近百年来长江中游网湖沉积物粒度特征及其环境意义

通过放射性核素137Cs和210Pb精确计年,建立了长江中游原通江湖泊网湖近代沉积物年代序列。运用沉积物粒度指标分析了近100年来网湖沉积记录的环境特征,结果表明,近100多年来网湖沉积速率较大,平均约为0.56cm/a;沉积物粒度指标变化与流域降雨量、人类活动以及长江洪水密切相关,降水大的年份和大洪水时期沉积物粒径增大,分选性变差,峰态变宽。根据沉积物粒度指标特征,近100年来网湖沉积环境大致可分为两个阶段:(1)20世纪50年代以前,湖泊沉积主要受降水和洪水等自然因素控制,沉积物粒度组合变化相对较小,在湖泊水动力条件变化时沉积物粒度指标出现明显的波动,反映了流域降水及长江洪水对湖泊沉积环境的影响。(2)20世纪50年代以后,湖泊沉积物平均粒径较大且分选性差,与流域强烈的人类活动所引起的大量陆源碎屑进入湖泊有关,湖泊沉积粒度指标主要反映了流域工农业生产的快速发展、人口的持续增长以及水利工程建设等人类活动对湖泊沉积环境的影响。     

珠江口淇澳岛滨海湿地沉积环境演化及其对人类活动的响应

滨海湿地作为人类活动和全球变化反应最为敏感的区域，其沉积记录可以反映出周边地区环境变化及人类活动信息。珠江口淇澳岛滨海湿地钻孔分析结果表明，在中全新世期间淇澳岛附近海域为河口湾环境，在风化层以上开始出现淤积，但在4 200 a BP前后受极冷气候的影响，沉积物粗化；自2 500 a BP以来，沉积环境相对稳定，在小冰期期间略有变化。沉积速率计算结果显示:淇澳岛附近海域自中全新世高海面以来的平均沉积速率为0.29 cm/a，4 160~2 500 a BP、2 500 a BP-1488年、1488-1893年、1893-1986年、1990-2007年期间的平均沉积速率分别为:0.17 cm/a、0.23 cm/a、0.35 cm/a、1.37 cm/a和5.94 cm/a，沉积速率逐渐增大，反映了珠江三角洲演化过程中沉积相与沉积环境的变化；1986-1990年期间的海堤建造极大地扰动了该钻孔上部的沉积过程，在工程施工期间共沉积了厚度约112 cm的沉积层，而在海堤建成后，沉积速率也显著增大。沉积物总有机碳、总氮和C/N值的垂向分布表明，在4 160~2 500 a BP期间受海洋环境影响较大，沉积物中有机碳以海源为主，2 500 a BP以来沉积物中碳、氮含量明显增大，C/N也相应变大，有机碳主要来源于陆源输入，但在小冰期期间海源有机碳贡献略有所增大；近百年来由于受人类活动影响显著，陆源有机碳的贡献快速增加。     

近两百年来人类活动对北部湾潮间带环境的影响

对北部湾潮间带两个柱状岩心沉积物进行了210 Pb测年、粒度分布特征和重金属元素含量分析,并探讨了近两百年来人类活动对沉积环境的影响。结果表明,YX07和YX05岩心的平均沉积速率分别为0.45和0.37cm/a,分别约记录了231年和210年以来的环境历史。重金属元素含量变化特征与沉积物平均粒径变化大体相反,说明重金属元素倾向于在细粒级物质中富集;不活泼微量元素比值La/Th的大小及其在岩心深度上的稳定变化,说明两个岩心物源的同一性且一直没有发生明显变化。岩心沉积物记录的沉积环境在1930年以前主要是自然影响,而1930年以来则更多受到人类活动影响,1930年以来岩心沉积物粒度变粗,可能因为人口的增加和土地的开垦等因素,在自然降水量降低的情况下人为地增加土壤物理侵蚀。同时,岩心中Al校正后重金属元素As、Pb、Cu等的含量从1930年直线增加2~3倍,则表明大量工业和生活污水经河流倾泻到河口和近岸地区,致使潮间带沉积物中重金属污染状况严重。     

