海砂开采如何加速海岸侵蚀——每年60亿吨的海底疏浚正在侵蚀沙滩与海洋生态

砂是“仅次于水的资源”——悄然逼近的全球砂荒

在展开话题之前，先来确认一下规模。据UNEP报告《Sand and Sustainability》，全球砂石使用量为每年约500亿吨，比1970年的约96亿吨在半个世纪里增长了约5倍，成为人类仅次于淡水的第二大消耗资源。折算到每个人身上，相当于每天消耗约17公斤——差不多是体重四分之一的砂。

砂被用在哪里？

最大的用途是建筑。混凝土重量的六至七成是砂和砾石（骨料）：一栋中等规模的住宅约需200吨砂，医院等大型建筑需要数千吨，一公里高速公路则需要数万吨。玻璃的原料是硅砂，智能手机的半导体也由高纯度硅砂制成。填海造地同样是砂的消耗大户。只要城市化持续，砂的需求就会不断增长。事实上，UNEP预测到2060年建筑用砂需求还将最多增加45%。

为什么沙漠的砂不能用？

你也许会想：“撒哈拉沙漠里的砂不是取之不尽吗？”然而沙漠的砂几乎无法用于建筑。经过长年风力翻滚，沙漠砂粒被打磨得圆润光滑，颗粒之间无法咬合，掺进混凝土也无法产生强度。适合建筑的是由水流搬运、带棱角的砂粒——也就是河流、湖泊、海岸和海底的砂。看似砂资源丰富的中东产油国之所以还要进口砂，原因正在于此。

“过于廉价”酿成了危机

令砂危机日益严重的最大因素，讽刺的是它的廉价。砂单价低、重量大，运得越远运费越高。因此在需求地附近就地开采才符合经济逻辑，城市附近的河流、海岸和海底最先被挖掘。由于价格中不包含环境成本，“挖砂赚钱、护砂赔钱”的格局在世界各地固化下来。UNEP呼吁重新审视砂的定价与治理，正是为了改变这一格局。

日本的生活也不例外。据经济产业省统计，日本国内骨料（砂砾、碎石等）的年产销规模也达3亿吨左右。过去以河砂砾和海砂为主，但随着河流环境恶化、开采管制收紧，如今主力已转向以山地岩石加工而成的碎石和机制砂。换言之，日本是一个“在挖光天然砂之前转向替代品”的国家，而这一转型背后，正是下文将要讲述的濑户内海的教训。

• 全球砂石使用量约为每年500亿吨，是1970年（约96亿吨）的约5倍
• 混凝土、玻璃、半导体、填海造地——现代社会的根基几乎全部依赖砂
• 沙漠的砂颗粒太圆无法用于建筑，能用的只有河流、海岸和海底的“带棱角的砂”
• 到2060年建筑用砂需求预计还将最多增加45%（UNEP）

向大海取砂——每年60亿吨疏浚的实态

陆地的砂不够用了，人类便把手伸向大海——用大型泵抽取海底砂的“海砂开采（疏浚开采）”。其全貌长期不为人知，直到UNEP的分析中心GRID-Geneva于2023年9月发布平台“Marine Sand Watch”，才首次在全球尺度上使之可视化。该平台利用人工智能分析船舶位置信息（AIS），追踪疏浚船的动向。

Marine Sand Watch揭示的数字

结果令人震惊。据估算，全球海洋每年被疏浚40亿至80亿吨、平均约60亿吨的砂、淤泥、砾石等沉积物，相当于每天100多万辆自卸卡车的运量。而且开采量呈增加趋势，正逼近河流向海洋输送沉积物的自然补给量（估计为每年100亿至160亿吨）。在部分海域，开采量已经超过了自然补给量。

疏浚是如何进行的？

海砂开采的代表性船型是耙吸式挖泥船（拖曳式吸砂船）。它从船体向海底放下如同吸尘器软管般的吸砂管，边航行边将海底表层的砂连水一起吸入船舱。大型船一次可装载数万立方米；在沿岸浅海，也会使用停在原地向深处挖掘的绞吸式或抓斗式疏浚。UNEP特别关注的问题是：一些船只反复“刮削”海底航行，把表层沉积物连同其中的生物一并铲除的作业方式。

砂在哪里被开采？

被点名的疏浚热点包括北海（荷兰、比利时近海等）、东南亚以及美国东海岸。用途不仅是建筑骨料，还包括填海与人工岛建设、侵蚀对策的人工育滩（后述）、港口航道维护等。特别是在沿海城市快速扩张的亚洲，填海用砂的需求进一步刺激了开采。各国各地区管制严格程度差异巨大，开采容易向规则宽松的海域集中，形成“漏洞”结构，这也是需要国际监测的原因。

