粤东大亚湾水沙环境及岸滩演变分析

根据现场实测水文泥沙及地形资料,对大亚湾海域的自然条件、水沙环境特征及岸滩演变特征进行分析,研究结果表明:大亚湾潮差较小,波浪和潮流动力弱,水体含沙量较低,泥沙来源有限,主要来自近岸附近滩面就地搬运的少量泥沙。湾内底质多为黏土质粉砂,呈现淤积质海岸的沉积特点。因此大亚湾海域水清沙少,自然状态下海床长期保持稳定。近期受港口航道建设、围填海等人类活动的影响,部分海床地形出现较大幅度的冲淤变化。湾内港池、航道疏浚开挖后航槽稳定,回淤强度较小。正确认识该海域的水动力条件、泥沙运移及海床冲淤变化,不仅是开展海岸工程开发建设的关键技术问题,也有利于近岸海洋环境保护及资源开发利用。

中国香港联合国教科文组织世界地质公园地质遗迹资源及综合利用价值评价

地质遗迹综合利用价值是地质公园开展地质遗迹资源保护、开发利用等工作的重要科学依据,但如何进行客观和定量的评价尚未很好解决。对香港世界地质公园的地质遗迹资源进行详细野外调查,根据《国家地质公园规划编制技术要求》划分地质遗迹资源类型,运用层次分析法对香港世界地质公园综合利用价值进行了定量评价。结果显示,香港世界地质公园典型地质遗迹共分为5个大类、11个类和14个亚类,从自然属性、价值属性、保护管理与开发利用条件等方面选取4个综合评价因子、15个具体评价指标,构建地质遗迹资源价值评价指标体系,并确定评价的指标权重;根据制定的评分标准,邀请专家对地质遗迹综合价值进行打分,运用地质遗迹综合利用价值评价计算模型,计算得出香港世界地质公园地质遗迹综合利用价值评价的得分为90.27,为一级旅游资源。研究成果为深入开展香港世界地质公园地质遗迹管理保护和开发利用等工作提供科学依据,也为其它地质公园的地质遗迹资源综合利用评价提供借鉴案例。

2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性时空演变

海岸带是自然、社会、经济相互作用频繁的地区,然而,过度开发胁迫海岸带生态环境退化。海岸带复合生态系统韧性研究有利于实现精准有效的生态保护。本文综合多源数据从复合生态系统基底状态、社会经济发展与资源环境禀赋的耦合协调关系、复合生态系统的可持续发展潜力、人类活动对环境的影响范围与强度方面构建评价体系,定量评估2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性,分析韧性时空演变特征与空间分异的影响因素。结果表明:(1)2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性呈波动下降趋势,韧性空间异质性显著,具有明显的海陆梯度地带性。(2)林地是维持区域复合生态系统韧性的主体。(3)反映人类活动分布与强度的因素对复合生态系统韧性的影响越来越大。研究为保护、恢复、促进海岸带复合生态系统可持续利用与管理提供了理论支持与实践参考。

Chenier的内涵分析和译名建议

名词术语规范化是推动科学技术创新、创建科技话语体系、争取国际科技话语权等工作的基础性工作。Chenier(及与之相关的Chenier Plain)是一种独特而重要的海岸沉积地貌类型,但是其译名并未统一。自1970年来以来,Chenier的中文译名先后出现了4大类、8种,以贝壳堤相对常见,这种情况不利于中文语境下术语的统一表达和高效传播。本文首先详细说明了Chenier的内涵,即位于高潮滩、沿岸、蚀余、粗颗粒天然堤。然后对上述译名进行分析和评述。虽然“贝壳堤”的使用相对最为广泛,但是Chenier既可能主要由贝壳物质组成,也可能以硅质砂砾为主,从而引发矛盾。基于内涵和术语的翻译定名特点,本文建议将Chenier翻译成潮滩堤,Chenier Plain即为潮滩堤平原。考虑到物质组成,潮滩堤(Chenier)可以分两种,一为砂质潮滩堤(SandyChenier),一为贝壳潮滩堤(ShellyChenier),后者可以简称为贝壳堤,以及对应的贝壳堤平原。

