南海珊瑚礁人工岛淡水透镜体形成过程及影响因素

中国目前在珊瑚礁上建设人工岛的目标是建成生态宜居岛屿,人工岛地下海水在降雨入渗驱替作用下逐渐淡化,形成的淡水透镜体是支撑岛屿生态系统的重要水源。本文针对南海珊瑚礁普遍存在的上土下岩的二元地质结构,考虑不同测量方法得到的南海人工岛填筑所用珊瑚砂渗透系数存在较大差异,建立了珊瑚礁人工岛淡水驱替海水形成淡水透镜体的动态模拟模型,对南海某珊瑚礁人工岛开展了系列数值模拟研究。结果表明,人工岛礁二元地质结构不同的渗透性对人工岛淡水开始形成时间无明显影响,填岛完成2年左右的时间可观测到淡水,估计（或理论计算）在10~20年内可形成相对稳定的淡水透镜体;在人工岛面积达到一定规模的前提下,全新世珊瑚砂沉积物渗透性是控制人工岛礁淡水透镜体的主要因素,能够形成的淡水透镜体体积随渗透系数增大而呈对数减小,并且淡水透镜体体积随全新世沉积物渗透性增大而减小的速率较淡水透镜体厚度更加显著;淡水透镜体越过不整合面进入更新世礁灰岩后,由于含水层渗透系数突然增大,淡水透镜体向水平方向扩展,在礁灰岩顶界形成“髭”状淡水体。     

与海结缘 永不懈怠——庆祝赵焕庭研究员80大寿暨从事海洋地质地貌科研工作60周年

赵焕庭研究员从事地球科学·海洋科学的研究工作已近60年,学生时期师从曾昭璇等名师学习地质地貌理论及如何进行野外考察,工作多年来勤于野外考察,致力创新,成果累累,在珠江河口演变、华南海岸动力地貌、华南海岸和南海诸岛珊瑚礁研究等方面有较大学术贡献。近年来,赵先生陆续参加了国家重大科学咨询项目和有关科技项目的研究,出版专著《广东徐闻西岸珊瑚礁》及主编《接收南沙群岛——卓振雄和麦蕴瑜论著集》,参与多部著作的编写,并撰写了一批有关南海珊瑚礁的形成机制、地貌模型、灰沙岛透镜体和人工岛建造的论文。近年来,他经常接受各媒体采访,将其多次南沙科考经历和南沙的古今公之于众,藉此保护南海主权,传播南海正能量。古稀之年的赵先生在77、78岁仍分别获广东省和国家科技进步奖,充分地诠释其"与海结缘,永不懈怠"的精神。     

冷水珊瑚礁研究进展与评述

相比浅海暖水珊瑚礁,对深海的冷水珊瑚礁研究相对薄弱。近年来随着水下机器人和深潜器技术的进步,国际上兴起了深海珊瑚礁研究热潮。文章综述了：1）冷水石珊瑚的物种多样性及格局分布特征;2）冷水石珊瑚的生长特征及测量方法;3）冷水珊瑚礁的类型、形成机制与演化过程;4）海洋酸化对冷水珊瑚礁的影响;5）冷水石珊瑚对海洋古环境的记录等。最后提出中国南海冷水珊瑚礁研究展望,建议开展探测南海冷水珊瑚礁的分布,监测珊瑚礁区的生态环境,分析冷水石珊瑚群落特征,探讨冷水珊瑚礁对海洋酸化的响应机制,并利用南海冷水石珊瑚重建南海冷水珊瑚礁的发育历史及所记录的古海洋环境等研究工作。     

南海诸岛珊瑚礁人工岛建造研究

文章介绍了人工岛的概念、发展和面临的问题及在珊瑚礁上建造人工岛的特点。结合南海诸岛珊瑚礁的实际情况,分析南海诸岛珊瑚礁适宜建造人工岛的地质地貌条件,认为南海诸岛的岛屿、沙洲和干出礁均适合建造人工岛,而受限制的生态环境条件则从珊瑚礁相带方面来分析,并指出人工岛建造工程对珊瑚礁生态系统的影响以及人工岛建造导致的水动力改变对珊瑚礁地貌的影响。最后介绍了已建设的和正在建设的人工岛,提出在南海诸岛礁人工岛建设上应注重规划和选址,工程建设应采用"自然仿真"的总体技术思路,力求使人工岛今后可持续发展。     