厦门大嶝海域现代沉积过程及其对高强度人类活动的响应

沉积物粒度是反应区域自然环境和人类活动变化的敏感参数之一.粒度分析结果表明,厦门大嶝海域表层沉积物以粘土质粉砂为主,其次为粉砂质砂;中值粒径范围为-0.16~7.17φ.~(210)Pb年代学分析结果显示,大嶝岛西南侧靠近五沙水道附近浅海区平均沉积速率最小(仅为0.36 cm/a),大嶝岛西南侧近岸潮间带平均沉积速率最高(可达3.94 cm/a),大嶝岛南侧近岸和北侧大嶝水道顶端海域平均沉积速率分别为1.26、1.14 cm/a.大嶝海域现代沉积过程主要受沉积动力过程和高强度人类活动控制.在潮流输沙的作用下,大量悬沙在大嶝岛西南侧海域沉积从而导致该海域沉积速率最高,而大嶝岛东侧近岸由于海底经常发生侵蚀,故沉积速率较低(仅为0.58 cm/a).近年来的高强度围填海活动及海堤建造等都明显加速了大嶝海域的沉积过程,其中因人类活动导致大嶝岛西南侧浅滩地区的沉积速率提高了4倍;围填海活动导致大量泥沙入海,对大嶝岛与小嶝岛之间海域的现代沉积过程产生重要影响.     

山东半岛南部丁字湾口外海底沉积物粒度时空变化及影响因素

对丁字湾口外浅海区平行海岸线及垂直海岸线方向上的11个柱状沉积物进行了粒度和210Pb放射性活度测试,分析了沉积物类型和粒度参数变化特征并计算了沉积速率,结合丁字湾地貌演变、流域人类活动变化,分析了人类活动对丁字湾口外滨海段沉积物粒度演变的影响.海底柱状沉积物可划分7种类型,水平方向上平均粒径Φ值从三角洲中心向四周整体...     

广西防城江口沉积物中重金属环境背景构建

为研究百年人类活动对广西防城江口沉积物的影响,依据2014-08取得的广西防城江口HSL柱的210Pb、粒度、常量元素、重金属元素数据,建立210Pb年代序列,对其重金属环境背景进行构建,对HSL柱的重金属元素富集系数进行计算,对人类活动影响下的重金属元素进行潜在生态危害评价。结果表明,HSL柱210Pb年代拟合系数在0.9以上,该柱沉积速率约为0.37 cm/a。以沉积物粒度中<32μm体积分数为参比元素构建的防城江口的重金属环境背景显示:HSL柱20 cm以深为"清洁样品";10 cm(约1990年)以浅开始显著受人类活动影响;5 cm(约2000年)以浅各重金属富集系数均显著受工业活动影响,Cd单因子危害系数达到强生态危害程度,Hg达到中等生态危害程度,潜在生态危害指数也达到强生态危害程度。受防城港市产业结构调整的影响,2010年之后潜在生态危害指数有所降低,但部分重金属(Cd和Hg)的潜在生态危害依然较为严峻。     

洋山港内及航道水域沉积环境分析

在洋山港内和航道水域进行沉积柱状取样,对这些沉积柱状样品分别进行沉积物粒度、^210Pb和^137Cs分析。结果表明,港内水域沉积物粒度总体较粗,砂和粉砂的含量平均近80％,粘土含量平均20％,平均粒径为5.62—6．22φ。航道和附近水域沉积物粒度比港内水域略细,砂和粉砂含量平均为75％,粘土含量平均为25％。^210Pb和^137Cs年代测年表明,港内水域的沉积速率为每年0．93—1．56cm,航道水域的平均沉积速率为每年0．66cm,航道南部水域沉积速率为每年2．71cm,北部水域平均沉积速率为每年1．77cm,局部地区处于冲刷侵蚀状态。总体来说,该海区沉积环境较为稳定,水动力作用较强,沉积速度缓慢,处于基本冲淤平衡的状态。     

东海近岸泥质区柱状沉积物的百年内沉积粒度变化及其影响因素

通过对东海近岸泥质区ZC13 和ZA3 柱状沉积物的²¹⁰Pb 同位素测年和粒度分析, 分别得到了两柱状沉积物的沉积速率以及粒度特征。结果显示: ZC13 和ZA3 柱状沉积物低端对应的沉积年代分别为55 a(1955～2009 年)和140 a(1871～2010 年), 平均沉积速率为0.89 cm/a 和0.82 cm/a。ZC13 柱状沉积物以砂质粉砂为主; ZA3 柱状沉积物由顶部至100 cm 粒度组分及相关参数变化稳定, 岩性上表现为较细的黏土质粉砂, 显示较为稳定的沉积环境; 100 cm 以下岩性总体上表现为较粗的粉砂质砂, 粒度参数变化较大, 表明沉积环境受到一定的扰动。研究认为, 粒度随年代的变化受沉积物来源及沉积动力的影响。这些研究结果为研究东海近岸海域环境演变提供了研究依据。     

