2023年度福建海坛海峡海域水下考古区域调查发现与研究

2023年4月至7月,福建省考古研究院联合国家文物局考古研究中心对海坛海峡南部区域及周边线索海域开展水下考古区域调查。通过海岛调查,基本厘清塘屿岛、东甲岛等岛礁之开发和历史人文发展脉络;通过潜水探摸,确认6处水下文化遗存并收获大量瓷器标本,进一步摸清了海坛海峡南部区域海洋文化遗产资源家底,为研究海外交通史、贸易史、瓷器的贸易与输出提供了新的研究材料。

基于土地利用的景观生态质量评价——以福建省海坛岛为例

景观生态质量评价对于了解区域景观生态系统的质量状况及变化情况具有十分重要的意义,以往单独对区域景观生态质量的评价研究较少。以福建省海坛岛为例,采用2003年和2009年Landsat-7卫星影像数据及部分社会经济统计数据,从土地利用的角度出发,建立研究区景观生态分类系统。从景观稳定性、景观受干扰度和景观产出功能3个方面构建了景观生态质量评价指标体系,采用熵权法赋予指标权重,利用综合分析法建立景观生态质量评价模型,对该区2期的景观生态质量状况进行评价。研究结果表明:从2003-2009年海坛岛景观生态质量综合得分由0.842 0提高到1.158 0,景观生态质量状况有所改善。景观生态系统自身稳定性略有增强,景观产出能力大幅提升,整个景观有向良性发展的趋势,景观干扰和景观产出功能逐渐成为影响研究区景观生态质量提高的主要因素。

长乐东部沿海及海坛岛风沙地貌发育条件分析

本文探讨长乐东部沿海及海坛岛两地海岸风沙地貌的成因,作者根据野外调查结果分析得出风况、沙源和地形空间是长乐东部沿海及海坛岛风沙地貌发育的基本条件,认为气候变干的趋势和人类活动因素是加速海岸风沙地貌形成的触发因素。

海坛岛风沙表层沉积物的粒度分布特征

本文对海坛岛风沙表层沉积物的粒度分布特征进行研究。结果表明:海坛岛风沙沉积物主要是由海岸带基岩和第四纪松散堆积物及闽江南下沿岸流所携带的泥沙,在海洋动力作用下堆积于海滩上,而后在强劲的NNE 向向岸盛行风作用下,海滩沙向陆搬运堆积而成的。风成沙的主要粒级为中沙,平均粒径为1.73Φ;分选较好,标准差的平均值为0.68;偏度多近于对称,偏态平均值为—0.02;峰态窄,峰态平均值为1.21。其搬运方式单一,以跳跃为主,跳跃总体含量的平均值为85.58%。由于岸线方向、发育阶段、原始地形、植被条件等的差异及人类活动程度、改造利用方式的不同,风成沙的粒度特征在不同岸段和不同相带内均有一定差异。它们均是海岸风沙沉积不同发育阶段及不同环境条件下的特定产物。

福建海坛湾波流双向耦合下水动力特征

采用MIKE 21软件中SW(spectral wave)波浪模块和FM(flow model)潮流模块,将潮流模块计算得到的水位与流速输入波浪模型,将波浪模块计算得到的辐射应力输入潮流模型,建立海坛湾波流双向耦合的水动力数学模型.分别计算纯潮流和纯波浪作用下的潮流场和波浪场,计算结果与实测数据吻合良好,再分别对波流双向耦合作用下的潮流场和波浪场进行了模拟.比较结果表明:波流耦合作用对流速和波高都有一定的影响;在波流异向特性明显的区域,波高增大显著;涨落急时刻波高在近岸区域的衰减速率和纯波浪作用下的较一致;落急时刻波高开始显著衰减的位置明显早于涨急时刻;波浪辐射应力在破碎带附近对流速的影响最大.