曾昭璇先生对南海地理研究的重要贡献

曾昭璇先生是中国著名的地理学家,地貌学家和教育家.他在学术生涯的不同阶段对地貌学,自然地理学,历史地理学,人类地理学等学科领域均有积极的探索,他对南海地理问题的研究贯穿他的一生,为中国南海地理研究作出重要贡献.他深入研究南海海岸地貌,珊瑚礁地貌,主张采用"地形类型分析法"划分海岸类型,将中国海岸类型划分为山地港湾岸,台地岸与平原岸;他与梁景芬等合著《中国珊瑚礁地貌研究》,系统论述中国珊瑚礁探测史和石珊瑚的种属,生态,地貌特征与发育,并将中国珊瑚礁划分为四大区,六种地貌类型;他完善了珊瑚礁地貌土地名分类,根据《更路簿》划分南海珊瑚岛礁分布区,绘制珊瑚岛礁探测图;他利用历史文献资料考证"石塘"等南海诸岛古地名;他从地质学与地貌学角度论证南海诸岛与中国大陆的陆缘关系,还利用历史地理与地方志等资料佐证了南海诸岛自古以来就是中国的固有领土.     

南海诸岛珊瑚礁可持续发展

珊瑚礁是具有极高生物生产力和生物多样性的海洋生态系统之一,由于受到自然因素（如气候变化、海平面上升和海洋酸化等）以及人类活动（如过度捕捞、沉积物、污染物和区域发展等）因素的影响,珊瑚礁生态系统近年来不断处于退化之中。如何保护珊瑚礁资源,以使其能持续为人类提供产品和服务,满足当代和未来人们发展的需要则成为关注的焦点。文章介绍了珊瑚礁可持续发展的概念和模式,分析了南海诸岛在珊瑚礁国土资源、渔业资源、旅游资源和油气资源等几方面的可持续发展潜力,及其所面临的自然、人为压力,据此给出了珊瑚礁可持续发展的途径。     

南海珊瑚礁高分辨率遥感地貌分类体系研究

珊瑚礁遥感地貌分类体系在珊瑚礁遥感地貌制图中具有重要的指导作用。目前,珊瑚礁遥感地貌分类体系仍存在构建标准不统一、部分重要地貌类型不突出以及涵盖地貌类型不完备等问题,影响了珊瑚礁遥感地貌制图应用于珊瑚礁科学和管理。本文采用中国南海46个珊瑚礁(环礁、台礁)的高分辨率遥感影像(WorldView-2、Quickbird),并结合西沙群岛15个岛礁的地貌实地调查数据进行南海高分辨率遥感地貌分类体系的构建研究。以各地貌类型所处礁体位置、动力特征、出露程度和沉积类型为划分标准,将相似尺度和重要性相当的地貌类型归为同等级别,共构建了3级19类南海珊瑚礁遥感地貌分类体系。该分类体系划分标准统一、地貌类型数量最多且完备,新命名了内礁坪生物稀疏带、内礁坪生物丛生带,补充了水下礁脊、潮间带浅滩、浅水礁塘等地貌类型,便于直观理解和推断不同尺度的海洋生态相互作用及重要性。同时,其多等级多尺度性适用于分辨率由低到高的南海珊瑚礁遥感地貌制图,有助于珊瑚礁态势演变分析、管理和保护,为维护国家海洋权益作出应有的贡献。     

南海资源环境地理研究综述

南海及沿岸地带是亚太地区经济发展最有活力和潜力的地区之一,受全球变化和人类活动的影响,南海资源环境正发生快速变化,对社会、经济、生态和环境带来新压力。本文从地理空间信息角度,以海岸资源、海洋资源和珊瑚礁资源的地理研究为综述内容,梳理了该区域岸线遥感监测、油气资源储量及渔业资源渔获量的地理差异、珊瑚礁地貌遥感监测与珊瑚白化等相关研究进展,讨论了已有研究的成果及其薄弱方向,依据发展趋势探讨了未来研究工作的重点。综述发现,南海资源环境的地理空间研究中,主要成果表现在资源环境的大面积快速监测与地理分异性方面,但在资源分布的内在机制及资源开发的环境效应影响方面仍缺少足够的研究。未来可望获得突破的研究主要包括：区域时空多尺度特征及其效应,区域间自然和社会发展的分异和规律,多源数据融合的南海资源动态监测的精度与时效的提高,以及资源变化过程的海洋生态与环境综合效应研究等。     

