火山海岸与环境反馈——以海岛火山海岸为例

海南岛火山海岸以沿小火山口形成的海蚀地貌和全新世火山爆发使局部海湾抬升为海岸阶地、河口堵流并形成深切海湾以及促进了珊瑚礁发育为特征。火山活动改变了海岸带的地势、坡度、动力条件、沉积特征以及海岸演变趋势,火山海岸发育受到构造内动力、波浪、潮流、风化作用等外动力以及生物作用的多重影响。火山岩岩性和时代反映出北部湾湾底的现代拉张构造活动。夏威夷火山海岸的环境效应以造陆和板块移动形成岛链、近期熔岩流喷溢改变地貌和大气质量等为特征。现代日本鹿儿岛火山碎屑喷发物掩埋道路和建筑物并促发泥石流灾害,改变着火山海岸作用过程。对比研究火山海岸及其环境效应,及时预报并进而制定有效的防灾、减灾对策。     

华南热带海岸生物地貌过程*

海岸生物地貌过程研究海岸带生物过程和动力-沉积-地貌过程之间的双向相互作用,是海岸生态系统响应和反馈全球变化的重要机制,被列为全球变化核心项目海岸带陆海相互作用研究的重点内容。20世纪90年代以来的调查研究揭示了华南红树林和珊瑚礁热带生物海岸生物地貌过程的主要特点。造礁石珊瑚的高生长率和珊瑚礁高堆积速率是珊瑚礁生物地貌过程的物质基础;红树林生态系统的高生产力、高归还率和捕沙促淤功能是红树林生物地貌过程的物质基础。热带生物海岸地貌结构显示分带性和生物地貌类型和动力地貌类型的叠加和共存,潮汐水位严格控制群落分布格局并形成重要的生物地貌界限。热带生物海岸生物地貌过程有利于消除或减缓海平面上升的浸淹效应。热带生物海岸不断加剧的人类活动干扰和生态破坏导致生物地貌功能削弱和海岸资源环境恶化。     

人类活动引起的营养物质输入对海湾生态环境的影响机理与调控原理

近几十年来,高强度人类活动导致海湾生态环境恶化、生态系统失衡,已严重威胁到海岸带地区经济和社会的可持续发展。营养物质输入是人类活动影响海湾生态环境的关键因素。海湾营养物质来源多样,形态转化多变,生态过程及其效应复杂,营养物质在海湾的迁移转化规律及其对海湾生态环境的影响过程与机理,是国际海洋生态环境研究的前沿。目前,国际海湾生态环境研究主要呈现出如下发展趋势:1从环境质量、生物群落结构等现象研究转向环境变化机理、生态系统结构与功能的响应机制研究;2从对海湾生态环境某个环节的研究转向对海湾生态系统的全过程、系统性研究;3从单纯研究海湾水体转向陆海相互作用的完整性研究,并从管理上提出海陆统筹的要求;4从对海湾生态环境某个时段变化的研究转向生态系统长期连续变化规律的研究。未来应重点开展的研究包括:营养物质在半封闭性海湾长期滞留聚集条件下的迁移转化规律;营养物质变化对海湾生态系统结构与功能的影响过程与机制;基于生态系统水平的海湾综合管理理论体系。     

热带生物海岸对全球变化的响应

以热带生物海岸现代过程研究成果为基础,结合国内外相关资料,分析我国红树林海岸和珊瑚礁海岸对全球变暖、海平面上升、大气CO2浓度升高和海洋酸化的响应.其中,全球变暖和大气CO2浓度升高总体上有利于红树林生长发育,海平面上升对红树林和珊瑚礁的影响取决于红树林潮滩淤积速率和珊瑚礁礁坪堆积速率与海平面上升速率之间的对比关系.海平面加速上升将威胁部分红树林、珊瑚礁及其后的海岸堤防.全球变暖海表异常高温导致珊瑚白化、海洋酸化导致珊瑚和珊瑚藻钙化率降低将成为21世纪珊瑚礁的重大威胁.全球变化的不确定性和生态系统响应机制仍然有待进一步研究.主要是人类不合理开发活动导致目前红树林和珊瑚礁的广泛严重破坏,加强海岸带综合管理和生态环境保护,加强生态系统恢复重建,是有效适应本世纪全球变化影响的重要措施.     