闽北近海柱状沉积物粒度特征及沉积速率研究

通过对闽北近海柱状沉积物的粒度频率曲线、粒度参数、粒度组成和沉积速率变化等特征分析,探讨闽北近海现代沉积环境条件变化.结果显示,闽北近海沉积物类型单一,以粘土质粉砂为主,粒级变化不大,粒度组成相对集中,粉砂级占绝对优势.频率曲线主要以主次双峰型为主,Zk1、Zk2柱样局部层位为主次三峰形态.Zk1、Zk2、Zk3柱样分别在78、69、87 cm处有不太明显的分段特征,上段平均粒径均略大于下段.研究表明潮流作用是该海域主沉积动力,沉积物主要以陆源物质为主,研究海域的水深整体略有变浅.研究区现代平均沉积速率为1.18～1.23 cm/a,里山湾和台山列岛附近海域沉积物平均沉积速率较快,分别为1.23、1.20 cm/a,大于七星列岛附近海域的沉积速率1.18 cm/a.海水动力条件是主要的控制因素,百年以来里山湾和台山列岛附近海域的水动力大小逐渐减弱,沉积物的沉积速率减小,台山列岛附近海域沉积速率减小幅度比较大;七星列岛附近海域水动力条件逐渐增强,沉积速率缓慢增加.     

百年尺度东海内陆架风暴事件重建:器测记录与沉积记录耦合

未来全球变化可能带来极端事件的强度增加、频度提高，加之海面上升加快，给海岸带防灾减灾工作带来更新防护标准的课题。由于台风的器测记录时间较短，需要从其他载体寻找替代指标以延长台风记录的时间跨度，这样才能更好地估计极端事件的强度–频率关系。陆架泥质区的风暴事件沉积记录和历史文献中的有关灾害记录，是拓展台风记录的两个方向。本文试图通过台风观测记录与沉积记录的耦合，重建百年尺度东海内陆架泥质区的风暴事件沉积记录，并与气象灾害记载的台风暴潮成灾事件相印证，以期探讨陆架泥对台风事件的保存潜力，及其可能反映的台风信息(如路径和强度)。2018年在浙江温岭近海采集了2 m长的柱样沉积物(J1)，通过多指标(粒径分布、D₉₀、Zr/Fe、Sr/Al、Ca)综合识别出台风沉积事件；采用放射性同位素210Pb定年法确定沉积物的年代序列，将识别的台风沉积记录与器测台风记录通过时间标尺进行耦合分析。结果显示，J1的沉积速率约为1.1 cm/a，年代跨度大约是1836年至2018年；整根柱样共识别出25次台风沉积事件，其中气象观测时期(1950?2018年)有10次台风事件留下了沉积记录，这10次台风的平均风速与影响J1的所有台风平均风速比较接近，且大多数属于登陆浙闽、成灾较严重的III型和IV型台风。通过多变量综合分析，发现就J1而言，沉积记录中台风事件的保存潜力约为30%；另外，历史文献中记载的台风事件可能偏重于登陆、成灾的较强台风，因而文献记录的台风数量显著少于实际产生影响的台风数量。这些认识有助于更好地利用沉积记录中保存的台风事件拓展台风记录的时间跨度，也有助于指导未来的采样地点，以尽可能多地获得保存更完整的台风沉积记录。     

Sedimentation of terrigenous red soils in coastal area adjacent to an estuary and coral reefs,the Okkubi River estuary,Okinawa Island,Japan

Sedimentation process of fine-grained terrigenous red soils was observed on the seafloor by coral reefs near an estuary using a paired mooring of turbidity meter and sediment trap or a mooring of sediment trap and current meter. Silty clays contained in the bottom calcareous sands were mainly resuspended and trapped in both surface and bottom layer traps, at noncatastrophic normal sedimentation periods. In addition, silty clays were supplied to this mooring site by inflowing river. Turbidity and the flux rate determined by sediment traps show certain relationship accompanied with the coefficient, which is changed by precipitation, current, and other conditions. Resuspension process caused by a typhoon was recorded as both core sequence of sediment trap and time-series data of bottom current. Maximum velocity of 49.5 cm/s was recorded from bottom currents resulting from the passing of attyphoon at the mooring site. A graded sand layer is interbedded in dark-gray, silty clay and considered to be a resuspended sediment resulting from the passing of the typhoon. Flux of the resuspended sediments by the typhoon was estimated from this core sequence and compared to the flux observed at the normal sedimentation.     