珊瑚礁岩土的工程地质特性研究进展

文章综述了珊瑚礁岩土工程的研究意义、珊瑚礁岩土的组成、钙质砂的物理性质、钙质砂的静力学特性、珊瑚礁岩土中的桩基工程、珊瑚礁混凝土等方面的研究现状。得出：1）颗粒易破碎是钙质砂最重要的特性,直接影响着钙质砂的其他力学性能,而影响钙质砂颗粒破碎的主要因素有围压、有效应力、颗粒级配、初始孔隙比、颗粒强度、颗粒形状等;2）生物颗粒的易破碎以及成桩过程对钙质砂结构的扰动,导致钙质砂中的桩基承载力远低于普通石英砂;3）在以珊瑚砂为原料的混凝土工程中,利用抗硫酸盐水泥拌养的珊瑚混凝土,其强度和耐久性相对较好。最后指出：加强对钙质砂颗粒破碎发生机理的研究以及建立破碎模型、加强对新型珊瑚礁钢筋混凝土和新型桩基的研究、开展珊瑚礁岩土工程的灾害预防与处理以及工程后期的养护等,是珊瑚礁岩土工程进一步研究的方向。     

南海西沙海域甘泉海台的阶梯状地形

通过多波束水深资料,研究了南海西沙海域甘泉海台地形特征。甘泉海台顶面平坦,坡度通常＜1°,但存在3级阶梯状地形,水深范围介于550~700 m,这3级阶梯状地形总体向南西倾斜。在600~850 m水深范围内,甘泉海台普遍发育水下阶地,识别出的水下阶地多达5级,其中西侧阶地发育程度优于东侧。初步认为：甘泉海台顶部和周缘阶梯状地形是冰期―间冰期旋回尺度上全球海平面变化和南海地壳沉降共同作用的结果,这２个因素可能也控制着南海其他珊瑚礁的发育演化。在850~1 300 m水深范围内,甘泉海台周缘存在倒石堆状地形,推测主要是珊瑚礁碎屑从礁顶搬运沉积的产物,甘泉海台西北侧比东南侧倒石堆地形更加发育的现象估计与甘泉海台顶面向南西倾斜直接相关。     

Where Have All the Beaches Gone? Coastal Erosion In The Tropics

From a physical geography perspective, tropical coasts are characterised by coral reefs, mangroves and carbonate beaches on atolls and low reef islands. They face threats not only from sea level rise, but also from human activities that destroy mangroves, degrade coral reefs and accelerate beach erosion. Physical conditions in the tropics are suitable for the ideal tourist beach. Conceptually, the tourist coast can be considered as the integration of a physical system (the coast) and a human system (tourism). Studies have been carried out on various types of tourist coasts in Southeast Asia. For many atoll island states, sea level rise is more than just a threat to their tourism; it also determines their survival. In recent years, assessments of their vulnerability and adaptation have favoured a more integrative approach of physical and human sciences. Hopefully, this should result in a better analytical tropical geography that could play an important role in reducing coastal erosion and assist the small island states.     

徐闻县西部珊瑚礁的分布与保护

雷州半岛属热带北缘季风气候,沿岸海洋属热带海洋,生长浅水造礁石珊瑚,但只有雷州半岛西南部沿岸形成珊瑚礁,是中国大陆(不含岛屿)沿岸唯一的礁区.主要为岸礁,有个别为斑礁.徐闻县西部沿岸有16段珊瑚礁,初步统计总长约37.5 km,面积30.1 km2.由于人类不当的开发导致珊瑚不断死亡,珊瑚礁生态退化.现已成立的珊瑚礁自然保护区,应予加强管理.海水养殖珍珠与珊瑚礁自然保护事业是可以协调发展的.     

关于海洋岛屿成因分类的新意见

岛屿对于发展海洋经济,确定海洋权属,以及国家安全等方面都具有重要地位。因此,岛屿的成因分类研究具有重要理论意义和应用价值。传统上将岛屿分为大陆岛、海洋岛(火山岛与珊瑚岛)和冲积岛。这种分类已经不能适应现代地球学科的新进展。本文根据板块构造理论和大洋地貌体系,提出新的岛屿分类意见,即分为内力和外力两个成因系列,包括近岸大陆岛、隆起大陆岛、大陆火山岛、岛弧陆块岛、岛弧火山岛、俯冲增生岛、无震海岭火山岛、微型陆块岛、海山火山岛、中脊火山岛、构造断层岛、河口沙岛、障壁岛、侵蚀沙岛、珊瑚岛15个类型。     