大通站水沙关系演变驱动因素分析

大通水文站是长江进入河口的第一个关键界面,其水沙关系的变化不但直接影响河流本身的发展演变,也影响着河口三角洲的发育过程。深入研究大通站水沙关系的驱动因素,有助于更好地认识长江流域的输沙规律,可为流域地貌演变和对人类活动响应的深入研究提供科学依据。本文基于数理统计方法,重点从降水变化、径流变化、水利水土工程等方面定性定量地研究了气候变化和人类活动对大通站水沙演变过程的影响,结果表明：1954—2000年间降水量和输沙量变化特征较为一致,说明气候变化在一定程度上影响着大通站泥沙输移的变化过程,其更多地体现在对泥沙输移长期性变化的影响方面;2001—2010年输沙量急剧下降,大型水利工程的实施等人类活动对泥沙输移的影响是近10年来大通站入海泥沙急剧变化的直接诱因和主要原因,其主要体现在短时间尺度上。     

射阳港近岸海域沉积物特征及冲淤趋势

海岸是陆地与海洋相互接触和影响的地带,通常指受波浪和潮汐等海洋动力作用的沿岸地带,同时也是人类社会经济发展的重要地带,大型人类工程往往会对其短期地貌变化和沉积物特征产生巨大影响。沉积物粒度分析是研究海洋沉积作用及过程的一个基础的、重要的方法,通过射阳港海岸动力地貌调查,研究了射阳港区不同时期的水下沉积物分布特征,将不同历史时期海图的等深线对海床冲淤变化进行对比分析,认为双导堤完工后导堤口区域出现了明显冲刷,导堤两侧出现淤积,沉积物颗粒变细,表明港口工程等局部影响因素会在短期内显著改变水动力地貌。     

海岸带海陆交互作用过程及其生态环境效应研究进展

海岸带是地球表层物质、能量和信息流通交换最活跃区域之一,具有动态变化的盐度、溶解氧等地球化学梯度,其界面过程体现在大气降水-河水-海水-地下水-沉积物之间的物质循环和能量交换。在人类活动与气候变化双重影响下,海岸带面临着气候灾害、海岸侵蚀、海水入侵、滨海湿地退化、水体富营养化以及重金属、新型污染物等生态环境问题,成为地球科学和环境科学领域研究的热点。本文围绕海岸带水文-生物地球化学循环、人类活动影响下的海岸带环境问题、海岸带环境对气候变化的响应、海岸带海陆交互界面观测新技术新方法4个方面,综述了国内外研究进展与发展趋势,展望了海陆交互作用及其生态环境效应研究的未来发展方向。     

盐沼潮滩生物动力地貌演变研究进展

盐沼潮滩作为滨海湿地的一个重要类型,为河口海岸地区提供了多种关键的生态服务功能,具有重要的社会、经济与生态价值,其地貌演变规律的认知是海岸带保护修复和科学管理的基础。回顾国内外近一个世纪以来针对潮滩动力地貌过程的研究工作,发现研究热点已逐渐从传统的研究潮滩水-沙-地貌相互作用过渡到探索植物、动物、微生物等生物作用与动力、地貌之间的互馈机制,涉及海岸动力学、地貌学、沉积学、环境生态学等多个学科,是典型的交叉学科前沿研究领域。归纳了盐沼植被与潮滩多种因子的相互作用,总结了常用的盐沼潮滩地貌演变模拟手段及取得的机理认知,并提出今后在生物作用、陆海耦合动力地貌模型研发等方面的科学问题和发展方向。     

