浙江省三门湾北部潮滩互花米草遥感研究

浙江省三门湾地区潮滩互花米草扩散迅速,已成为潮滩主要植被类型,挤占滩涂生态空间,降低海湾纳潮量,引起滩涂淤长和水交换能力下降,互花米草入侵和扩散问题引起当地生态环境和海洋管理部门高度关注。本文利用Landsat和Sentinel-2系列卫星遥感数据,结合无人机摄影测量,对三门湾北部潮滩近20年来互花米草分布和变化进行分析,结果表明,近20年间三门湾北部潮滩互花米草快速扩张,面积由2000年的21.8 km²增加到2017年高峰值为38.6 km²,年扩展面积近1 km²,主要分布在宁海县的一市港、双盘涂、三山涂和象山县的蟹钳港等湾顶潮滩区。2017年后,部分互花米草生长的上部潮滩被改造为海水养殖池,总体上互花米草面积有所下降,到2020年4月份统计的互花米草面积为34.9 km²,但潮滩下部米草扩增趋势仍然持续。扩增主要为沿潮沟两侧及先斑块后连续的特征。高程、人类活动引起的水动力环境改变是互花米草面积变化的主要因素。     

基于GNSS-RTK技术的高精度海岸侵蚀监测方法

介绍了国内、外海岸带监测技术的发展历程及GNSS-RTK技术在海岸带侵蚀监测系统中的应用原理,根据海岸带地形特点,研究并实践GNSS-RTK进行海岸带监测的具体方法和步骤,通过对监测数据结果进行对比分析,证明GNSS-RTK技术是实现高精度海岸带侵蚀监测的合适方法。     

杭州湾沉积物中硫酸盐—甲烷转换带内的碳循环

杭州湾海底沉积物中蕴藏着大量的浅层生物气,作为温室气体CH4的重要载体,研究其甲烷厌氧氧化(AOM)及相关碳循环过程,对正确评估浅层生物气的生态环境效应具有重要的科学意义。通过对YS6孔柱状沉积物孔隙水、顶空气等地球化学参数的测试分析,基于质量平衡和碳同位素质量平衡原理,利用"箱式模型"定量研究了硫酸盐—甲烷转换带(SMTZ)内的碳循环过程。结果表明:SMTZ位于海底约6～8 mbsf沉积层,其内部碳循环过程除了包含有机质的硫酸盐还原(OSR)、AOM和碳酸盐沉淀(CP)反应外,还隐藏存在"AOM生成的溶解无机碳(DIC)"产甲烷反应(CR),反应速率分别为9.14、7.42、4.36、2.72 mmol·m~(-2)·a~(-1),而有机质降解产甲烷反应(ME)未发生。各反应对SMTZ内孔隙水DIC的补充贡献率为OSRAOMME,而对DIC的消耗贡献率CPCR。深部含甲烷沉积层向上扩散而来的CH4并不是驱动SMTZ内部SO42-还原的唯一电子供体,CR和OSR反应亦是导致进入SMTZ内硫酸盐扩散通量大于甲烷的重要因素,且SMTZ下边缘沉积层出现明显的13CH4亏损亦与CR反应有关。本研究认为,定量评估海底沉积物中AOM作用的相对强弱时,SMTZ内可能存在的"隐藏的"产甲烷作用(如CR、ME等)不能忽视。     

东海外陆架晚第四纪若干沉积学问题的研究现状与展望

我国东海陆架尤其外陆架的晚第四纪沉积地层、古河道沉积与下切河谷充填沉积、潮流沙脊沉积研究等已经取得较多研究成果,综述已有的研究认识和关键科学问题,讨论地层研究中的氧同位素2期和4期地层划分出现的争议、不同的地层演化模式以及与之紧密相关的末次冰盛期古河道的存在与演化、东海陆架冰后期潮流沙脊成因研究中存在的不同观点,提出未来东海外陆架晚第四纪沉积学研究的思路和工作展望。     

青岛胶州湾大沽河口滨海湿地的碳埋藏能力

河口滨海湿地是海岸带的重要组成部分,沉积速率高,伴随河流泥沙颗粒物进入海洋的有机质主要埋藏在河口及临近海区.通过对河口滨海湿地碳埋藏能力的研究,能够更全面地认识河口滨海湿地在全球碳循环中的作用,有效评估其对全球气候变化的影响.以青岛胶州湾大沽河口滨海湿地为研究对象,估算研究区自然湿地全新世碳埋藏能力.通过对3根岩心共计117个样品的粒度、有机碳/氮测试分析和统计,结合210Pb、137CS测年结果计算得出,研究区陆域沼泽湿地环境总碳沉积通量为102 gC/m2/a,其中有机碳沉积通量为84.8 gC/m2/a;滩涂湿地环境总碳沉积通量为93.5 gC/m2/a,其中有机碳沉积通量为69.9 gC/m2/a.估算现代大沽河口31 km2自然湿地范围内,平均年总碳埋藏量为2.96 GgC,有机碳埋藏量为2.27 GgC.根据研究区历史调查资料统计,大沽河口三角洲全新世沉积地层厚度为3～10 m,按平均厚度6 m估算,全新世以来河口湿地总碳埋藏量为66 GgC/km2,有机碳埋藏总量约为51 GgC/km2.     