福建海坛海峡峡道动力地貌研究

从海坛海峡的形成演变规律、水动力条件、海底地形地貌及沉积特征等方面分析了海坛海峡的动力地貌特征.研究结果表明,海坛海峡峡道效应明显,因受海峡周边地形影响,区域内水动力环境及地形地貌变化复杂,分别在海峡两侧不同区域发育着岩滩、沙滩和泥滩3种地貌,在海底中发育着水下浅滩、潮流脊系和潮流三角洲3种地貌.海峡南北出口位置及海峡海底深槽海域水动力强,两侧岸滩、海滩发育,水下冲刷槽发育明显,处于弱冲刷状态,海底分布粗粒沉积物.海峡港湾内水动力弱,潮滩较发育,处于稳定至弱淤积状态,海底分布细粒沉积物.

海坛海峡二维潮流场数值模拟

海坛海峡为南北狭长型海峡，海峡内潮波属于前进波．本文建立了平面二维浅水波数学方程，利用欧拉-拉格朗日差分方法得到数值解，模型采用随时间变化的动边界技术，成功地模拟了海坛海峡的前进波特征，并根据实测数据进行了验证．同时计算了同潮时线和等振幅线，不同时刻的潮流场和潮流平均流速分布．计算结果表明，北部湾口M2分潮高潮时间比南部湾口早约5～6min，等振幅线范围约为2．12～2．15m．海峡内流速分布呈南北强、中间弱的特点，最大流速1m／s左右．

海岛运动休闲旅游产品开发选址研究——以福建省海坛岛为例

海岛旅游发展在中国已经走过了20余年的历史,由自然观光向滨海休闲旅游产品发展的趋势越来越明显。鉴于国内对海岛旅游开发理论研究多、概念性研究多而定量研究较少的情况,尝试运用GIS空间分析技术手段,以福建省海坛岛为例,从地理气候、环境制约、土地开发建设可能性、市场开发条件四方面,评判海坛岛岸线运动休闲旅游产品开发的适应性和各段岸线的开发利用方向。评价结果显示,海坛岛的沙滩岸线可划分为适宜开发型、环境限制型、土地限制型与市场限制型四种。适宜开发性为适宜运动休闲旅游产品开发;环境限制型由于受到城市、养殖业和港口发展的威胁,不宜开发运动休闲产品,但可开发大众观光休闲产品;土地限制型由于可利用的建设用地不足,只适宜进行小体量开发,面向高端客户群体;市场限制型由于交通不便,距离城镇较远,可作为后备旅游资源放在中远期开发。

福建海坛岛地质灾害特征及风险评价

通过现场调查及历史岸线对比的方法,摸清了海坛岛主要的地质灾害类型及其分布特征,发现海坛岛存在三种地质灾害类型:海岸侵蚀、重力类地质灾害(崩塌与滑坡)与风沙灾害。海岸侵蚀为主要的灾害类型,分布在海坛岛东部的岬湾海岸;其中的一些岸段由于人工护岸工程的修建,延缓了海岸的侵蚀后退,但同时造成临近沙滩的侵蚀退化。崩塌与滑坡共计16处,分布于海岛各处,多半为开山采石等开发活动造成。风沙灾害区位于海坛岛东北部长江澳沿岸,沙源为长江澳沙滩,这与该地直面常年主风向(NNE)有关。建立了海坛岛地质灾害风险评价指标体系,采用专家打分法与层次分析法确定了各评价指标的权值,通过模糊综合评判模型,对海坛岛地质灾害风险进行评价。结果显示,中、高风险区与主要的地质灾害类型的分布区域一致,而岛陆主体为低风险区。根据海坛岛地质灾害特征及风险评价结果,给出了灾害防治建议。

海岛生态脆弱区景观生态安全时空分异特征——以福建海坛岛为例

基于2000、2009和2013年三期Landsat–ETM+遥感影像数据和土地利用详查变更数据,应用景观干扰度和景观脆弱度构建景观生态安全指数,并以空间统计学方法为分析工具探讨海坛岛景观生态安全时空分异特征,结果表明:2000-2013年间海坛岛景观生态安全指数总体上呈下降趋势,景观生态安全水平高值区逐步紧缩;研究区景观生态安全指数具有较强的空间自相关性,受差异性人类活动影响,研究区景观生态安全集群结构发生了明显变化,空间集聚程度呈逐渐降低趋势;13a间社会经济活动、国家政策等随机性因素对海坛岛景观生态安全的影响越来越强,2013年随机性因素成为影响海坛岛景观生态安全的主导因素。

