云南星云湖沉积物植硅体记录的近代环境变化

为探讨气候变化与人类活动对湖泊环境影响,在云南星云湖水深8.2m处采集1支85cm长的柱状沉积岩心,对沉积岩心中的植硅体分析结果表明,植硅体种类丰富,呈有规律变化,其组合揭示了近160a以来星云湖地区环境演变过程。植物种类之间存在不同的比例关系,而且留下了人为扰动的明显印记。在整个沉积物柱的植硅体组合中,松等大型乔木始终占有很高的比例,而且越到上部比例越大,除了受滇中地区气候地理因素的影响外,可能还有人为的原因。星云湖地区近160a来的气候有明显的波动,由温凉湿润到湿热再到温热的趋势,在20世纪20年代与40年代是高温期,而40年代是最湿热的,这与传统中提到的80年代温室效应说法不相吻合。     

福建省万寿岩遗址船帆洞植硅体组合特征及其环境意义

万寿岩遗址位于福建省三明市,遗址之一的船帆洞中曾生活过两期古人类（40～37 kaBP和30～29 kaBP）。在第一期古人类的文化层中发现的人工石铺地面在我国旧石器考古中属重要发现,对研究末次冰期古人类生存环境具有重大意义。对船帆洞沉积物的植硅体分析显示,尖型植硅体和棒型植硅体数量比较占优势,扇型和块状植硅体含量其次,短细胞植硅体形态中鞍型的含量较多。结合聚类分析结果可将剖面至下而上划分为5个气候带,气候环境依次为凉干-冷干-冷偏干-凉偏干-温凉偏干。第一期古人类生活于带I底部,为凉干背景下较温暖的气候环境;第二期古人类生活于带Ⅳ上部,为凉偏干背景下较温暖的气候环境。植硅体的变化特征较好地指示了H4和H3事件,分别对应两期文化层。两次Heinrich事件改变了古人类的生存环境,推测是两期古人类离开船帆洞的主要原因。     

福建琅岐岛表土孢粉与植硅体组合对农业活动的指示

孢粉和植硅体是重建古人类农业景观及环境变化的重要指标,明确它们在表土中的分布规律及其与现代植被组成之间的关系对于精确解释化石孢粉和植硅体数据具有重要的意义。本研究对福建琅岐岛3种土地利用类型的22个表土样品进行了孢粉与植硅体分析,基于地理信息系统和遥感技术,展示了不同类型孢粉百分比的空间分布及其与植被覆盖度间的数量对应关系。孢粉分析表明,以松属（Pinus）为代表的外来花粉普遍存在于表土样品中,这削弱了采样点周围植物的孢粉表现力,导致了果园和农田植被组成与表土孢粉组合间的巨大差异。与此同时,农业收割活动进一步降低了农田植物的花粉表现力。从遥感影像中提取的植被覆盖度数据仅与荒地上的木本植物花粉含量存在较强的相关性（R2=0.7764）,这显示茂密的草本植物降低了外来木本花粉的相对含量,证明了该植被类型具有良好的孢粉表现力。植硅体分析表明,表土样品含有丰富的竹亚科（Bambusoideae）、水稻（Oryza sativa）和杂草的植硅体。与孢粉指标相比,植硅体提供了更丰富的草本植物信息。     

浙江长兴中—晚更新世红土植硅体与分子化石记录及其环境意义

在野外地貌、岩性和相关沉积环境调查分析基础上,对浙江长兴中-晚更新世红土进行了分析,发现其中含有较丰富的植硅体形态类型,主要来自草本、阔叶和裸子植物等,植硅体含量分布具有一定的组合特征。在温暖指数和草本覆盖指数计算基础上,获得了中-晚更新世以来的3个古植被、古气候演化组合带;运用植硅体和分子化石的相关指标(C21-/C22+、C23/C30)揭示了洪积扇红土沉积时期的植被与气候信息,即间冰期气候暖湿,风化作用强,降水较多,高等草本植物繁盛;而冰期时气候干凉,风化作用弱,降水减少和地下水位降低等则有利于洪积扇体上木本类植被发育。     