2009—2017年南沙群岛珊瑚礁砾洲演变

通过对南沙群岛永暑礁、西门礁和安达礁3个砾洲结合现场实测数字高度模型（DEM）的遥感影像分析,重建了2011（2009）、2013、2015、2017年4个时段的砾洲DEM,分析揭示出珊瑚礁砾洲不同时段的地形地貌特征及其演变过程。结果显示：2009—2017年间,安达礁砾洲以侵蚀为主,砾洲不断缩小,平均高度、面积和体积呈下降趋势;2011—2017年间,永暑礁砾洲以水平和垂直加积为主,砾洲不断扩大增高,平均高度、面积和体积呈增长趋势;西门礁砾洲以水平加积为主,面积呈增大趋势,而平均高度呈下降趋势,体积变化趋势不明显。2011—2017年间,永暑礁和西门礁砾洲呈现向东或东南礁坪内侧潟湖方向的移动,而安达礁砾洲2009—2017年间则向西北方向礁坪外侧移动,移动距离明显大于永暑礁和西门礁砾洲。3个砾洲的演变主要受季风浪和台风浪的控制,表现为砾洲缩减向礁坪外侧迁移和砾洲扩展向礁坪内侧潟湖迁移的2种不同演变模式,这与砾洲各自所在礁坪在珊瑚环礁中的位置,以及礁坪形态造成的礁坪水动力环境的差异有关。南沙群岛珊瑚礁砾洲地貌的演变为深入研究南海珊瑚礁灰沙岛地貌发育演化及动力机制提供了重要的科学基础。     

珊瑚礁海水pH变化及其对海洋酸化的意义

珊瑚钙质骨骼δ11B重建的海水pH时间变化序列显示：珊瑚礁海水pH的长期变化具有显著的年际―年代际波动周期,并且这些波动是区域海洋气候过程和珊瑚礁海水生物活动共同作用的结果。珊瑚礁生态系统中的生物活动（光合呼吸作用和钙化作用）控制着海水碳酸盐系统的组成,调节着海水pH的变化。这一过程在全球气候环境变化和区域海气过程的影响下,一起作用于珊瑚礁海水pH的变化,因而使得不同海域的珊瑚礁海水对海洋酸化的响应有所差别。研究珊瑚礁生物活动在长时间尺度上对海水pH的作用对认识珊瑚礁海水酸化机理十分重要,同时也是了解珊瑚礁生态系统如何响应海洋酸化的重要手段。     

Sediment Facies of a Low-Energy, Meso-Tidal, Fringing Reef, Singapore

Pulau (P.) Semakau comprises a narrow, low-lying island, surrounded by a wide fringing coral reef of late-Holocene age. The modern reef flat comprises a gently sloping surface related to modern mean low water neap tide level. Six sediment facies are recognised below the line of high water of which three, adjacent to the island, are composed of terrigenous minerals and rock fragments and three are autochthonous carbonates sediments developed since local sea-level still stand (c. 6,500 years BP). The fringing reefs of P. Semakau and Singapore differ from many of the reef forms recorded from Peninsular Malaysia waters and the Gulf of Thailand. The Singapore reefs have wide, well-developed intertidal reef flats, lack lagoons and reef crests, and have a very steep reef slope. In contrast to most other fringing reefs of the region, the Singapore reefs have developed in a low wave energy, meso-tidal environment lacking strong environmental gradients.     

Improving understanding of the spatial dimensions of biophysical change in atoll island countries and implications for island communities: A Marshall Islands’ case study

Using coarse-scale approaches, existing national assessments of vulnerability and adaptation highlight physical land instability as a major threat to atoll island nationhood. However, such evaluations are bereft of detailed, ground-truthed analyses of the physical impacts of climatic change on reef islands, treating islands as homogenous in both biophysical and social characteristics. The distinct geomorphic context of two proximate reef islands (Jeh and Jabat) in the Marshall Islands was examined through conventional land survey techniques. A template documenting the nuances in island topography was used to evaluate simple inundation scenarios, reflecting current and future sea-level changes under storm surge conditions. The variations in local scale community exposure to inundation were discernible. The study highlights the importance of treating coarse-scale assessments with caution and underscores the need for continued commitment to resolving variations in community experiences to environmental change. Notions of risk and exposure are complex and embedded in both the biophysical and social contexts of each island community. Despite a number of targeted urban vulnerability studies in the Pacific there remains a need for efforts to document localised differences in experience to better inform contemporary adaptation efforts.     

南沙群岛地名分析

依据多种历史资料,介绍南沙群岛地名的变迁过程,对中国“更路薄”中的渔民俗称以及中国政府于1935年、1947年和1983年三次公布的南沙岛礁地名进行统计,分析渔民俗称和标准地名对维护中国领土和主权完整的重要意义,梳理了各套地名系统中的专名体系和通名体系,对地名语源进行探讨,研究各地名系统之间的演进过程,总结了各自的优点与缺憾。针对现用标准地名提出以下建议：① 有计划地公布部分资料中已有记载岛礁的标准地名;② 对大型环礁细部、新生沙洲和新建大型人工岛进行命名以利于维护主权和保障航行安全;③ 对于现用标准地名中的部分外来语源地名可恢复其渔民俗称;④ 对于存疑岛礁应尽快核实确认以去疑存真。