南汇东滩邻近海域春夏季大型底栖动物群落结构分析

为了评估长江大保护管理措施下,邻近海域生态系统的恢复状况,本研究利用2021年4月和2022年6月在南汇东滩潮下带2个航次的大型底栖动物调查数据,运用生物多样性和非度量多维尺度排序等方法分析了南汇东滩邻近海域大型底栖动物的群落结构特征,并结合历史研究结果进行了对比分析。结果显示:1)2个航次共采集到大型底栖动物44种,其中夏季(31种)>春季(28种),春季大型底栖动物的优势种为安氏长臂虾和葛氏长臂虾,夏季为安氏长臂虾;2)春、夏季物种多样性指数(H′)平均值分别为1.06和1.25,丰富度指数(d)平均值分别为0.94和1.50,均匀度指数(J′)平均值分别为0.56和0.44;3)NMDS和SIMPER分析结果表明,春季和夏季的大型底栖动物在22.63%和20.75%相似性水平上可分别分为3个站位组,且呈现显著的空间结构差异。与历史研究相比,南汇东滩邻近海域的鱼类种类数呈现一定的恢复趋势,甲壳类、多毛类和软体类等生物的种类数变化不显著,建议开展相应生境修复项目,恢复南汇东滩临近海域生态系统。

海岸工程及生物入侵对上海南汇东滩海岸带格局演变的影响

受人类活动与自然因素的双重影响,海岸带的格局易发生快速演变,从而直接或间接地影响海岸带生态系统的结构、功能和可持续发展.本研究以上海市南汇东滩的海岸带为典型研究区,通过遥感解译、海图数字化、野外现场调查等方法获取海岸带格局的时空分布数据,分析了近20年(2000—2020年)海岸带空间格局变化及其演变规律,并重点分析了海岸工程(圈围工程和促淤工程)和外来物种互花米草(Spartina alterniflora)入侵两个主要影响因素对海岸带格局的影响.结果表明:①自2000年以来,受海岸人类活动的影响,南汇东滩海岸带的土地利用类型逐渐增加,从以近海与海岸湿地为主的简单格局逐渐转变为近海与海岸湿地、内陆湿地、人工湿地、农田和建设用地等多种土地利用类型共存的复杂格局.②2000—2005年的海岸圈围工程导致南汇东滩海岸带近海海岸湿地面积减少11894.7 hm^(2),被圈围的近海海岸湿地转变为水稻田、库塘、农田等土地利用类型;圈围初期淤泥质海滩(0 m以上)和潮间盐水沼泽出现淤涨和发育(淤涨速率分别为320.5 hm^(2)/a和110.9 hm^(2)/a),但随后(至2015年)淤涨速率缓慢下降至286.8 hm^(2)/a和15.7 hm^(2)/a;圈围工程实施后,经过10年(2005—2015年)的自然恢复,近海与海岸湿地的面积也未达到圈围前2000年的水平.③南汇东滩实施了海岸硬质促淤工程和生物促淤工程两种促淤工程,均显著促进了近海与海岸湿地的快速发育,但硬质促淤工程对于格局演变的影响更显著,工程后淤泥质海滩(0 m以上)和潮间盐水沼泽向海推进速率分别为516.9 hm^(2)/a和915.7 hm^(2)/a,分别是非促淤区自然淤涨速率的5.4倍和13.9倍.引种互花米草的生物促淤工程,仅在海堤至促淤堤内的有限范围内促进了互花米草的快速扩散和格局演变.④外来物种互花米草在2020年已成为南汇东滩盐沼植被第一大优势植物,占盐沼植被总面积的56%,并显著改变了近海与海岸湿地的生态结构和功能.由此可见,海岸工程和生物入侵对海岸带格局演变产生了明显的动态影响.尽管海岸带生态系统对海岸人类活动表现出一定的恢复力,但湿地类型、面积和功能的变化是未来花很大代价都很难或无法恢复的.如何整合海岸带近海与海岸湿地和内陆湿地的生态功能,通过实施海岸带保护修复、生态补偿等措施实现海岸带可持续健康发展,是未来陆海统筹需要解决的重要问题.