海砂开采的规模及其环境影响，长期以来被严重忽视。我们一直把砂当作取之不尽的资源，而沿岸生态系统和社区已经开始为此付出代价。

― UNEP发布“Marine Sand Watch”时声明的要旨

开采深度同样是问题。是在浅海只薄薄刮取表层，还是在同一地点向深处挖掘，对生态系统和周边砂的运动影响截然不同。深挖形成的坑洞会改变潮流、把周围的砂吸进来；坑底水体交换停滞，形成缺氧环境，生物可能再也无法回归。后文将要讲到的濑户内海采砂痕迹，正是这种深挖留下的伤疤。

为什么采砂会使海岸消瘦——沉积物收支的机制

沙滩并不是“恰好堆着砂的地方”。河流输入的砂、沿岸流搬运的砂、被波浪拖向外海的砂——砂在这里不断进出，沙滩是一个动态系统，只有当收入与支出（沉积物收支）保持平衡时，才能维持原有形态。就像家庭账本一样，收入减少或支出增加，存款（沙滩）就会不断缩水。

砂以“沿岸输沙”的方式沿海岸旅行

当波浪斜向拍打海岸时，砂会沿着水边呈锯齿状被搬运，沿海岸线一点点移动。这被称为“沿岸输沙”。一段连续的海岸，作为一个包含河流供给源、输沙通道和砂的最终归宿的系统（输沙单元）运作。只要在系统中任何一点抽走砂，影响就会波及下游侧的整段海岸。距离采砂点数公里之外的沙滩，可能在数年乃至数十年后才开始消瘦，原因正在于此。

海底的“坑”会让波浪更强

在沿岸海底采砂会产生双重影响。第一，周围的砂会流入挖出的深坑，沙滩的砂被抽向外海。第二，海底变深后，波浪不再破碎便直抵岸边，侵蚀海岸的波浪能量随之增大。平缓的浅海海底本是天然的消波装置。这与珊瑚礁削减97%波浪能量、保护海岸的原理相同。详见珊瑚礁如何充当天然防波堤的文章。

在河里采砂也会侵蚀海岸——“饥饿水流”

听起来出人意料，但在内陆河流采砂同样会侵蚀海岸，因为沙滩的砂大多本是河流从山里搬运下来的。从河床采走砂砾后，失去泥沙的河水变成“饥饿水流”，转而冲刷下游的河床和河岸来补充泥沙。结果河床下降，入海的砂减少，河口三角洲和沙滩随之消瘦。若再叠加水坝拦截泥沙，影响将更加严重。

1. 海底开采：砂被吸入挖掘坑，波浪能量增强，海岸遭到侵蚀
2. 河道开采：河流向海洋的输砂减少，送往河口与沙滩的“补给”中断
3. 与水坝、护岸叠加：泥沙通道被层层截断，侵蚀进一步加速

世界各地正在发生的事——湄公河三角洲与新加坡

沉积物收支的崩溃早已不是纸上谈兵。在世界各地的沿岸，过度采砂造成的损害正在成为现实。这里我们来看两个研究数据丰富的现场。

湄公河三角洲——正在下沉的大粮仓

越南南部的湄公河三角洲是约2000万人生活的世界著名稻米产区。在建筑热潮的背景下，2017年至2021年间平均每年约4800万立方米的砂从这里的河道中被采走。发表于《Scientific Reports》的研究报告指出，采砂造成的沉积物亏空累计已超过2.5亿立方米，导致河床大范围下切。河床下降使河岸失稳，房屋连同地基坍入河中的事故接连发生。越南政府部门已将数百公里河岸划为坍塌警戒区段，一项调查评估认为约181公里的河岸面临坍塌风险。加上上游水坝群拦截泥沙，整个三角洲正处于“砂饥饿”状态。

影响不止于河岸。三角洲海岸线上红树林后退、侵蚀加剧；旱季海水沿河上溯100多公里，咸潮入侵威胁农业用水。对于海平面上升与地面沉降叠加的湄公河三角洲而言，河流搬运的砂正是“垫高三角洲的材料”本身。研究者警告：采砂是在直接削减三角洲的寿命。依靠这片三角洲获得稻米和鱼类的数千万人的生计，就压在“砂收支”这个看似平淡的数字之上。

新加坡——建立在砂之上的国家

城市国家新加坡靠填海不断扩张国土。1965年独立时约580平方公里的国土，到2022年已扩大到约733平方公里，增长约25%。支撑这些填海工程的，是从马来西亚、印度尼西亚、柬埔寨等邻国进口的海量砂石。但在出口国一侧，采砂地的环境破坏日趋严重：印度尼西亚于2007年禁止海砂出口，马来西亚也在2019年停止出口。据报道，印度尼西亚已有20多个岛屿因采砂而消失。

