青岛海洋地质研究所海岸带地质工作进展与展望

海岸带是地球多圈层交互带内地质作用最活跃、人类活动最密集的地带,是开展综合地质调查与研究、推动经济社会高质量发展的关键区域。青岛海洋地质研究所的海岸带地质工作自建所以来,一直按照支撑国家需求和服务经济社会发展为导向,主要经历了萌芽发展、快速发展、蓬勃发展3个阶段。作为中国地质调查局海岸带工作的主要牵头单位之一,组织实施了一系列海岸带地质调查工作,特别是在辽东湾、渤海湾西岸、黄河三角洲、莱州湾、山东半岛、江苏沿岸、长江三角洲、闽浙沿岸等海岸带地区开展了重大比例尺的调查,大幅提高了我国海岸带调查程度,提升了海岸带基础地质认知水平,充分发挥了地质工作基础性、公益性、战略性的作用,为国家重大战略实施和经济社会高质量发展提供了有力支撑。新时代条件下,我们应大力加强海岸带地质科技创新能力,全面提高海岸带基础地质调查程度,加快建设海岸带地质综合监测体系,快速提升海岸带工作公益服务水平,推动海岸带地质工作高质量发展。

中国近海浅层气调查研究进展

随着海洋开发利用不断深入和全球气候变化持续加剧,近海沉积物中的浅层气(主要成分是甲烷)导致的灾害问题和可能产生的气候影响受到了进一步的关注,但目前为止对浅层气仍然缺乏系统的认识。在此对浅层气相关的主要认识进行了全面梳理,包括形成机理、存在形式、调查技术方法、分布特征、控制因素、主要危害等,以期为后续相关调查、理论研究和减灾防灾技术研发提供支撑。沿海三角洲平原第四纪下切河谷中充填的砂体和近海全新世细颗粒沉积物中普遍存在浅层气,以气包、分散气泡或溶解气的形式存在,近海大部分地区的浅层气主要来源于生物成因。含气沉积物的声学特性(声速、声衰减等)、孔隙水化学组成(如SO_(4)^(2-)、溶解气含量)会发生明显改变,这是支撑地球物理和地球化学探测技术应用的理论基础。浅层气的存在会改变土体力学特性,对工程建设造成较大危害;同时沉积物中的甲烷也会逸出到大气中,加剧全球变暖。基于对现有成果的总结,建议进一步加强海底浅层气形成机理、运移特性及其与气候变化的互馈机制方面的理论研究。

1987-2020年三门湾海岸带LUCC与近岸生态环境变化

分析LUCC(土地利用/覆被变化)对提高土地开发利用效率和推动生态环境保护工作具有重要意义。选取三门湾海岸带为研究区,以1987—2020年6期Landsat影像为数据源,采用GIS和RS技术,利用定量分析法、土地转移矩阵模型对三门湾海岸带土地利用时空格局进行分析。结果表明:①建设用地、耕地和水产养殖用地是三门湾海岸带主导土地利用类型,人类活动和城镇化导致建设用地和水产养殖面积增加,土地利用转移主要表现为耕地向建设用地、滩涂向水产养殖用地转移的趋势。②在土地利用结构性质转变影响下,近30年来三门湾近岸水体营养盐含量呈现先增高后降低的趋势;近20年来近岸综合潜在生态指数由16.47升至21.18;人类活动对三门湾海岸带近岸生态环境造成威胁。

中国海岸带地质资源与环境评价研究

海岸带是中国社会经济发展的前沿地带,人口密度最大、城镇化程度最高,在中国海洋强国战略中发挥重要的支撑作用,同时也是中国资源环境压力最大的区域。本文在全面分析近20年来中国海岸带地质资源环境调查成果的基础上,系统梳理了海岸带地区地质资源环境优势和存在的地质环境问题。中国海岸带地质资源环境优势突出,为绿色发展提供了良好条件,重要地质资源环境优势包括:1.2×10~4km^2滩涂后备土地资源可适度开发,以缓解海岸带建设用地紧张局面;2.8×10~4km^2绿色富硒土地和4.1×10~5km^2绿色渔场,适宜发展绿色特色农业和建设海洋牧场;浅层地温能和地热水年可开采量折合标准煤4.2×10~8t,对改善能源结构、减少大气污染有重要作用;5.8×10~4km^2滨海湿地和134处国家级和世界级地质遗迹资源,为海岸带生态文明建设提供了条件;90%的陆域适宜城镇和重大工程规划建设,地下空间开发条件较好,为海岸带地质安全提供了保障。存在的主要环境问题包括:海岸带局部存在活动断裂、地面沉降、地面塌陷、海岸侵蚀淤积、风暴潮等重大地质问题,对部分城市与重要基础设施形成威胁,局部地区水、土污染及海水入侵严重,需要高度重视。建议加大海岸带多学科综合地质调查,构建多要素、多圈层、多维度地质模型,查明自然灾害发生的规律和原因,减轻对人民生命财产造成的损失。