珠江口河流输沙、河口沉积与粒度信息之间的联系

河口三角洲地区泥沙供应充分，是现代沉积速率较高的区域。快速沉积的泥沙包含高分辨率的环境信息。采用放射性同位素测年方法研究了珠江口伶仃洋大铲湾海域6个柱样的现代沉积速率，以2mm的间隔分析了其中2个柱样上部的粒度，并对其平均粒径和珠江流域的年输沙量进行了快速傅里叶变换，以期获取河流泥沙供应、河口沉积速率和沉积物垂向粒度变化的对应关系。结果表明，大铲湾海域的沉积速率为1～3cm／a，受动力条件和泥沙供应条件的影响显著。2个柱样的平均粒径的最显著重现周期与珠江年输沙量的周期性有较好的对应关系，并可能反映了季节的、年的和多年的沉积速率信息。对于每年沉积厚度在厘米级的环境，以毫米级的高分辨率进行粒度分析，有可能揭示出沉积物供应的季节变化和年际变化。本研究亦可为其他河口的相关工作提供借鉴。     

长江河口近底层悬沙和沉积物的交换过程研究

大河河口的动力沉积过程一直是陆海相互作用研究的核心内容,其中水体泥沙的垂向交换是河口动力-沉积机制分析中的关键环节。基于2011年12月对长江河口及其邻近海湾采集的大范围、高密度的近底层悬沙、海床表层1~2cm(表层沉积物)和垂向向下约2~10cm的沉积物(次表层沉积物)同步3组303个样品,利用经验正交函数方法,对河口地区的悬沙和沉积物交换过程进行研究。结果表明:近底层水体悬沙的空间分布模式主要以粉砂粒级为主,空间分布差异性不大;表层及次表层沉积物的空间分布模式相似,但较近底层水体悬沙的分布复杂,存在明显的区域性特征,其中南汇边滩水域中部辐散区的沉积物表现为粗粉砂-细砂模式,其他区域由粉砂组分模式组成。近底层水体悬沙、表层和次表层沉积物的第一模态主要反映了粒径较细的泥沙运动,第二模态主要反映了粒径较粗的泥沙运动。在近底层水体悬沙与表层沉积物的垂向交换中,主要交换粒级为粉砂组分粒级。在表层沉积物与次表层沉积物的垂向交换中,南汇边滩中部辐散区的主要交换粒级为粗粉砂-细砂组分粒级,其他区域主要为粉砂组分粒级。     

杭州湾北岸潮滩沉积物粒度的时间变化及其沉积动力学意义

2002年5月-2003年4月对杭州湾北岸中潮滩一个固定观测点表层沉积物进行逐日取样,采用库尔特LS100Q型激光粒度仪进行粒度分析,探讨潮滩沉积物粒度随时间的演变。结果表明,潮滩粒度特征在时间上有明显的变化,1～6月潮滩堆积期间沉积物粒度较细,7-12月潮滩侵蚀期间沉积物较粗,其中1月和7月为潮滩冲淤转换期间沉积物粒度显示双峰分布;沉积物午平均粒度亦显示双峰分布,细颗粒部分主要是由于悬沙落淤形成,而粗颗粒部分主要是由于潮滩下部粉、细砂物质向上推移形成。通过潮滩沉积动力学的探讨阐明了潮滩沉积物粒度演变的原因和特点。     

A cross-system analysis of sedimentary organic carbon in the mangrove ecosystems of Xuan Thuy National Park, Vietnam

A cross-system analysis of bulk sediment composition, total organic carbon (TOC), atomic C/N ratio, and carbon isotope composition (δ¹³C) in 82 surface sediment samples from natural and planted mangrove forests, bank and bottom of tidal creeks, tidal flat, and the subtidal habitat was conducted to examine the roles of mangroves in sedimentation and organic carbon (OC) accumulation processes, and to characterize sources of sedimentary OC of the mangrove ecosystem of Xuan Thuy National Park, Vietnam. Sediment grain sizes varied widely from 5.4 to 170.2 μm (mean 71.5 μm), with the fine sediment grain size fraction (< 63 μm) ranging from 11 to 99.3% (mean 72.5%). Bulk sediment composition suggested that mangroves play an important role in trapping fine sediments from river outflows and tidal water by the mechanisms of tidal current attenuation by vegetation and the ability of fine roots to bind sediments. The TOC content ranged from 0.08 to 2.18% (mean 0.78%), and was higher within mangrove forests compared to those of banks and bottoms of tidal creeks, tidal flat, and subtidal sediments. The sedimentary δ¹³C ranged from − 27.7 to − 20.4‰ (mean − 24.1‰), and mirrored the trend observed in TOC variation. The TOC and δ¹³C relationship showed that the factors of microbial remineralization and OC sources controlled the TOC pool of mangrove sediments. The comparison of δ¹³C and C/N ratio of sedimentary OC with those of mangrove and marine phytoplankton sources indicated that the sedimentary OC within mangrove forests and the subtidal habitat was mainly composed of mangrove and marine phytoplankton sources, respectively. The application of a simple mixing model showed that the mangrove contribution to sedimentary OC decreased as follows: natural mangrove forest > planted mangrove forest > tidal flat > creek bank > creek bottom > subtidal habitat.     