“采砂黑帮”——非法开采的阴影

砂的供需趋紧，导致非法开采在世界各地蔓延。在印度和非洲多国，被称为“采砂黑帮”的团伙夜间有组织地从河流和海岸盗采砂石出售，甚至发生过执法警察和记者遭到袭击的事件。UNEP也将非法、无序开采列为治理上的重大课题，而Marine Sand Watch这类基于卫星与船舶数据的监测，被寄望成为让“看不见的开采”现形的武器。砂如今已和石油、稀有金属一样，成为可能引燃冲突与犯罪的资源。

日本的经验——濑户内海的海砂开采与消失的沙滩

事实上，日本是最早经历海砂开采影响并果断实施管制的国家之一。其最大的现场就是濑户内海。

濑户内海——支撑混凝土时代的海底之砂

高速经济增长期以来，濑户内海的大量海砂被作为混凝土骨料开采。据环境省资料，开采遍及沿岸各县，海底留下了被深深挖掘的采砂痕迹。受影响最显著的生物之一，是钻入砂中夏眠的小鱼玉筋鱼。玉筋鱼离开砂质海底便无法生存，海砂开采造成的栖息地丧失加速了资源的衰退。

事态严重，广岛县于1998年2月全面禁止海砂开采。其他沿岸各县也相继收紧管制，濑户内海东部的开采于2005年度结束。然而后续调查显示，被深挖的海底地形几乎没有恢复，玉筋鱼的栖息地也未回归。广岛县历时三年实施的海底调查同样得出结论：“海底的伤痕至今犹存”。一旦破坏了海底，即使停止开采也难以复原——这就是濑户内海的教训。

停采之后，海底也没有恢复

濑户内海的案例之所以具有世界性意义，在于留下了“停采之后”的长期数据。广岛县在禁采多年后进行的跟踪调查发现，深挖的海底坑洞几乎没有被回填，偏好砂质海底的生物恢复也很有限。像濑户内海这样的内海，来自外洋的砂补给稀少，失去的砂要靠自然补回需要极其漫长的时间。广岛大学的研究团队还指出，玉筋鱼的减少也与海水升温使夏眠期延长、被捕食风险升高有关——栖息地丧失与气候变化的双重压力，正在阻碍资源的恢复。

日本的沙滩减少了多少？

据国土交通省资料，日本全国曾有约1.9万公顷沙滩，但从1978年到1992年的约15年间，约2400公顷、即约13%因侵蚀而消失。按年平均计算，每年约有160公顷——相当于34个东京巨蛋的沙滩不断消失。原因是复合性的：水坝和河道采砂导致输沙减少、港湾与护岸建设改变沿岸流等，但根源正是本文所讲的“沉积物收支赤字”。

天龙川与远州滩——水坝与采砂的叠加影响

典型案例是静冈县的远州滩。天龙川自20世纪50年代起修建了众多水坝，河床采砂也在进行，结果输往海岸的泥沙锐减，下游的远州滩发生了严重的海岸侵蚀。目前，通过佐久间水坝的淤沙治理来恢复泥沙输移连续性的“天龙川水坝再编事业”正在推进，抑制海岸侵蚀也是其明确目标之一。沙滩不仅是我们游泳嬉水的场所，还具有抵御风暴潮和海啸、保护陆地的防灾功能。沙滩一旦消失，收集海岸漂着垃圾的场所也将不复存在。关于沙滩的另一重危机，请参阅海岸漂着垃圾的文章。

对海洋生态系统的影响——砂中是生命的摇篮

海底的砂绝不是没有生命的沉积物。沙蚕、双壳贝、甲壳类等无数底栖生物栖息其中，鲽鱼和玉筋鱼藏身其间，整个砂底作为鱼类的觅食场发挥功能，是生态系统的地基。而疏浚会把这个地基连同生物一起吸走。

底栖生物与产卵场的丧失

UNEP警告，浅海疏浚会将海底微生物乃至底栖动物全部铲除，其影响可能无法恢复。对依赖砂质海底的鱼类的打击，濑户内海的玉筋鱼就是明证。在物理性扰动海底这一点上，它与底拖网渔业存在相同的问题结构，详见底拖网如何破坏海底环境的文章。

浑浊使珊瑚与海草床衰弱

疏浚扬起的细泥会形成大范围的浑浊羽流（浊水带）。浑浊遮挡光合作用所需的光，使与珊瑚共生的虫黄藻，以及作为幼鱼摇篮的大叶藻场的海草日渐衰弱。沉降的泥若覆盖珊瑚虫，珊瑚便会窒息。浑浊的可怕之处在于，受害范围远超采砂地点本身。

海龟的产卵场也由砂构成

还有一些生物以沙滩本身为家，代表就是海龟。红海龟为了产卵登上太平洋沿岸的沙滩，可一旦侵蚀使沙滩变窄，龟卵可能被海浪卷走，适合产卵的干燥砂层也难以保证。考虑到幼龟的性别由砂温决定，沙滩的数量与质量是左右种群未来的条件。此外，沙滩和滩涂还是鹬类、鸻类等候鸟的休息地，也是沙蟹和文蛤的栖身之所。沙滩的消失不是“景观问题”，而是“栖息地的消亡”。