海滩均衡剖面的概念及相关问题的讨论——以日照实测海滩剖面为例

海滩均衡剖面是海洋动力和海滩泥沙充分作用下的一个具有统计意义上的相对均衡的海滩形态。绝对意义上的、理想的均衡海滩剖面在自然界是难以找到的 ,而统计意义上的海滩均衡特征可以满足海岸变化和海滩过程研究需要。海滩均衡剖面的形态主要受控于国海滩泥沙的粒度特征 ,该剖面的形态指数是海滩泥沙沉降速率的函数 ,海滩粒度越粗 ,海滩坡度越陡。本文研究的日照海滩存在统计意义上的均衡剖面。由于海滩沉积物粒度具有明显的分带特征 ,海滩剖面不是一个理想的均一平面 ,而是由与海滩泥沙粒度相适应的两个均衡剖面组成。这两段海滩的表层粒径分别为 4.8Φ和 7.5Φ ,观测剖面的海滩形态指数分别为 0 .0 75和 0 .0 1 5,理论海滩形态指数分别为 0 .0 77和 0 .0 2 ,理论值和观测值有很好的一致性。

北戴河海滩泥沙捕获实验及其初步结果分析

介绍了利用泥沙捕获器观测破波带泥沙垂直分布结构的现场实验方法和基本程序 ,以及利用实验结果计算泥沙通量的方法。研究表明 ,近岸带泥沙运移通量及其在垂向上的分布受破波带相对位置和海滩地形变化的影响。在破波点附近 ,波浪的搅动和流场作用强 ,泥沙运移通量增大 ,泥沙在波浪的作用下可以大量进入垂直水体以悬移和跃移的方式运移。在本实验中 ,破波点附近的泥沙在距海底 1 0 0 cm的垂直水体中运移 ,通量垂向向上逐渐减小。远离破波点 ,泥沙运移通量和进入垂直水体的高度明显下降。在地形变化复杂的有坝海滩 ,沙坝顶部的泥沙运移通量最大 ,泥沙进入垂直水体运移的机率增加 ,而在沙坝间的沟槽内 ,波浪和海流作用减弱 ,泥沙通量和垂向进入水体运移的比例下降。

胶州湾的环境演变及可持续利用

分析了近 50 a来胶州湾水域形态和水质污染的演变情况及其原因 ;

沙子口湾海岸侵蚀原因及防治对策研究

通过实测水文资料、岸滩冲淤变化规律和泥沙动态研究沙子口湾近３０ａ来的变化，分析湾顶海滩侵蚀的原因，对现有的海岸工程进行调查，研究海岸防护对策，分析海岸防护工程的可行性。

旌式泥沙捕获器的研制和施测

介绍了旌式泥沙捕获器的研制 ,以及该仪器在破波带泥沙垂直分布、破波带泥沙搬运机制和海岸带泥沙输运速率和通量研究中的应用 ;

东海陆架冰后期潮流沙脊地貌与内部结构特征

东海陆架以宽平的地形、充分的陆源沉积物供应、快速沉降和强动力场为特征,中外陆架发育大规模潮流沙脊地貌。潮流沙脊走向大致为NW-SE向分布,与区域潮流主方向一致或成较小交角。东海陆架冰后期潮流沙脊以不对称横剖面为特征,陡坡倾向SW。沙脊内部发育典型的高角度前积斜层理,倾向与沙脊横剖面陡坡方向一致。这些斜层理可以划分为高达4组不同特征的组合,分别代表潮流沙脊发育的不同阶段,对应于冰后期海平面上升的不同时期。东海陆架潮流沙脊主体形成于冰后期海侵阶段,目前仍然受到陆架潮流场的影响,沙脊顶部为再沉积活动层。

印萍作品欣赏

艺术——我寻找的那束暖阳十月底的天,秋意渐浓,坐在工作室宽大的展厅,透过狭长的玻璃窗望去,挂在树梢的柿子涨红了脸慢慢向下低垂着头,不在光鲜的花草,枯黄的叶蔓,好像都在向我述说着身世,生性善感的我不免触景生情,生发丝丝感伤。我做公共雕塑十几年,其中主要以铜浮雕创作为主,从1998年至今,应该说每一件公共雕塑作品的完成是渗透了我对艺术的认知、素养和责任的体现。