上海市南汇东滩围垦后海岸带湿地冬春季水鸟生境选择

2009年12月—2010年5月,对上海市南汇东滩围垦后城市湖泊湿地、实验修复湿地、抛荒湿地等三类人工湿地冬季雁鸭类群落和春季鸻鹬类群落展开调查,并对雁鸭类和鸻鹬类群落特征与相应生境因子进行相关分析。结果显示:三类湿地雁鸭类的种类无显著差异,但密度有显著差异:实验修复湿地是抛荒湿地的3.77倍,是城市湖泊湿地的6.03倍。鸻鹬类种类和密度:实验修复湿地分别是抛荒湿地的2.88和5.70倍。两者种类和密度差异均极显著。雁鸭类种类、密度、Shannon-Wiener多样性指数(H′)与明水面面积显著正相关;种类、H′与植被面积显著负相关;种类、密度、H′均匀度与植被盖度显著负相关;H′与平均水位显著正相关。鸻鹬类种类、密度均与裸露浅滩面积显著正相关。建议对已围垦土地的利用以大中型鱼蟹塘、水田为主,以提供足够的明水面给越冬的雁鸭类栖息。通过割除植被等方法在春季提供一定的裸露浅滩面积供迁徙的鸻鹬类栖息。

围垦对南汇东滩湿地大型底栖动物的影响

为评价围垦促淤工程对南汇东滩湿地大型底栖动物生态学的影响,根据2004年10月和2009年10月对南汇东滩湿地底栖动物的定量定性调查数据,进行对比分析。结果表明:2004年共采集到大型底栖动物32种,其中在经围垦促淤后形成的堤内、堤外两个区域分别采集到底栖动物20种和21种,2009年堤内外分别为9种和19种,共26种;2004年堤内和堤外优势种分别为8种和4种,共有优势种为中华蜾蠃蜚和谭氏泥蟹,2009年堤内优势种仅有摇蚊幼虫1种,堤外有4种,优势种种类组成也发生了很大变化;2004年大型底栖动物的平均丰度和生物量分别为44.15个/m2和38.80 g/m2,2009年为86.76个/m2和1.97g/m2,2009年堤内、堤外的生物量与2004年相比明显降低,丰度变化则相对较小;运用SPSS软件的单因素方差分析、群落聚类和MDS排序对南汇东滩湿地各断面进行群落结构分析,结果表明围垦是大型底栖动物群落结构改变的一个重要因素,围垦造成堤内底栖动物群落结构发生了明显差异,堤外群落结构变化相对较小。大型底栖动物的生物多样性指数(Shannon-Weiner指数H'、Pielou均匀度指数J'、Margalef物种丰富度指数d和Simpson指数D)受到围垦促淤工程的影响均降低,尤其以围垦圈淤的堤内湿地生物多样性指数最低。围垦促淤工程对盐度、潮汐动力、底质特征的改变以及人类活动等因素是影响大型底栖动物群落结构的主要原因,工程结束后的湿地生态修复十分必要。

长江口南汇东滩滩地地貌演变分析

南汇东滩位于长江口与杭州湾的交汇带,受长江径流、来沙、波浪、潮汐和人类活动的影响,滩地地貌演变复杂。近百年来,南汇东滩北冲南淤,呈整体向东南伸展的演变趋势。波浪和潮流的共同作用,控制着南汇东滩滩坡和滩地走向,形成了岸、滩、槽平面发散的地貌形态。近年来,受长江口深水航道治理工程的影响,南汇东滩上段冲刷,下段淤积,地貌形态总体变化不大。没冒沙是南汇东滩上的次生沙体,形成于上个世纪的20年代,形成以来虽经历复杂的演变过程,但多年来沙嘴(或沙脊)的位置和走向基本保持稳定。南汇东滩平缓且稳定的滩坡、丰富的泥沙供应和适当的潮流、波浪动力是没冒沙长期稳定的内在机理。