基于谷歌地球历史影像的大连市海岸线变化分析

为了研究大连市近40年海岸带环境变迁和演化规律,基于谷歌地球历史影像,采用GIS技术提取和分析了大连市1984-2018年海岸线变化信息.结果显示大连市海岸线增长经历了低-高-低3个阶段,时间节点为2004年和2014年.围(填)海增速与GDP增速曲线具有较强的相关性.从空间来看,大连市海岸线变化主要分布在湾区和河口地区,主要类型为填海造陆区和围海养殖区.其中填海造陆区主要集中在市辖区中南部沿岸和长兴岛开发区,围海养殖区则分散在北部和东部瓦房店、普兰店和庄河等地.

南沙珊瑚礁潟湖坡微地貌对沉积物粒度特征的影响

潟湖坡是礁坪沉积物向潟湖盆搬运的关键地貌带,对了解礁后沉积过程和环礁发育演化至关重要。然而,潟湖坡微地貌特征及其对沉积物粒度的影响还未明确。文章对南沙群岛主权礁与三角礁潟湖坡开展研究,采集表层沉积物并结合水深数据和水下微地貌开展粒度分析,结果表明:1)主权礁与三角礁潟湖表层沉积物以砂级颗粒为主,粉砂与细砾质量分数较少,其中主权礁沉积物中砂级颗粒质量分数为94.55%,细砾为4.18%,粉砂为0.61%;三角礁S1-S1′方位含砂93.96%,细砾4.04%,粉砂1.65%;S2-S2′方位含砂91.73%,细砾为6.84%,粉砂为1.17%。潟湖砂体的中值粒径与水深呈显著负相关,粒度分布曲线在深水区呈单峰式,在浅水区呈双峰式,整体偏态为负偏态。2)物源和水动力特征是影响南沙珊瑚礁潟湖坡砂体粒度分布的主要因素,主权礁潟湖坡点礁密布,周围颗粒粒径显著增大,削弱了水深与粒度的负相关性,表明潟湖点礁亦是重要物源;三角礁潟湖坡发育海草床,减弱了颗粒的动力再分选作用,形成粗粒和细粒混积的双峰形态。3)潟湖坡微地貌对颗粒粒度分布起关键作用。主权礁双峰式分布曲线的形成主要受潟湖点礁的影响,而海草根系的固沙作用减弱了颗粒的动力分选作用,形成三角礁双峰式分布曲线。

变化条件下长江口沉积地貌系统转型与应对

长江口是径流-潮汐共同影响的大型分汊河口三角洲复合系统,是推动长江经济带发展、长三角一体化发展等国家战略的核心承载区。为深入认识长江口沉积地貌系统演变规律,综合分析了长江口面临的变化条件、沉积环境、地貌演变、问题挑战及应对举措。研究表明,在全球气候变化条件下,长江口面临河流输沙量减少75%~90%、海平面持续上升、人类涉水工程数量增多等多重变化,长江口沉积地貌系统转化开始显现,河口河道窄深化,岸线日益固化,拦门沙地貌淤蚀转变,水下三角洲加速侵蚀,1950—2020年累计减少水域面积约1500 km^(2),由此引起的河道人工渠化趋势,可能导致河流来沙更加难以在河口系统内沉积,加剧减沙环境下的河口侵蚀和洪水灾害风险;河口系统整体呈现“自然淤涨—稳定调整—淤蚀转型—侵蚀萎缩”的演变趋势,长江口面临从泥沙沉积和自然缓慢淤涨过程,向侵蚀冲刷与人类驱动的适应调整转变。未来河口开发治理和保护需加强流域—河口—近海的自然-社会耦合机制研究,发展实时现场监测、中长期地貌数值模拟和数字孪生技术,兼顾生态保护和系统韧性与安全维护,增强河口系统应对洪水、侵蚀等灾害的抵御能力,保障长江口健康可持续发展。