口表层沉积物中重金属和多环芳烃的分布、来源及风险评估

为了弄清近年滦河输送与河口环境之间的相关性,对采自滦河口的33个表层沉积物样品的粒度、有机碳、重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As、Hg）和多环芳烃（PAHs;16种US EPA优先控制单体）含量进行了检测分析.Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As、Hg的平均含量分别为18.76,30.98,44.63,41.14,15.60,0.09,7.21和0.02μg/g.重金属含量高值区分布在河口和南部细颗粒中心区域,其分布受沉积环境控制;元素之间相关性较高,河流输送对该区域中重金属含量和分布影响较大;该区域中重金属64.2%源于人为污染释放,35.8%属于自然背景;整体污染程度较低,在河口存在低生态风险.PAHs总浓度为7.5～74.3ng/g,平均为37.4ng/g,PAHs与重金属具有完全不同的分布特征,河流输送影响较小,单体组成以4环单体为主;该区域中沉积物中的PAHs有40.3%源于石油泄漏及船舶航行等,46.7%源于煤炭、天然气及木柴燃烧,12.0%源于交通尾气排放;北部区域锚地船舶航行及石油制品泄漏对北部区域PAHs生态风险贡献较大.

海南东方岸外海底沙波活动性研究

对海南东方岸外 2 0～ 50 m水深海底沙波形成的动力环境、形态特征、剖面结构及其分布特征进行了描述和分析。根据环境参数 ,对其活动性进行了计算 ,并将计算结果与发育环境相类似的 Surtainville沙波进行了类比。认为研究区沙波主要系在潮流作用下形成。研究区沙波迁移速率为每年数米。东区 (水深 2 0～ 40 m)是沙波发育的主体 ,受落潮流作用 ,沙波自北向南迁移 ;西区 (水深 36～ 52 m)沙波受涨潮流控制自南向北迁移 ;中区为过渡区 。

青岛近岸海域表层沉积物重矿物分布及物源

对青岛近岸海域127个表层沉积物样品和周边入海河流22个表层沉积物样品重矿物分析,系统地研究了重矿物分布特征和物质来源。结果表明,研究区矿物组合为普通角闪石—绿帘石—黑云母—褐铁矿—自生黄铁矿,可划分为3个矿物分区。田横岛—千里岩岛矿物区(Ⅰ区)矿物组合为普通角闪石—绿帘石—褐铁矿—黑云母—阳起石,物源主要来自五龙河等沿岸河流,黄河物质也有贡献;崂山头东部矿物区(Ⅱ区)矿物组合为普通角闪石—绿帘石—褐铁矿—石榴子石,物源以残留沉积和沿岸侵蚀物为主;海阳—乳山近岸矿物区(Ⅲ区)矿物组合为普通角闪石—自生黄铁矿—黑云母—水黑云母—绿帘石—褐铁矿,沉积物受黄河影响显著,沿岸河流和岛屿侵蚀物也有影响。

近20年来长江三角洲海岸带典型区土地利用变化与生态环境效应研究

【研究目的】近20年来,长江三角洲海岸带地区土地类型结构发生显著转化,海岸带开发与保护的矛盾凸显。本文旨在开展长江三角洲海岸带典型区土地利用变化与生态环境效应研究,为海岸带地区的土地资源可持续利用、海岸带环境保护提供科学依据。【研究方法】利用美国Landsat卫星系列遥感影像和中国资源卫星系列遥感影像,采用自动监督分类并结合目视解译,获取了研究区1995—2015年共5期土地利用分类数据,分析土地利用变化特征和趋势,探讨长江三角洲海岸带典型区城镇发展、围填海时空变化及生态环境效应。【研究结果】长江三角洲海岸带典型区(南通、上海、嘉兴、宁波和舟山)1995年至2015年,土地利用变化明显,耕地大幅度减少,比例从1995年的68.8%降为2015年的55.7%;城镇建设用地迅速扩张,年平均增加192.8 km^(2)。【结论】在快速城市化过程中,人口、单位面积能源消耗等快速增加,环境问题凸显,大量的耕地转为建设用地,围填海使滨海湿地面积快速减小和消失,导致CO_(2)和污染物释放与吸收严重失衡,海洋环境受流域和沿海城镇化建设的影响明显,长江口及邻近海域近20年来赤潮频发,研究区陆域和海洋环境压力增加。