基于RS与GIS的南汇东滩围垦研究

RS和GIS技术是滩涂围垦监测最经济和有效的方法之一。本文基于1983年以来多期遥感影像,解译出了不同时期人工岸线的位置,在此基础上利用GIS技术分析了近30年来南汇东滩的围垦过程及其与滩涂淤涨速率的关系。结果表明,近30年来南汇东滩的围垦过程呈现"由慢至快"的发展趋势,经历了"缓慢—稳步—高速"三个发展阶段:(1)1983～1995年年均围垦速率约1.23km2/a,圈围速率较小;(2)1995～2000年为7.95km2/a,围垦速率处于稳步增长阶段;(3)2002～2005年为35.27km2/a,是围垦速率最大的阶段。2002年以前,围垦速率与滩涂淤涨速率基本一致,2002年之后,围垦速率远大于滩涂淤涨速率。本文认为8km2/a是南汇东滩适宜的围垦速度。2002年之后南汇东滩的快速围垦并没有导致上海整体滩涂面积的减少,围垦可不囿于局部滩涂面积的稳定,以全市总体滩涂面积和湿地水平的动态平衡,可为滩涂资源开发利用提供现实选择。

长江口南汇东滩水动力条件变化的数值预测

南汇东滩紧邻长江口主要排沙通道南槽而成为泥沙沉降的一个重要部位,为促淤围垦提供了有利的滩地和来沙条件,是上海市规划围垦的重点区域。目前上海已在南汇东滩开始实施围垦工程,围垦工程改变了长江口南汇岸线,也改变了南汇东滩的水动力条件。为了解围垦工程实施后水动力条件的变化,采用二维潮流数学模型模拟南汇东滩促淤围垦工程实施前后流场的变化,探讨围垦工程对邻近水域水动力产生的影响,为预测圈围工程实施后南汇东滩变化提供水动力学依据。

南汇东滩及浦东国际机场外沿围海造地工程潮流数学模型研究

通过建立长江口、杭州湾大范围平面二维潮流数学模型,综合考虑长江口、杭州湾两大潮波系统,探讨南汇东滩及浦东国际机场外沿圈围工程对附近各关心水域的水动力条件的影响范围及程度。研究结果表明:南汇东滩及浦东国际机场外沿圈围工程后,长江口侧的涨、落潮潮量略有减小,而杭州湾则略有增大。相应的,工程附近海域的潮流流速和潮差也受到工程不同程度的影响。就流速变化而言,涨潮时,南槽主槽流速略有下降,北槽则略有增加,落潮时,南槽主槽流速主要呈现略有增加的趋势,而北槽则基本不变;在杭州湾侧海域,涨、落潮水流流速均略有增加。而潮差方面,在长江口一侧,高桥处潮差略有减小,且呈现出越接近工程区,潮差变率越大的趋势;而在杭州湾一侧水域,潮差整体呈略有增加趋势,但是变率基本都在1%以内。

长江口南汇东滩近岸淡水资源的成因探讨

根据在南汇东滩进行多次观测的结果,阐述当地淡水资源分布情况。洪、枯季淡水机率分别达到了77.0%～82.9%、35.0%～42.7%。同时对近岸淡水的成因进行探讨,长江径流丰沛,是南汇东滩淡水形成的基础;柯氏力使淡水沿浅滩下泄,是南汇东滩淡水形成的另一个重要因素;枯季风速风向对淡水形成有较大影响,特别是西北风对淡水有促进作用。

建设没冒沙生态水库,开拓上海市新水源 (Ⅱ)南汇东滩淡水资源的年度分布规律

经过南汇东滩为期1 a的水体盐度监测,了解了当地淡水资源的年度分布规律.统计结果表明,洪季和枯季的淡水出现几率分别为76.98%～82.94%、35.04%～42.66%。说明洪季有足够的淡水,即季节性的淡水,而枯季也有时段性的淡水,如果充分利用季节性和时段性的淡水, 是可以满足建设水库的淡水需求的.大通流量对南汇东滩淡水资源起决定性的作用.但值得注意的是,在大通流量<100003/s时,仍然有时段性的淡水出现,南汇东滩的淡水资源可能还受风向、地形、科氏力等的影响.经过计算,还给出了大通流量和淡水资源的关系式.