海滩冲流带水沙运动综述

简述了冲流带水沙运动的基本特征,综述了入渗或出渗、段波紊动、泥沙平流、沉降或冲刷延后以及沿岸流、波浪-冲流相互作用和波群作用对冲流带水沙运动影响的最新研究进展;介绍了冲流带水沙运动物理实验的实现方式以及物理实验中冲流带泥沙运动观测技术的最新进展,论述了用于冲流带水沙运动研究的2类数学模型,并讨论了各自的优缺点。最后,探讨了现有研究成果和研究方法的局限性,并给出了未来的研究展望。

台风“杜苏芮”远端影响下黄河三角洲沉积特征变化

通过原位观测、无人机遥测、野外调查取样和室内测试分析等多种手段,探讨了2023年台风“杜苏芮”外围风圈对黄河三角洲沉积环境的影响。研究结果表明:①台风外围风圈引起黄河三角洲区域风场特征出现快速调整,河口动力增强,导致沉积物再悬浮;②受海洋动力变化影响,河口三角洲不同断面整体呈现出近海一侧高程降低、向陆一侧潮沟增加的特征,受沿海人为工程影响,垦东12附近台风后淤积明显,废弃清水沟河道断面靠海部分侵蚀,靠岸部分淤积;③除高程外,三角洲不同断面位置沉积物粒度发生显著变化,粒度变化受到潮沟侵蚀、河流输沙、河口侵蚀和废弃河道充填等不同因素的影响,呈现出空间差异性。研究结果揭示了未直接过境的台风依然可能通过外围风圈影响三角洲沉积演化过程,在未来三角洲沉积演化研究与防灾减灾应对过程中应予以重视。

黄河三角洲地面沉降研究进展与未来展望

黄河三角洲是我国成陆时间最短的大型河口三角洲,由于其发育背景特殊、地质环境系统不稳定以及人类活动影响,地面沉降较为显著,引发了诸多环境问题,对自然环境和社会经济发展产生了严重威胁。从监测技术和成因机理角度出发,系统综述了黄河三角洲地区的地面沉降现状:(1)黄河三角洲地面沉降受新生地层自然压实、人为建筑重力压实、河流陆源输入减少、地下水与卤水开采、石油天然气开采以及海洋动力作用相对增强等多重因素影响,需要更详细、更系统地研究,特别是定量分离人为与自然因素在地面沉降的贡献方面,需要与其他学科如地质、岩土、力学、数学等交叉进行综合定量分析;(2)黄河三角洲地面沉降的长时空尺度的持续监测与分析、历史周期分析与未来判断分析需加强,尤其要重视海陆相互作用对地面沉降的长期和短期影响的研究;(3)地面沉降勘查、监测和精度研究及沉降评估和环境影响监测研究,尤其是海岸带退蚀与地面沉降之间的耦合关系等问题仍待深入。在今后研究黄河三角洲地面沉降的过程中,应更加注重理论模型的深入探究和新技术方法的实践,机理研究应扩展至多种模型研究;预测灾害时,应扩展到与地面沉降问题较为紧密的地面开裂、断层以及地裂缝等研究上。此外,还应对地面沉降的社会经济影响和环境影响等方面做出更多探索和实际应用。全面系统深入地了解黄河三角洲地面沉降现象,可为有效地实施三角洲生态保护和资源开发提供理论依据,具有重要的科学意义和社会经济价值。

