辽河口潮滩潮沟形态特征与水文连通强度评价

为了解潮沟形态的空间变化特征,以辽河口潮滩为例,基于潮位校正原理精确划分潮区,采用半自动方法提取精细化线状潮沟图像,基于潮沟分级算法对潮滩潮沟进行分级,定量分析潮沟的形态特征参数,并对潮滩上潮沟网络连通度进行定性评价。结果表明:潮沟的级别与平均长度具有明显的空间异质性,随着潮沟级别增加,研究区域潮沟平均长度呈指数上升,潮沟数量呈指数下降(R 2>0.99);随着潮滩高程逐渐降低,潮沟总密度显著减小,随着潮沟级别增加,潮沟密度与频数均大幅下降;潮滩距离外海愈近,潮沟曲率愈低,高潮滩潮沟分汊率最高(Rb=3.54),潮沟最不稳定;辽河口潮沟网络连通度与潮沟总分汊率、环岛潮沟数量呈正相关,潮沟网络发育程度则主要由潮沟曲率和支潮沟的密度决定,其中,高潮滩潮沟网络水文连通度最好,潮上带潮沟网络发育程度及排水效率最高。研究表明,潮汐水动力对辽河口潮沟形态特征演变及水文连通强度影响较大,进一步加强辽河口潮沟网络的排水效率可有效缓解辽河口潮滩湿地退化进程,实现盐沼植被的生态修复。

粉砂淤泥质潮滩潮沟形态特征及发育演变过程研究现状

从潮沟分类、潮沟地貌形态特征及发育演变过程等方面回顾分析了潮沟系统的研究进展。认为Strahler在Horton分级方法基础上提出的潮沟分级模式相对更为合理;潮沟总长与潮盆集水面积之间存在正相关关系,潮差与潮沟密度间存在正相关关系,植被对潮沟密度的影响尚无一致结论;对于潮沟截面形态的研究主要集中于宽深比、不对称性以及沉积物和植被对其影响作用;潮沟发育演变动力机制的研究在定性层面的成果较多,定量研究成果相对较少。指出潮沟内复杂的水流结构、潮沟边壁稳定性,以及通过物理模型试验、数值模拟、遥感分析等综合性手段建立影响因素与潮沟形态特征的定量关系等是今后的研究热点。

潮沟形态对潮滩湿地土壤有机碳空间分布的影响

土壤有机碳是潮滩湿地生态系统的主要碳库。以1条典型天然潮沟为研究对象,通过划分潮沟发育等级并计算潮沟形态特征指数,分析潮沟形态特征空间分布特点;运用地统计学方法探究潮滩湿地土壤有机碳空间分布特点,及潮沟形态特征对土壤有机碳空间分布的影响。结果表明:潮沟形态特征具有明显的空间异质性特点,潮沟在中潮滩比较发育,其密度、曲率与分汊率均大于低潮滩和高潮滩;潮沟长度随着潮沟发育等级的增加而逐渐增加,而潮沟曲率随着潮沟发育等级的增加而逐渐减小。空间插值结果显示:0~10 cm土壤有机碳含量最低值出现在潮沟较发育的中潮滩,10~20 cm土壤有机碳含量呈由海向陆逐渐增加的趋势,并呈条带状的空间分布特点。在低潮滩,三级潮沟土壤有机碳平均值显著大于一级潮沟;在中潮滩,二级潮沟土壤有机碳平均值显著大于三级潮沟和一级潮沟;高潮滩土壤有机碳含量与潮沟发育等级无显著相关性。随着潮沟侧向距离的增加,0~10 cm土壤有机碳含量在低潮滩与中潮滩逐渐增加;而中潮滩10~20 cm土壤有机碳含量随着潮沟侧向距离的增加而逐渐减少;高潮滩土壤有机碳含量与潮沟侧向距离无显著相关性。潮沟形态空间分布异质性是导致潮滩湿地土壤有机碳含量空间分布差异的重要原因。因此,潮滩湿地土壤碳库的精确估算需要关注潮沟形态的影响。

基于无人机倾斜摄影测量技术的潮滩形态演变研究

全球气候变化导致我国海平面高度发生变化,严重危害沿海潮滩覆盖面积及环境。为了解近年来我国沿海潮滩基本形态变化情况,以某近海潮滩为研究对象,通过引入无人机高光谱成像系统,基于无人机倾斜摄影测量技术对1年间该潮滩基本高程及潮沟形态演化规律展开了系统研究。研究结果表明:①我国近海潮滩受气候影响明显,海平面呈季节性波动,潮滩高程呈先增大后减小的变化趋势,但在1年内,潮滩的高程整体呈增大趋势;②潮沟由近海区域逐渐向内陆发育,且表现出明显的溯源侵蚀特征。1年内潮沟宽度先逐渐增大,但在当年12月消亡;③潮滩主潮沟的长度持续增大,且逐渐发育出若干个树枝状分支结构,潮沟密度亦不断增大。④在当年3—5月期间,主潮沟的曲率变化较小。但随着潮沟的发育和生长,新生的潮沟分支延伸进入互花米草滩,互花米草对潮滩土体有较强的防流失破坏作用,改变了潮沟的发育走向,导致潮沟的整体曲率变大。

互花米草入侵和持续扩张下黄河三角洲滨海湿地潮沟的形态特征及其变化

为了探究互花米草(Spartina alterniflora)入侵下滨海湿地潮沟的发育特征及其变化,采用随机森林分类技术和统计学分析方法,研究了2004~2020年黄河三角洲湿地互花米草的入侵过程,揭示了互花米草持续扩张下潮沟的形态特征及其变化。研究结果表明,现行黄河入海口两侧区域的互花米草群落扩张迅速,截至2020年7月,研究区互花米草群落面积已经达到4406.95 hm^(2);2012~2016年期间,互花米草群落的扩张速度和扩张动态度都相对最大,分别为490.2 hm^(2)/a和45.9%;在互花米草入侵和持续扩张的条件下,黄河三角洲滨海湿地潮沟的分支增多,平均面积减小,总长度变长,平均长度缩短,平均宽度变窄,景观连通度变差;互花米草的入侵使潮沟形态发生了显著变化,在互花米草入侵区,潮沟的分支增多,平均长度缩短,平均宽度变窄。