上海南汇东滩疫源疫病监测禁猎区工作站

2012年春天,世界自然基金会上海项目办公室邀请设计师为上海南汇东滩禁猎区工作站的更新提供一个设计方案。禁猎区地处上海东南角,毗邻东海与杭州湾,原本是滨海浅滩,经过上个世纪末政府主导的围海造田工程,转变为海堤内15万亩芦苇丛生,候鸟成群的湿地。这里是东亚——澳大利亚候鸟迁徙路线上的重要节点,2008年被国际鸟盟认定为国际重要鸟区(IBA),也是这座长江河口特大城市典型的滩涂湿地。出于对这块特殊地块的尊重,设计师认为其上的建筑应当谨慎确立与敏感生态环境以及平坦广阔的地景间的和谐关系。经过多轮方案探索,总面积接近一百平方米的工作站被赋予一个木质表皮的方盒子造型,以底层架空的方式悬浮在一望无际的平坦湿地上,方盒子的顶面成为一个可以登高远眺的观鸟平台。

长江口南汇东滩水域水流挟沙力计算公式比选

上海市南汇东滩水域位于长江口和杭州湾交汇处,受径流、潮流、波浪等综合因素的影响,该水域水流挟沙力计算比较复杂。为了确定适用于南汇东滩水域的水流挟沙力计算公式,比较分析了河口区域常用的挟沙力计算公式,选取统计拟合方法、张瑞瑾挟沙力公式以及邓家泉挟沙力公式,分不同潮期,采用实测资料进行分析拟合验证。结果表明,邓家泉挟沙力计算公式较适宜该水域水流挟沙力计算。

基于公民科学方式的上海南汇东滩湿地鸟类多样性研究

南汇东滩湿地是长江口区域鸟类重要栖息地,鸟类多样性官方数据已有近10 a没有更新。为厘清南汇东滩湿地鸟类的资源现状,设计8条线路调查鸟类多样性,涵盖了该地区所有典型的栖息地类型。2020年9月—2021年8月,218名公民科学家参与调查,记录到野生鸟类18目55科237种,包括水鸟7目15科99种。按居留类型分,迁徙鸟类205种(占86.50%),其中旅鸟115种(占48.52%),冬候鸟72种(占30.38%),夏候鸟18种(占7.60%),留鸟28种(占11.82%),迷鸟4种(占1.68%)。从统计到的鸟类数量上看,迁徙鸟类占总数的81.88%。调查5种生境的鸟类多样性,芦苇地鸟类Simpson指数和Shannon-Wiener指数最高,分别为0.78和5.48;芦苇地和基本农田鸟类Pielou均匀度指数最高,均为0.75。南汇东滩湿地对于迁徙鸟类的保育非常重要,该项目提高了公民科学家对湿地和野生动物保护的意识。

长江口南汇东滩淤涨演变分析

根据 198 3～ 1999年历年地形测图和 1999年 4月～ 2 0 0 0年 3月潮滩断面定位观测的相对高程记录 ,结合潮滩水文泥沙观测资料 ,对长江口南汇东滩的淤涨演变进行分析。结果表明 ,不断淤涨的平缓潮滩在风暴浪和常浪作用下发生相应的突变和渐变 ,并且常浪对滩面起洗平作用 ,而风暴浪对滩面起掀掘作用。潮流携带细颗粒泥沙塑造潮滩 ,通过上、下滩水体含沙量之差可计算潮滩的堆积速率 ,从滩坡平衡原理可计算潮滩水平扩展趋势。计算结果得到南汇潮滩堆积速率为 4 .5cm/a ,淤涨速率 4 0～ 5 0m/a 。

临海与临空经济区发展的国际经验与上海南汇东滩开发的产业定位

本文在分析临海和临空经济区开发的国际经验的基础上 ,针对上海南汇东滩地区的土地资源优势和得天独厚的区位条件 。

南汇东滩促淤工程南区设计波浪要素研究

针对南汇东滩促淤工程所处的位置,选用基于波能平衡方程和波作用守恒方程的近岸风浪谱模型建立波浪传播计算数值模型,对非线性效应影响条件下的波浪要素进行计算研究。研究结果表明,波浪在远距离的传播过程中,受到沿程的风的影响,组成波之间能量交换转移和耗散等非线性效应的影响不可忽略,在南汇东滩海域采用近岸风浪谱数值模型对波浪的传播变形计算较为合适。