基于Google Earth Engine遥感大数据云平台的盐城盐沼植被精细分类研究

江苏省自1982年开始引种互花米草以来,滨海盐沼植被景观格局发生了巨大变化,芦苇和互花米草面积不断增长,挤占了碱蓬生态位,破坏了生态系统平衡。滨海盐沼湿地是三大蓝碳生态系统之一,具有高固碳和缓解温室效应的生态功能。利用遥感云平台手段监测滨海盐沼植被时空动态变化规律,可为滨海盐沼湿地生态系统保护以及修复提供科学支撑。本文选取植被类型丰富的江苏沿海地区为研究区,基于Google Earth Engine(GEE)平台,选取2000-2020年的Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8以及Sentinel-2影像,提出了一种湿地植被提取方法。首先,构建盐城盐沼湿地地表覆盖分类体系,选取样本点,计算特征指数,进行地物分类;然后,利用时间谐波分析法对盐沼植被归一化植被指数(NDVI)变化特征进行分析,确定三类盐沼植被的物候差异;最后,基于物候特征,利用随机森林(Random Forest,RF)分类法提取盐城滨海湿地盐沼植被地表覆盖信息。结果表明:(1)相较传统监测方法,本文所构建的滨海盐沼植被精细化提取方法能够对滨海盐沼植被进行有效细分和监测;(2)2000-2020年,芦苇和互花米草面积呈扩张趋势,碱蓬面积不断缩减;(3)盐城三种典型盐沼植被NDVI值呈现不同变化特征;(4)降水对盐沼植被生长的影响较为显著,气温对盐沼植被生长的直接影响较小。研究结果可为盐城盐沼湿地自然遗产保护以及湿地生态可持续发展提供科学支撑。

韩江三角洲1982-2020年海岸线时空演变与影响因素分析

本研究利用Landsat遥感影像数据,采用目视解译方法获取了韩江三角洲1982-2020年期间7个时期的海岸线分布,运用岸线类型结构、长度和端点变化速率(EPR)等指标分析韩江三角洲岸线的时空演变特征,在此基础上探讨了岸线演变的影响因素。结果表明:1982-2020年期间,韩江三角洲岸线长度共增加了51.90 km,岸线总长度的增加主要源于人工岸线和生物岸线的增长。韩江三角洲岸线总体上表现为向海推进,平均向海推进距离为164.55 m,端点变化速率平均值为4.35 m/a。向海推进岸段主要分布于榕江河口至莱芜岛和海门角一带,侵蚀后退岸段主要分布于莲阳河口至黄厝草溪河口一带。向海推进主要由围填海和滨海工业设施建设导致,蚀退的原因主要是风浪作用引起的沙坝向岸运移。韩江三角洲岸线主要受相对海平面变化、入海河流输沙变化、风暴潮活动、水动力作用和海岸带人类活动共同影响,主控因素是海岸带人类活动。

长江口南北支分流口江心洲动力地貌变化过程研究

地处径潮流汇合处的河口分流口江心洲在河口河势变迁中有着重要作用。本文利用1959-2022年长江北支入口段实测地形数据、长江入海水沙以及南北支分水分沙比等数据,对北支入口段新生江心洲动力地貌变化过程进行分析。研究结果表明:1959-2022年期间新生江心洲地貌演变经历了4个阶段:第一阶段(1959-1997年)北支主流位于崇头一侧,新生江心洲向海门港侧迁移;第二阶段(1997-2008年)崇头侧泥沙淤积,新生江心洲重新迁移至崇头侧;第三阶段(2008-2017年)新生江心洲形状与位置基本达到稳定状态,变化较小,但体积趋于增长态势;第四阶段(2017-2022年)新生江心洲经历冲刷且高程大幅降低,但形状位置没有明显改变。其中新生江心洲位置与形态的变化受白茆沙分流比以及北支主流变化影响较大,但沙洲的高程因洪水事件而出现强冲刷。