海坛湾龙凤头海滩养护工程方案

福建海坛湾龙凤头海滩宽阔,沙粒细小.20世纪末,由于人工海堤等的修建,导致海滩侵蚀严重,干滩宽度迅速缩小.如何保护沙滩,防止进一步退化变得尤为重要.为解决海滩侵蚀问题,2011年开展了海坛湾沙滩养护一期试验工程,滩肩补沙后海滩侵蚀仍很严重,4个月后岸线平均后退11m,最大后退量31m.为解决此问题,提出采取滩肩补沙和实体工程结合的海滩养护方案.运用Generalized Model of Simulating Shoreline Change(GENESIS)建立了龙凤头海滩岸线演变模型,并通过海滩养护一期工程实测资料进行模型率定和验证,模拟值和实测值验证良好.采用验证后的模型,分别模拟了不同新工程方案对岸线演变的影响,并比较分析了方案实施后岸线的演变.结果表明,龙凤头海滩北侧和南侧各增加一个近岸防波堤对研究岸段起到保护作用最为明显,但岸线仍会受到一定程度的侵蚀,可以结合工程后期季节性补沙措施进行防护.

海坛岛芦洋浦平原的海进沙与风沙层序

本文研究了福建海坛岛芦洋浦平原的海进沙与风沙层序。结果表明,芦洋浦平原原是一个水深20～30m、走向NNE的海湾,全新世初期的海进沙层厚2～5m覆盖在陆相冲积和风化层上。后来,海平面波动,从台湾海峡推来残留沙超覆其上。经一段时间的正常环境后,距今约2400～2000a,由于地球气候的变化,风沙逐渐发育,厚5～10m的风沙层埋盖了海湾沉积,建造了面积68km^2的大沙坪和半封闭的泻湖。

平潭海坛岛景观格局动态变化及其生态效应分析

以平潭海坛岛为研究区,基于1990年landsat TM和2010年ALOS遥感影像,在ArcGIS和Fragstats等软件平台支持下,运用马尔科夫转移矩阵和动态度模型,以及景观格局指数,对20年来研究区景观格局时空动态变化及其生态效应进行了定量分析。研究结果表明:近20年来景观格局动态变化显著。建设用地和居民地增长幅度最大,农用地和沙滩则降幅最显著。研究区景观格局主要景观类型为农用地和林地,景观类型转移主要表现为农用地与林地的相互转化,以及二者向城镇用地(居民地、建设用地和道路交通)转化。从类型水平上看,各类型斑块均趋于破碎化;在景观水平上,研究区景观格局向着多样化方向发展,景观的异质性增强,景观呈破碎化程度加深;从景观生态效应空间变化看,人为活动的影响沿着交通干线、城镇区在整个研究区蔓延扩展。

福建海坛岛海岸海滩—沙丘系统表层砂物质粒度特征及其环境意义

通过对福建海坛岛北部芦洋海岸海滩—沙丘系统3个典型剖面的表层砂样的粒度分析,探索海滩与海岸沙丘砂物质输移特征及其动力环境意义.结果表明:1)芦洋海岸横向沙丘表面粒度组成以细砂和中砂为主,平均值为1.76Ф;海滩砂的粒度组成以细砂、中砂和粗砂为主,平均值为1.82Ф,总体粒度特征为分选较好、正态分布和中等峰态.2)芦洋海滩砂样品主要是波浪作用的产物,虽然海岸沙丘砂部分样品具有一定的波浪作用特征,但显示风力搬运沉积为主的粒度特点.3)芦洋海滩—沙丘系统各个地貌部位表层砂样的粒度参数的空间变化较小,表明研究区波浪作用和风力作用的耦合影响且沉积环境比较稳定.

