罗来纳州)

托普赛尔岛是北卡罗来纳州海岸一个受欢迎的海滩度假胜地。这个屏障岛通过建造公寓和海滨别墅而广泛开发用于旅游业。1996年9月,飓风弗兰在北卡罗来纳州威尔明顿附近登陆。飓风眼周围的逆时针空气循环在Topsail岛上空引起了大浪作用和风暴潮。风暴侵蚀了该岛的大部分地区,造成了过度冲刷。岛上的几个地方被侵蚀,岛上唯一的高速公路遭到严重破坏。住宅被毁,财产损失达数亿美元。

尽管屏障岛开发是一项有风险的业务,但这些岛屿仍然是受欢迎的度假和休闲景点。由于屏障岛具有重要的功能(保护海岸免受风暴破坏,培育生态系统和保护野生动植物),因此需要在保护和进一步发展之间取得平衡。

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