广西北海潮间带沉积物中重金属的污染状况及其潜在生态危害

利用广西北海段潮间带表层沉积物样品的实验数据,对其沉积物中重金属(Hg,Cd,Pb,Zn,Cu,As)含量的空间分布特征进行了初步分析;并采用海洋沉积物重金属质量国家一类标准和Hakanson沉积物重金属潜在生态危害系数(Eir)与危害指数(RI)方法评价了该海域重金属污染程度和潜在生态危害。结果表明:北海段重金属的平均质量分数(mg/kg)为:Zn(69.81)>Pb(16.58)>Cu(12.76)>As(9.08)>Cd(0.22)>Hg(0.07);其中,廉州湾和英罗湾的重金属质量分数相对较高,而铁山湾和银滩段的相对较低。此外,绝大多数观测站点的沉积物尚保持清洁状态,且其潜在生态危害较轻,多属轻微生态危害。

鲁南沙质海岸的侵蚀量及其影响因素

近数十年来 ,鲁南海岸持续侵蚀 ,与 2 0世纪 6 0年代相比 ,该段岸线平均蚀退率 1m /a左右 ,海滩沙侵蚀量约 2 0 .79× 10 4m3/a。其中 ,近 2 8年陆源输沙平均减少 6 .47× 10 4m3/a,人为前滨采沙 8.9× 10 4m3/a,海平面上升引起海滩侵蚀量约为 1.6 7× 10 4m3/a,该三因素影响力度之比为 4∶ 5∶

日照近海表层沉积物粒度特征与沉积环境

对日照近海50个表层沉积物样品进行粒度计算、多元统计分析和沉积环境动力分区,结果表明研究区沉积物类型复杂,从泥质砂质砾到泥均有分布,共11种类型。沉积物粒度组成以砂和粉砂为主,砂含量占绝对优势,多以细砂形式存在。日照港和岚山港附近的沉积物粒径细,分选较差,负偏,峰态平坦,其它区域总体上粒径粗,分选差,正偏,峰态尖锐。研究区分为3个不同的沉积环境区。1区分布在傅疃河口近岸,为河口强动力沉积区;2区分布在东部15~20m水深区域,为潮流沉积和残留沉积混合作用区;3区分布在日照港和岚山港附近海域,为潮下低能沉积区。

山东半岛典型海岸带多环芳烃分布特征、来源解析及风险评价

山东半岛海岸带面临着各类复杂的环境问题,尤其是受到了多环芳烃（PAHs）等持久性有机物的污染,本文研究了整个山东半岛典型海岸带62个站点表层沉积物中PAHs的含量及其分布特征,并对其来源和潜在风险进行解析与评价。研究表明,该地区表层沉积物中16种PAHs总含量为0.06-3191.40 ng/g（平均值262.08 ng/g）,与国内外海岸带相比,山东半岛海岸带表层沉积物中PAHs整体污染状况处于较低水平,但个别站点的PAHs含量偏高。运用特征比值法、相关性分析及主成分分析法解析研究区PAHs主要来源为木柴、煤炭、油类的燃烧以及油类泄露的联合作用。采用效应区间低值法（ERL）和中值法（ERM）对PAHs进行生态风险评价,结果表明莱州湾周边所有站点及威海、青岛周边个别站点苊、芴浓度位于ERL值与ERM值之间,但多数站点对生态环境潜在负面效应很小。山东半岛典型海岸带中PAHs对生物的毒副作用尚在安全可控范围内,极少对生态环境产生负面效应。

冰后期以来长江水下三角洲层序地层特征及沉积环境演化

长江水下三角洲层序地层学研究有助于全面了解长江三角洲地层特征和沉积环境演化模式。通过对长江水下三角洲下切河谷区YD0901和YD0903孔岩心的详细沉积物粒度、特征元素比值(Cl/Ti和Zr/Rb)、沉积相对比分析,恢复了冰后期以来长江水下三角洲层序地层格架。研究区冰后期以来自下而上依次出现河流相、潮汐河流相、河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积相序。末次冰期海平面下降,古长江形成下切河谷,古河间地发育硬黏土层,构成五级Ⅰ型层序界面。之后海平面回升,分别于15 cal ka BP和8.0 cal ka BP形成最大海退和最大海侵界面,水下三角洲区域最大海侵发生时间略滞后于平原区,约为7.5 cal ka BP。据此3个层序界面将冰后期地层划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。钻孔岩心记录揭示了14.8 cal ka BP海侵到达研究区;14.8~13 cal ka BP期间,受MWP-1A冰融水事件影响海平面快速上升,海岸线向陆推进速率可达71.9km/ka;海退期间各钻孔沉积速率较低,直至2 cal ka BP开始,沉积速率明显增加。