潮滩剖面形态与泥沙分选研究进展

潮滩剖面形态与多组分泥沙分选是海岸动力学与河口、海岸地貌学的重要研究内容,对保持生物多样性、研究沉积历史和沿海工程评估等具有重要的实际意义。从现场观测、理论解析和数值模拟等方面,归纳了在潮滩剖面形态特征与多组分泥沙分选方面研究的主要进展。回顾了潮滩剖面形态分别在潮流和波浪主导下的经典理论解析解,剖析了包括潮流、波浪泥沙来源及特性等主要影响因子以及植被、海平面上升、围垦工程等其他影响因子对潮滩剖面形态水平向、垂向泥沙分选过程的作用机理,同时提出了考虑水动力、生物作用、人类活动等多因子耦合作用下潮滩演变研究以及定量化预测方向的若干亟待解决的科学问题。     

HJ]Key words:climate change,human activities,hydrological influences,driving factors河口与海岸滩涂动力地貌过程研究进展

动力地貌过程是河口与海岸滩涂研究的基础和关键。从动力地貌作用过程、数值模拟技术应用、遥感技术应用等方面综述了近年来河口与海岸滩涂动力地貌过程研究的主要进展,并强调采用先进仪器进行现场原型观测、加强人类活动与全球变暖协同作用下的滩涂动力地貌过程及灾害研究、加强当前滩涂开发已移至中低滩背景下的滩涂动力地貌过程演变趋势研究、加强不同因素综合影响下的滩涂区域粘性泥沙运动特性的基础理论研究和重视国内外滩涂动力地貌过程的对比研究为未来进一步研究的方向。     

海岸缓冲区规划管理与立法初探——以莱州湾东岸为例

海岸带以陆海相互作用为基本特征,并形成了一系列相关的海岸带地质灾害.海岸及近海区域是海岸带陆海相互作用的关键地区,与人类活动关系密切,减轻海岸带灾害损失和保护海岸带环境的重点应在此设立海岸缓冲区.本文在分析莱州湾东岸海岸带陆海相互作用相关的地质灾害基础上,总结提出了海岸缓冲区规划的地质地貌标志、咸-淡水过渡带标志.对缓冲区规划原则、动态管理及海岸带立法做了初步的分析与探讨.     

舟山普陀岛现代海岸带沉积

对现代海岸带沉积的研究,它既有助于弄清海岸带的塑造过程和演变规律,也可为研究分析古海岸沉积提供依据。近年来我们对舟山普陀岛现代海岸沉积进行了调查研究,本文着重探讨该岛海岸沉积物类型和海滩不同地貌单元沉积相的标志。     

河口海岸沉积层理特征与形成机制

河口海岸地处海陆交界带,其沉积层理特征与形成机制是沉积动力学、动力地貌学和地层学等学科方向的研究热点,对评价海岸工程环境效应、重建沉积古环境等具有重要参考价值。通过梳理河口海岸区域径流、潮汐、波浪等多种动力因子作用的研究成果,归纳不同动力主导作用形成的沉积层理特征,剖析3种基本动力对沉积层理塑造的动力学机制,阐释洪水、风暴偶发动力因子以及生物扰动、海平面变化、围垦工程等其他影响因子对沉积层理形成和保存的作用机理。同时,总结了数值模拟手段在沉积层理形成和破坏机制解译方面的应用及取得的机理认知,提出在河口海岸沉积层理时空尺度认知、多因素耦合反演模型开发应用等方面有待进一步研究的科学问题。     

华南红树林海岸生物地貌过程研究

红树林生物地貌过程是全球变化海岸带陆海相互作用研究重点内容之一。本文以海南东寨港林市村,广东廉江高桥镇凤地村和车板镇那腮村以及广东深圳福田和锦绣中华3个半定位试验区有关红树林群落结构、潮汐动力、沉积特征和地貌特征的调查资料为基础,探讨红树林生物地貌过程的生物学基础,沉积地貌表现,红树林生态系对人类活动和海平面上升的响应。     

亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统“源—汇”过程

中小型山溪性河流易受极端事件和人类活动影响,且对环境变化响应敏感,在大陆边缘物质循环过程中发挥着十分重要的作用,但学术界对它们的重视程度不够。以闽江—东海陆架系统为例,通过资料收集、遥感解译、样品采集与分析等方法,系统研究了亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统的“源—汇”过程。研究结果表明,人类活动引起的土地利用变化使得闽江入海径流量和泥沙通量在波动中略有增加,但水库的建设显著减少了入海泥沙通量,并且减弱了水沙通量的季节差异,河流入海泥沙通量变化对流域人类活动敏感且响应迅速;河口水体环境、悬浮体浓度、沉积物粒度组成及陆源有机碳埋藏的空间分布格局均显示,闽江入海泥沙主要分布在闽江河口附近海域,其中粗颗粒泥沙在水动力的作用下主要堆积在河口水下三角洲平原及前缘,细颗粒泥沙主要堆积在水下三角洲前缘斜坡及前三角洲附近海域,仅有少量细颗粒泥沙沿岸向外输运并沿途沉积,与大河流—宽陆架系统及中小型山溪性河流—窄陆架系统显著不同。河口人类活动及极端事件通过改变沉积物组成、环境动力、入海泥沙通量等方式对河流—陆架系统的“源—汇”过程产生显著影响。在当前流域来沙量锐减、河口地区海砂开采等人类活动强度增大的情况下,有必要加强相关研究。     

江苏中部沿海潮滩对台风暴潮的响应

通过近年来对江苏沿海有影响的台风暴潮作用前后的滩面高程观测,结合台风浪资料分析,探究了江苏中部沿海潮滩对风暴潮的响应过程。结果显示:潮滩剖面在风暴潮期间呈现"低滩侵蚀、沿岸输运、高滩稳定",明显区别于沙质海岸在台风浪作用下"高滩侵蚀、离岸输运、低滩淤积"的演变特征。应用Delft3D平面二维水沙动力数学模型,模拟了正常天气和台风浪情况下的滩面演变,从动力学角度解释了潮滩间不同区域演变特征差异的原因,论证了台风浪对地貌演变的短历时"插曲式"作用,阐明了涨潮优势流是风暴侵蚀后泥沙沿岸向输运的主控因子。     

海岸带陆海相互作用(LOICZ)研究目标

海岸带陆海相互作用（ＬＯＩＣＺ）研究目标“ＬＯＩＣＺ科学计划”中明确列出“海岸带陆海相互作用”研究的长期目标是：（１）在全球和地区尺度上测定：①陆地—海洋—大气间通过海岸带的物质通量；②海岸系统改变和贮藏颗粒物质及溶解物质的能力；③外力作用、条件变化...     

河海交互作用沉积与平原地貌发育*

河流是搬运陆源泥沙的主要动力,对相邻的海岸海洋沉积动力有巨大影响。中国河流汇入海洋中的泥沙曾占全球入海泥沙的10 ％ ,现代中国边缘海大陆架在晚更新世时曾是海岸平原,河-海交互作用是形成海岸平原与浅海输积泥沙的主要因素。本文选择5个不同类型的河流展示其不同的泥沙运动与河口沉积的特性以及对相邻陆架之影响,包括: 1)强潮型动力的鸭绿江河口湾,形成从陆向海与从海向陆的双向水流交汇沉积,海岸形成潮流脊体系。 2)季风波浪为主导动力的滦河口,以泥沙的横向运动为主,形成沙坝环绕的双重海岸,沉积粒径自海向陆减小; 沿岸浪流携运泥沙向河口两侧分布,使沙坝具有沙咀状的复合特点。 3)弱潮型、多沙的黄河口,径流于两侧堆积指状沙咀,沙咀下风侧形成粉砂粘土淤泥湾,沿岸流携运泥沙向渤海湾延伸为淤泥舌。 4)径流与沿岸流组合作用的沉积模式,以长江口为代表,泥沙沿岸向南输运为主导,向海岸与向内陆架构成颗粒变细的带状沉积,外陆架出露残留砂。 5)充填河口湾的三角洲,以珠江为代表,河流分汊与会潮点泥沙堆积,悬移质扩散至湾外,被沿岸流携带沿海岸向SW运移,外陆架为残留砂沉积。20世纪80年代以来,上述河流均受到人为活动的改造影响,河流自然过程与河海交互作用效应均发生改变。本文主要以滦河三角洲为例阐述河-海交互作用与平原的地貌特征。     