长江口北支上段岸滩侵蚀及保护实施效果分析

受上下游工程、来水来沙影响,长江口北支上段近期岸滩侵蚀后退严重。为揭示北支上段近期演变机理,控制河势变化和保护生态基底,收集2001年以来长江口北支全河道水下地形资料,并开展了2017-2020年工程区段水下地形精细实测,基于水动力数学模型研究了岸滩保护措施合理性,以分形理论评价了保护措施实施后效果。结果表明:(1)长江口北支进口江心洲发育,导致上段“S”形主轴弯曲度加大,加剧了暗沙、江心洲和岸滩动荡;(2)在冲刷最严重的岸滩采用丁坝群加护坎可有效阻止岸滩侵蚀后退;(3)多年水下地形实测和分形理论计算评价,岸滩趋于稳定,生态基底得以恢复。鉴于新江心沙洲发育和岸滩、深槽变化加剧了北支上段演变的复杂性,建议尽快成立综合协调部门,统筹提出满足水利、防洪、供水、航运、生态等多目标需求的综合整治方案。

人类活动对辽河口海岸线和海岸带景观演变影响

海岸线和海岸带景观对于维系河口海岸带生态系统稳定意义重大。利用遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,获取辽河口海岸线1985-2017年Landsat遥感影像数据,对海岸线长度变化、岸线属性变化以及海岸带景观类型演变特征进行分析。结果表明:(1)1985-2017年辽河口海岸线呈淤积的趋势,海岸线总体向海迁移,海岸线类型由天然岸线向人工岸线转变。海岸线长度减少5.09 km,海岸线蜿蜒形态无明显变化。人类活动是辽河口海岸线迁移和转变的主要因素。(2)辽河口潮滩的边缘密度整体下降;道路的斑块密度总体PD上升0.15,最低值为0.01(1985);自然景观斑块所占面积比例逐渐下降,农田的PLAND值逐渐升高;人为景观的面积加权平均斑块分维数指数逐渐变小表明人类活动对辽河口海岸带景观的干扰逐渐变强。(3)1985-2017年间,泥滩和河流面积减少,养殖、城镇、水库、油井、农田、道路等用地面积增长7975.42 hm^(2),增长占比为11.37%。1994年出的现农田和水库岸线,且均由自然岸线转化而来。

福建宁德地区第四纪年代地层时空特征及对海面变化的指示

【研究目的 】为厘定福建宁德地区晚第四纪地层框架,给予区域咸、淡水划分提供基础资料支撑,也为中国东部晚第四纪海侵研究提供可供对比的新资料。【研究方法 】通过对NDGK2孔的岩性、年代、微体古生物分析,区域钻孔对比,重建了其晚第四纪地层框架,进一步探讨了区域地层展布特征及演化过程。【研究结果 】NDGK2孔第四纪地层晚更新世以来的沉积,自下而上存在3层深灰色黏土,年龄分别为~90 ka、39~44 ka、<10 ka。【结论 】NDGK2孔第四纪地层发育于古风化壳之上,主要为中更新世末—晚更新世初以来的沉积。钻孔岩心中存在3层深灰色黏土层,很可能均为海侵时期沉积物,3层深灰色黏土层可能分别对应于MIS5、MIS3和MIS1期。深灰色黏土层发育空间差异性,MIS3较MIS5期海侵范围扩大,当时古地势已经接近现代地势,构造沉降明显,MIS3之后构造相对稳定,伴随着全新世最大海侵面的影响,形成了最广泛的一次海侵。

填海工程的海湾动力地貌效应——以芝罘湾为例

港口、人工养殖以及码头建设等填海活动会导致海岸地貌和海域动力环境发生改变,从而影响其海岸带韧性。本文以围填海活动剧烈的芝罘湾为例,基于1977-2022年遥感影像与水深数据,采用空间分析和水动力数值模拟等方法,综合分析了近45年来芝罘湾填海工程下海湾地貌演变与水动力变化情况,结果表明:围填海活动是芝罘湾地貌形态变化以及水动力条件改变的主要原因。①围填海工程导致海湾岸线整体呈现增加的趋势,岸线长度整体增加了10.67 km,岸线结构发生改变,自然岸线保有率持续降低。水深地形变化显著整体冲刷为主,近岸侵蚀严重,1995-2022年均蚀退率达5.4 cm/a。②围填海工程使海湾水动力条件发生改变,导致湾内流速普遍减弱,涨潮时不超过0.2 m/s,流向复杂多变,突堤附近尤为明显,海湾纳潮量呈现持续减小趋势,平均纳潮量整体减少了1.8928×10^(7)m^(3)。研究结果可为芝罘湾海洋生态环境保护与海域资源的合理开发提供科学的对策建议。