海坛海峡海缆路由区工程地质条件及评价

根据路由勘察区水深测量、旁侧声纳、浅地层剖面探测等多项物理探测所获取的资料，结合其它自然环境及历史资料，对勘察区内海底工程地质条件进行了详尽的分析和研究．此外，还对近20a来勘察区海床稳定性进行初步分析，为选择一条最佳的路由通道提供依据．研究分析表明：可能影响该海缆安全运行的不良工程地质条件主要为海底灾害性地貌，如基岩、潮流冲刷槽等；勘察区不同区域内海底冲淤变化存在一定差异，潮汐通道底部受较强冲刷，冲刷速率为0．035～0．1m／a，20m以浅区域海底处于弱冲刷状态一冲淤动态平衡状态，冲刷速率为0．015m／a，海床较稳定；该路由勘察区工程环境较适合海缆的铺设，且其最佳路由区域是在勘察区南半部相对稳定的海底平滑区．

2000—2013年海坛岛土地利用/覆被变化与驱动力分析

基于GIS的空间分析与数理统计方法,文章对2000—2013年海坛岛土地利用变化/覆被变化的时空演变特征进行分析;采用灰色关联分析法,选用政策、社会、经济和人口四个一级指标层的8项指标,分析海坛岛土地利用/覆被变化的驱动力.结果表明:(1)2000—2013年,海坛岛土地利用/土地覆盖变化特征主要表现为耕地、林地、水域和草地的面积和比重减少,而建设用地和其它用地的面积和比重增加;(2)2000—2013年海坛岛土地利用综合指数从2000年的249.08不断上升到2013年的252.90;(3)2000—2013年海坛岛土地利用变化的驱动力主要是政策投入、产出水平、人口变化和生活水平.

海坛岛海岸风沙特征及其发育

论述了海坛岛海岸风沙堆积物的沉积特征，对风沙地貌的基本类型进行了划分，分析其发育的基本条件和触发因素，研究其发育历史。

海坛岛的地貌及其发育演变

海坛岛濒临太平洋边缘活动带,晚三叠纪以来太平洋板块向欧亚大陆板块的俯冲奠定了其地貌发育的基础.以差异性断块升降运动为特征的新构造运动和以流水、风以及海洋动力为主的外力的相互作用,塑造了海坛岛的现代地貌景观.第四纪以来气候一海面的频繁变动对其地貌的发育也有着深刻的影响.海坛岛的地貌可划分为流水、风成和海成地貌三大类共10种地貌基本类型.

基于虚拟AIS探讨海坛海峡航线

为了解决通航密度大、窄航道以及航行线路复杂区域船舶通航的安全问题,以具有典型代表性的海坛海峡为例,探讨采用数字化航标——AIS虚拟航标帮助导航。采用泛函对航行转弯部分进行优化,获得合理的船舶转向航线函数,然后把AIS虚拟航标在电子海图中显示在航线两侧,以便于解决航行困难的问题。AIS虚拟航标能够将本身并不存在的航标利用基站的发射信号在ECDIS中显示,既省略了航标的维护等费用,又能够动态地对某海域航标进行适当的增减,从而更有效地保证船舶在该航线中安全地航行。

设定航点与虚拟自动识别航标导航海坛海峡

为解决通航密度大、航道窄以及航行线路复杂区域的船舶通航安全问题,以具有典型代表性的海坛海峡为例,利用虚拟航点与虚拟AIS数字航标进行海坛海峡的导航。该海峡航行环境复杂,新修建的海峡大桥对船舶通航提出了更高的要求,仅靠VTS和AIS航标不能完全解决所有的问题。采用数字化航标——AIS虚拟航标帮助导航,依据有限个离散航点拟合成船舶航线函数,AIS基站利用编程方式将AIS虚拟航标信息通过VHF频道传送到AIS船台,并在与AIS相连接的电子海图中显示于航线两侧,以便解决复杂水域的航行问题。这种方法既节省了航标的维护费用,又能动态地对某海域适当地增减航标,有效地保证船舶在该海域中安全地航行。