现代地貌学的发展与思考

简要回顾了地貌学的发展史 ,认为现代地貌学的发展必须与时代发展趋势相结合 ,需要深入研究地貌演变与全球气候环境变化、区域经济可持续发展以及地球陆地系统的关系。综合分析了地貌学的研究方法 ,认为地貌学的研究方法主要有沉积学方法及动力过程方法。传统地貌学的研究多偏重于沉积学的方法。过去是认识现在的一把钥匙 ,沉积学方法是研究地貌发展历史与过程的有力工具 ,但要深入认识地貌演变的过去与现代动力过程与机制 ,进而预测地貌过程的演变趋势 ,必须采用动力过程分析的方法。动力地貌研究的发展应该汲取过程反映学派及数学地貌学派的经验教训 ,避免过于重视工具 ,本末倒置 ,甚至演变为数学游戏或模型游戏。动力地貌学的研究将彻底改变过去人们眼中对传统地貌学的印象———仅仅是现象描述和宏观分析。动力地貌学通过引进动力学模型、数学模型及地理信息系统等研究方法和技术 ,采用宏观与微观相结合 ,全面深入探讨各种地貌产生、发展的机制和规律。它具有动态性和较强的预测功能 ,从而可以更好地为经济建设和社会实践服务。文中还探讨了地貌学的各个发展方向 ,认为环境地貌、灾害地貌、城市地貌、旅游地貌、河口海岸地貌等应用地貌学分支近年来发展迅猛 ,主要是因为这些分支与经济发展的需求结?     

珠江三角洲中部子平原形成演变机理研究——以大鳌平原为例

海侵盛期以来珠江三角洲的形成演进受到原始地貌的控制,潮汐动力和河流作用被复杂的地貌单元分割和重塑.珠江三角洲中部平原依据其演进过程的空间位置和边界,相关的动力系统可以分成若干子平原,分别是番禺平原、顺德平原和大鳌平原.文章着重报道大鳌平原海侵盛期以来的形成演变机理的研究成果.基于收集的1700余个各类钻孔资料和本课题野外钻取的18个钻孔,进行了210个14C测年和沉积物粒度等相关分析,应用本课题开发的PRD-LTMM长周期'动力-沉积-形态'模型计算6000年以来的古珠江河口湾的流场、泥沙浓度场、冲淤厚度和岸线演变,以及对上述结果的地貌动力分析,揭示了大鳌子平原各主要沉积体的形成演变过程以及沉积动力机理.结果表明:1)大鳌子平原是外部海洋和河流等动力经过古磨刀门、古横门和五桂山所改造的复杂地貌动力环境下形成的; 2)大鳌子平原可以依据其沉积动力结构进一步分成至少3个主要的动力沉积单元,分别是古磨刀门大鳌沙涨潮三角洲、五桂山北麓边沿沉积体和磨刀门-古横门汇潮点沉积体; 3)3000～2500aB.P.的短暂高海面,导致古海湾纳潮量相应增大,出现大鳌沙第2次高沉积期.反映了局部小尺度动力结构与三角洲地形演进及海洋动力变化的密切互动关系.