地下水咸化与海岸防护功能的丧失

UNEP进一步指出，沿岸砂的丧失会引发含水层咸化（咸水入侵），削弱抵御风暴潮和暴风的防护功能，威胁供水、粮食生产、渔业、旅游业等地区生计的根基。沙滩与沿岸沙洲，是看不见的“天然基础设施”。

• 疏浚直接铲除底栖生物群落，夺走依赖砂的鱼类的栖息地和产卵场
• 浑浊羽流遮挡阳光，使远处的珊瑚礁和海草床也趋于衰弱
• 沿岸砂的丧失会导致地下水咸化、风暴潮灾害扩大
• 影响最终以渔业、旅游、防灾的形式反弹到人类社会

保护砂资源的对策——从UNEP的建议到育滩与替代材料

那么，我们该如何应对砂危机？UNEP在报告中向各国政府提出了10项建议。其支柱是：把砂正式定位为“战略资源”、提高开采透明度，以及禁止从现存沙滩直接采砂。因为海岸线的砂是抵御侵蚀的最前线，是最不应该被开采的地方。

减少使用——替代材料与循环利用

需求端的对策也在推进。以岩石破碎制成的机制砂，在日本已被广泛用作天然砂的替代品。把拆除的混凝土加工成再生骨料的建筑循环利用、把矿山选矿尾料转用于建材的“矿砂（ore-sand）”研究、减少混凝土依赖的高层木结构建筑——削减砂消耗本身的技术开发正在全球加速。

把砂还回去——人工育滩与沙砾旁通

在侵蚀严重的海岸，人们实施从外部补砂的“人工育滩”。更进一步的机制是“沙砾旁通系统”：把在防波堤等构造物处被拦截淤积的砂，用泵输送到下游侧正在侵蚀的海岸，以人工方式重新接通砂的流动。在静冈县的福田渔港与浅羽海岸，日本首个喷射泵式永久性沙砾旁通系统于2014年建成。天龙川佐久间水坝正在推进的淤沙下泄，也是在流域尺度上恢复泥沙连续性的尝试。

育滩也需要“好砂”——对策的两难

这里必须提到一个两难：育滩所用的砂，同样得从某处采来。若投放的砂在粒径和颜色上与原有沙滩不符，会影响生物并再次流失，因此育滩需要与原滩性质相近的砂。在世界范围内，育滩用砂大多疏浚自近海海底——“为保护沙滩而进行的开采”，可能反过来破坏别处的收支平衡。正因如此，像沙砾旁通、砂循环利用这样把淤积在港口和河口的砂送回去、让砂在输沙单元内循环的方法，才被认为是最可持续的选择。

以规则守护——管制与监测

在供给端，除了像濑户内海那样禁采、强化许可制之外，Marine Sand Watch这类基于卫星与AIS数据的监测，也被期待成为遏制非法开采的力量。即便要开采，也应选择对生态影响较小的地点、深度和时期，并把开采量控制在沉积物收支允许的范围内，向“基于科学的管理”转型。UNEP还呼吁建立国际统一的开采标准和信息公开框架——砂既然跨境交易，仅靠一国管制必然留有漏洞，这一认识正在扩散。

结语——把沙滩留给未来

我们还知道，气候变化将进一步加大沙滩承受的压力。发表于《Nature Climate Change》的研究预测：在不采取对策的最坏情景下，海平面上升与侵蚀可能使全球约一半（37%至51%）的沙滩在2100年前消失。研究同时表明，若控制温室气体排放，损失可减少约四成。止住过度采砂这一“脚下的赤字”，是在气候变化时代留住沙滩的前提条件。

砂的问题是“看不见的资源”的问题

砂太常见、太廉价，以致从未像水和石油那样被当作“有限的资源”对待。但正如UNEP的警告所示，这种常识已不再成立。所幸，应对之策已初见轮廓：濑户内海的管制、沙砾旁通技术、Marine Sand Watch的监测网络。我们需要的是转变观念——把砂作为资源认真核算，在沉积物收支允许的范围内使用。

沙滩是“借来的”——还给下一代

沙滩上的每一粒砂，都是山中的岩石历经数百年乃至数万年破碎、顺流而下抵达大海的产物，不是我们可以在几十年间挥霍殆尽的东西。至今仍残留在濑户内海海底的采砂痕迹，无声地诉说着“大海仍在为人类的便利买单”。下次去海边游泳或净滩时，请稍微想象一下：脚下的砂从何而来，又将去往何方。拥有这种视角的人越多，就越接近把沙滩留给未来的第一步。