上海南汇东滩湿地不同植被沉积物孔隙水的地球化学特征及对碳循环过程的指示

滨海湿地有较高的沉积速率和固碳能力,在缓解全球变暖方面发挥重要作用。研究碳沉积埋藏过程对理解滨海湿地碳收支具有重要意义。前人对长江口湿地碳循环的研究较为广泛,但对沉积物孔隙水溶解无机碳(DIC)来源及影响因素鲜有报道。本研究分析了位于长江口南侧的南汇东滩湿地5个不同植被覆盖站位沉积物的孔隙水阴阳离子(SO_(4)^(2−)、Cl^(−)、Mg^(2+)、Ca^(2+))、DIC浓度及δ^(13)C_(DIC)等地球化学特征,探讨影响孔隙水DIC的生物地球化学过程及其来源。结果表明,南汇东滩湿地DIC主要来源于上覆水体和沉积物有机质的早期矿化,并受不同植被和在潮滩中的位置控制。位于低潮滩的光滩站位的沉积物孔隙水SO_(4)^(2−)和DIC浓度在剖面上基本保持不变,δ^(13)C_(DIC)为−7.7‰~−6.1‰,有机质硫酸盐还原(OSR)作用产生的DIC约占孔隙水的20%,海水来源占80%。位于中潮滩的海三棱藨草和堤内芦苇站位沉积物孔隙水SO_(4)^(2−)浓度在浅表层快速下降,δ^(13)C_(DIC)分别为−12.5‰~−7.5‰和−16.7‰~−11.5‰,存在较强的OSR作用。海三棱藨草站位的OSR作用和海水来源DIC分别约为43%和57%,堤内芦苇沉积有机质的OSR作用产生了约59%的DIC,上覆水体来源的DIC约41%。位于高潮滩的堤外芦苇和互花米草站位沉积物孔隙水的SO_(4)^(2−)浓度在浅表层快速下降,δ^(13)C_(DIC)在剖面上大部分为正值,最大值分别为10.8‰和5.4‰,表明存在产甲烷作用,SO_(4)^(2−)浓度在浅表层的快速下降可能同时与OSR和甲烷缺氧氧化(AOM)作用有关。了解湿地沉积物孔隙水地球化学特征及其影响因素,为深入研究滨海湿地碳的生物地球化学循环及准确评估滨海湿地碳的来源具有重要意义。

长江口南汇东滩水土资源开发布局研究及河势影响预测

南汇东滩位于长江口南槽南侧边滩,是长江口拦门沙河段高含沙区,一直是上海市滩涂资源开发利用的重点区域。新一轮开发不仅要注重滩涂促淤造地,还要兼顾可能的淡水资源的开发。本文在对需求分析的基础上,提出了既兼顾水土资源等多功能需求,又能尽快推进整体开发进程的总体布局及实施方式。通过数学模型和河相关系研究,进一步表明提出的水土资源开发总体布局顺应了区域河势滩势,无不利影响。

上海南汇东滩圈围场地地表水系合理布局设计

为保障上海市域内土地资源的占补平衡,消纳该市工程渣土和农用地后备资源综合开发利用,实施了南汇东滩圈围工程。项目实施后增加了土地面积152km^2,但圈围地块内水文环境发生了变化。新建除涝泵闸形成新的涝区,增加了现状海水倒灌入侵地下水的潜在威胁。因此,全方位多角度共同规划、合理布局地块内淡水资源和生态空间,既可为上海未来建设山清水秀生态空间奠定更好的基础,也可进一步保障南汇东滩及周边区域防汛除涝安全。

南汇东滩土地利用面积与鸟类数量的关系研究

南汇东滩位于上海东南沿海,是上海一大重点发展地区。南汇东滩富含极丰富的自然资源,主要包含水源及湿地。其湿地也是东亚-澳大利亚鸟类迁徙路线上重要位置。然而,经历持续高频率的人工作业,南汇东滩湿地正面临着土地面积减少、土地斑驳化等环境问题。这也导致近些年鸟类数量据报道正在减少。本文利用谷歌地图以及中国鸟类记录中心探究南汇东滩不同土地利用方法面积以及鸟类数量的关系。研究表明,近些年来湿地面积大幅度降低,取而代之的是水源、建筑、农业用地等人工土地。鸟类数量在近些年呈现波动趋势,未有明显的增减现象。