连云港附近岸滩表层沉积物的动态判别

本文用多元统计分析阐述了连云港附近岸滩表层沉积物的粒度特征,以及沉积物的平均粒径与波浪、潮流最大底切速之间的密切关系,从而得到沉积物运动的判据,它对预测岸滩冲淤亦具有一定的实际意义。     

厦门湾及邻近海域沉积物分布特征和沉积速率

2007年和2010年在厦门湾及邻近海域进行底质表层沉积物和柱状岩心样品采集,并进行粒度分析及粒度参数计算,获得了研究区底质表层和柱状沉积物样品的粒度分布特征.结果表明,厦门湾海域沉积物类型多样,以粉砂质砂和砂质粉砂为主.平均粒径介于?1.5Φ~7.5Φ之间.采用 Gao-Collins粒径趋势分析方法,发现九龙江口的沉积物主要呈东南方向净输运,而大金门南侧海域沉积物则有向九龙江口输运的趋势,同安湾内沉积物由海岸向湾中央输运;厦门东部海域沉积物向北输运,翔安南部海域沉积物向同安湾口以及澳头近岸输移.对柱状岩心进行放射性同位素210Pb 测年分析,计算得到九龙江口沉积速率为2.62 cm/a,进而探讨了九龙江口的沉积环境演化特征,研究成果可为区域资源开发和环境保护提供科学依据     

潮流场对渤、黄、东海陆架底质分布的控制作用

运用二维潮流数学模型，模拟了渤、黄、东海陆架的M2潮汐、潮流。结果表明，渤、黄、东海陆架的潮流有强弱之分以及往复流和旋转汉之别。在此基础上，计算了8种粒径沙的湖平均悬移输沙率、潮平均推移输沙以及相应的输沙率散度。根据输沙率散度的正负，划分了海底冲刷区与淤积区。根据不同粒径泥沙输沙率散度的相对大小，确定出海底的主要底质类型为砂质沉积、粉砂质泥沉积和以粉砂为主的混合沉积。计算结果表明，海底3种主要底负类型的分布格局与海底的冲淤格局以及与输沙率矢量的发散和聚合状况基本一致。在渤、黄、东海陆架，沙脊主要在强往复流区形成，沙席主要在强或较强的旋转流区形成，泥质沉积主要在弱潮流区形成。砂质沉积、泥质沉积以及混合沉积这3种主要底质类型并非孤立存在，而是受渤、黄、东海陆架潮流场控制而形成的一个完整的潮流沉积体系。渤、黄、东海陆架的砂质沉积与泥质沉积并非残留沉积，而是潮流沉积。在没有冷涡的情况下，黄、东海陆架的典型泥质沉积在弱潮流环境中同样可以形成，因此，认为冷涡并非黄、东海陆架典型泥质沉积形成的必要条件。     

南海西沙永乐龙洞沉积物组成、来源及其沉积作用

南海永乐龙洞发育于永乐珊瑚礁台地,龙洞深度达300m,为世界之最。沉积物堆积在龙洞的洞壁斜坡、龙洞中部的转折平台以及洞底等部位。使用激光粒度仪、X射线粉晶衍射仪、X射线荧光光谱仪等对采自不同深度的沉积物进行了粒级、矿物物相、元素含量的研究。研究结果表明:龙洞沉积物绝大部分为钙质生物碎屑,以砂粒级碎屑为主,含砾石碎屑、粉砂碎屑,分选和磨圆差;沉积物矿物组成以文石、高镁方解石为主,含少量低镁方解石,其平均含量分别为69%、28%、3%;化学组成以Ca、Mg、Sr为主,平均含量分别为35.5%、0.9%、0.5%,含少量Si、Al、Ti、P、S等元素。该区沉积物来源包括礁坪生物碎屑和东亚季风风尘陆源物质两个方面,以礁坪来源的生物碎屑为主;龙洞沉积作用包括机械捕获作用和垂直沉降作用两种方式,而以机械捕获作用为主。