1996-2022年黄河三角洲行水河口岸线稳定性研究

黄河清八汊现行河口自改汊以来发生了巨大变化,监测其岸线变化,探讨其稳定程度对海岸带可持续发展以及海岸带韧性评估具有重要意义。本研究利用GPS、GIS、RS技术从1996-2022年黄河三角洲行水河口的220幅遥感影像中推断出年平均海岸线位置,同时根据行水河口摆动次数划分为5个阶段,并以此为基础对海岸线变迁及其稳定性进行定量分析。结果表明:行水河口岸线长期处于动态变化过程中,整体呈淤进状态,各岸段岸线时空变化特征不同,最大侵蚀(-73.89m/a)区出现在两丁坝之间,最大淤积(393.20m/a)区出现在河口区附近。研究区90%的岸线表现为较强淤积至严重淤积,稳定性指数由两丁坝之间(0.135)、2007年出汊前旧河口(0.068)、2007年出汊后新生河口(0.006)依次降低。入海水沙量、河口位置变迁以及沿岸输沙是影响岸线稳定性出现时空差异的主要原因。

基于多源数据的海岸线综合提取及时空演变研究

海岸线由于受陆海交互影响,其形态与功能的变化复杂。近些年,遥感技术和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的广泛应用为研究海岸线提供了重要基础。本文基于多源数据,以南沙湾周边区域为样本区,将人机交互目视解译法和聚焦剖面法运用于不同类别海岸线的提取,并重点分析南沙区8个时期海岸线的时空演变。结果表明:聚焦剖面法对于自然岸线的识别更具科学性,而基于无人机正射影像和快鸟卫星(QuickBird)影像,运用人机交互目视解译法能够更加贴合实际情况。对于分辨率较低的卫星影像,可结合两种方法提取人工岸线。从南沙区海岸线的数据分析显示,1990—1995年、2005—2012年海岸线长度变化最剧烈;2012年之前海岸线向海域快速拓展,围填海区域快速增加,后期逐渐降速至相对稳定。南沙区海岸线时空变迁与不同发展阶段人类活动干扰高度关联。在农业发展阶段,万顷沙的联围工程推动岸线向南拓展;在工业发展阶段,龙穴岛等区域的开发导致岸线进一步向海扩张;在新城营造阶段,生态修复岸线增长,局部岸线向内陆收缩,岸线利用趋于精细化。

生物膜对潮滩动力地貌演变影响的数值模拟研究

河口海岸潮滩湿地是一个复杂的生态系统,其地貌的形成和演变是水动力、泥沙输移和生物过程等多种因子相互作用的结果,特别是,探究潮滩生物过程并阐明其生物-物理效应是当前海洋科学领域研究的热点和难点。本文聚焦微生物生物膜,构建了耦合生物膜与水动力、沉积物输移、地貌演变的二维生物动力地貌模型,探究了生物膜在潮滩泥沙输移和地貌演变中发挥的作用。利用文献数据验证生物动力地貌模型,模型结果与文献数据吻合较好,表明所构建的模型可以较好地模拟出生物膜的增长规律及年际变化情况。结果表明,当水动力较弱时,在有生物膜作用的潮滩上,潮沟向陆侧延伸更充分,呈现出树杈状分布,潮间带区域的潮沟两侧分布有生物膜。通过对潮沟形态进行定量分析,发现生物膜的存在促进了潮沟数量增加,并向纵深方向发展,同时限制了其宽度的增加。相较于没有生物膜影响的潮滩,潮沟的平均深度增加,总面积减小,总长度增加,平均宽度减小,总体积增加。研究结果有助于加深对生物膜在潮滩地貌塑造中的作用机制认识,为海岸带保护与生态修复工程提供科学依据。