基于原位观测的胶州湾沉积物侵蚀再悬浮过程研究

海洋动力作用下,河口海岸地区海床通常处于动态变化之中。作为地质环境的控制因素,海床沉积物侵蚀再悬浮过程的研究具有重要意义。为阐明胶州湾海域水动力条件对海床侵蚀再悬浮的作用,本文利用海底原位观测三脚架进行了现场观测。观测结果显示：通常条件下,潮流导致的最大海床剪应力可达0.35 N/m²,高于波浪引起的剪应力。涨潮期间,海床发生侵蚀;退潮期间,海床发生淤积。风速达到5 m/s时,波浪引起的剪应力近似等于流致剪应力。风速达到7 m/s时,有效波高为26 cm,波浪对海床侵蚀再悬浮过程起主要作用;此时也会导致海水浊度显著上升,高于通常条件下的2-8倍。分析表明：通常条件下,周期性海流影响海床侵蚀再悬浮过程;而大幅度沉积物再悬浮过程由偶发的波浪事件控制。针对胶州湾沉积物动力学机制的深入研究仍待进一步开展。     

海底泥流的流变试验及强度模型

海底泥流是海底斜坡发生失稳滑动后,经复杂的水土交换作用演变成的稀式海底滑坡体,表现出土体和流体的双重特征,而现有的测试方法难以获得低剪切应变率下连续变化的强度值,不能很好地揭示其综合强度特性。利用新型全流动贯入仪和RST流变仪,对模拟海底泥流在不同剪切应变率下的流变和强度特性进行了多组试验研究,并基于试验结果分析了不排水剪切强度、屈服应力和表观黏度与含水率的相关性。基于剪切稀化理论,提出分阶段拟合模式来描述海底泥流从低剪切应变率到中高剪切应变率的流变关系;通过多种常规流变模式拟合结果的对比分析,显示出新流变模式的适用性和优势。考虑强度软化的影响,建立了全剪切应变率范围内海底泥流的不排水剪切强度模型,为海底泥流运动过程的数值模拟和灾害评价提供科学依据。     

基于极限分析上限方法的海底斜坡地震稳定性

极限分析上限方法在海底斜坡稳定性评价中受到了广泛关注,但已有成果未考虑地震荷载以及多土层海底斜坡可能出现的局部破坏机制。基于上限定理,推导了拟静力水平地震条件下多土层海底斜坡外力功率与内能耗散率平衡方程;结合强度折减技术和最优化方法,求解了海底斜坡整体和局部地震稳定性安全系数,并实现了多土层海底斜坡的局部滑动面搜索;通过典型算例分析,验证了本文方法的有效性。在此基础上,探讨了不同水平地震条件下两种组合土层海底斜坡的整体和局部稳定性,通过与数值解对比,其结果可以较准确地评价海底斜坡稳定性并有效预测滑移面位置。最后,将极限分析上限方法应用于一海底斜坡工程实例。     

推进海岸带综合地质调查,为社会经济持续发展提供支撑

海岸带是一个完整的环境系统,位于海陆相互作用的交集地带。海岸带地质工作是海岸带社会经济可持续发展,解决人口、资源、环境矛盾的重要保障。随着经济社会的发展,沿海经济区城市群规划布局、海岸带土地利用和海洋功能区划、重大工程布局与建设、生态文明建设和环境保护、减灾防灾和应急、地质资源开发规划、地质科学发展等都迫切需要加强海岸带地质工作。通过海岸带海域综合地质调查、海岸带地质环境和地质灾害监测系统建立、海岸带地质灾害预警和应急响应中心建成,将取得一批服务于海岸带地区经济社会发展需求的基础调查成果、一批服务于各级政府决策的专题性成果和破解重大地质问题的技术创新示范性成果。     

鲁南沙质海岸的侵蚀量及其影响因素

近数十年来,鲁南海岸持续侵蚀,与20世纪60年代相比,该段岸线平均蚀退率1 m/a左右,海滩沙侵蚀量约20.79×104 m3/a.其中,近28年陆源输沙平均减少6.47×104 m3/a,人为前滨采沙8.9×104 m3/a,海平面上升引起海滩侵蚀量约为1.67×104 m3/a,该三因素影响力度之比为4∶5∶1.