海水入侵是全球海岸带含水层淡水资源面临的主要威胁。仅在中国，此类含水层即为近4亿人口提供关键地下水水源。现代海水入侵常被归因于人类活动与气候变化，而古海水的作用尚未得到充分量化。研究人员通过开展中国大陆尺度的海水入侵调查，揭示古海水而非现代海水主导大型沉积盆地的盐度分布格局。通过对2100余份水样的分析，发现入侵现象与构造沉降区呈强相关性，古海水影响范围占观测咸化区的66%。在北部海岸平原，封存于承压含水层中的古海水盐度超过144.6克每升，而现代海水入侵（占比34%）则发生于沉积物较薄的丘陵区域。同位素特征（δ18O）示踪结果表明，古海水入侵可追溯至第四纪海平面变化。上述发现提升了海水入侵源识别能力，并为全球盐度管理提供科学依据。
该研究针对中国海岸带含水层咸化机制不明、缺乏大陆尺度系统性认知的现状展开。长期以来，学界主要关注由过度开采与海平面上升驱动的现代海水入侵，却忽视了地质历史时期封存于地层中的古海水对当代地下水盐度的贡献。由于中国约4亿人口依赖地下水生存，且北部平原工业化与农业集约化程度高，厘清咸化来源对保障供水安全至关重要。研究人员指出，现有研究多为局部案例，难以支撑区域性治理策略的制定，因此亟需从构造控制与古气候演化视角，区分现代与古代盐分的贡献比例。
为解析上述问题，研究人员依托自然资源部海水入侵与土壤盐渍化观测研究站，于2019年至2020年间实施了覆盖中国全海岸带的野外调查。研究共采集2100余组地下水样品，涵盖浅层含水层（埋深6米至81米）。其中，500余份样品进行了氢氧同位素（δ18O）与氯离子（Cl−）测试。关键技术方法包括：基于2100余个监测井构建的水化学数据集，利用δ18O与Cl−混合曲线计算偏差比（deviation ratio）以区分入侵类型，并结合水文地质剖面与构造分区进行空间耦合分析。
研究结果部分首先揭示了构造对海水入侵格局的控制作用。研究人员将中国海岸带划分为沉降区与隆起区。沉降区对应辽东湾、渤海湾、莱州湾及苏北沿海平原，发育厚层第四纪沉积（200米至800米），构成多层含水层-弱透水层系统，古海水主要赋存于此；隆起区对应辽东半岛、山东半岛及华南山地，沉积物较薄（10米至30米），以现代海水入侵为主。气象因素（如海平面上升、风暴潮）与人类超采是加剧入侵的重要驱动力。
在氯离子（Cl−）浓度与水头动态分析中，研究人员依据国家标准将地下水盐度分为缺失（Cl−≤ 250毫克每升）、轻度（1000 ≥ Cl−> 250毫克每升）与重度（Cl−≥ 1000毫克每升）。数据显示，62.31%的样品属于中高盐度，且空间分布受地貌控制。海岸平原区形成了大规模地下水降落漏斗，导致古海水向内陆推进最远达135.6公里；丘陵区入侵距离通常为10公里至20公里；华南山区因地形陡峭、降雨充沛，仅见沿河流发生的现代海水倒灌。
关于古海水的贡献量化，研究人员利用δ18O同位素特征成功区分了两种入侵源。现代海水入侵区样品的δ18O与Cl−关系落在海水混合线上；而古海水入侵区样品盐度远超现代海水（最高达96267.92毫克每升），且δ18O值显著偏低（卤水δ18O为−4.39‰，海水为−0.50‰），偏差比远大于1.5。结合溴氯比（Br/Cl）分析，最终确定古海水入侵面积约23100平方公里，占总咸化面积的66%，现代海水入侵占34%。华北地区（辽、冀、津、鲁、苏北）集中了全国86.2%的咸化面积。
在讨论与结论部分，研究人员强调古海水是中国海岸带咸化的主导因子，其封存与第四纪海侵及蒸发成岩作用有关。这一发现重塑了地下水管理优先级：现代海水入侵可通过修建地下帷幕（subsurface dam）或限采缓解，而古海水入侵需实施流域尺度的水位恢复与深层井管控。研究人员指出，该诊断框架（基于Cl−阈值与δ18O偏差）具有全球普适性，可应用于恒河-布拉马普特拉河、尼罗河及湄公河等同样面临古海水威胁的大型三角洲地区。研究建议未来应关注气候变化与人类活动双重胁迫下的长期演化效应，并推广同位素与水化学联合示踪方法，为全球海岸带水资源管理提供科学支撑。