基于遥感和GIS的现代黄河三角洲岸线变迁及发育演变研究

收集了1976～2000年现代黄河三角洲地区的Landsat影像,采用平均高潮线法解译出25 a来的海岸线,分析了现代黄河三角洲地区的岸线长度变化,迁移特征以及河口三角洲的时空发育规律.结果表明:现代黄河三角洲地区岸线变迁可以分为三部分:北部、中部和南部,其中中部是变化最剧烈的岸段.根据河道摆动规律和三角洲的延伸方向,现代黄河三角洲的发育可以分为四个阶段:填湾阶段(1976～1981年)、中部突出阶段(1981～1983年)、东南方向突出和鸟嘴状沙嘴形成阶段(1983～1996年)、河流改道和新沙嘴形成阶段(1996～2000年),四个阶段共淤积造陆378.2 km2,侵蚀49.3 km2,净增长328.9 km2.此研究结果对于认识现代黄河三角洲的时空发育演变具有一定的意义.     

基于Fisher算法对现代黄河三角洲叶瓣垂向环境演变的初步验证

黄河三角洲沉积环境复杂,自1855年以来形成多个三角洲叶瓣,为了验证Fisher算法在黄河三角洲沉积环境划分中的积极作用,在对取自黄河三角洲的柱状沉积物进行粒度分析的基础上,使用Fisher算法并借助DPS软件,对钻孔沉积物垂直剖面进行初步划分,同时与通过其他传统方法划分的沉积层序进行对比。结果表明:通过Fisher算法可以将研究区的沉积物划分为3层,分别为1.1~5.7,5.7~18.1及18.1 m以下,地层的分段结果与他人的研究结果相吻合。因此,采用Fisher算法对黄河三角洲沉积物进行层序划分是可行的。     

基于地学信息图谱的河道、海岸线演变对黄河三角洲景观格局影响研究

本文利用1988、1998、2009和2016年四期遥感影像,运用GIS技术,将地学信息图谱的图形思维与景观生态学的定量思维相结合,以距今不同时期的亚三角洲和滨海湿地为研究区,从景观结构和景观演替两个方面探究黄河三角洲河道、海岸线演变对景观格局的影响。结果表明:(1)距今不同时间的河道对黄河三角洲景观结构的影响程度不同,距今时间越长的亚三角洲研究区内耕地占总面积的比例越大且耕地是亚三角洲研究区中的第一优势景观类型。在1855—1889亚三角洲研究区内,除耕地和建筑用地外,其他各类景观占总面积的比例都较小且随时间变化不明显;在1929—1934亚三角洲研究区内,盐田、养殖池占总面积的比例从2009年到2016年增加了近40%,涨幅明显;在1964—1976亚三角洲研究区内,各类景观占总面积的比例趋于平均;在2017至今的亚三角洲研究区内,耕地和光滩占总面积的比例较高,达到24%左右。(2)距今不同时间的海岸线对黄河三角洲景观结构的影响程度也不同,在1855滨海湿地研究区内,耕地占总面积比例为60%左右,而海域占总面积比例接近于0,极差较大;在1934和1974滨海湿地研究区内,光滩、柽柳、碱蓬群落、芦苇、白茅群落占总面积比例随时间变化几乎呈逐渐下降趋势,而建筑用地和盐田、养殖池则呈逐渐上升趋势;2009滨海湿地研究区,河流、人工水域占总面积比例在2009年和2016年均达到32%以上。(3)根据景观类型重心变化特征,分析河道、海岸线演变对景观演替的影响程度,将不同时期亚三角洲和滨海湿地研究区景观演替分为如下几类:亚三角洲人类活动主导型、废弃河道主导型、行水河道主导型、滨海湿地人类活动主导型、废弃海岸主导型、新海岸主导型。     

基于DSAS和FA的1959—2002年黄河三角洲海岸线演变规律及影响因素研究

采用数字岸线分析系统(DSAS)和岸线分形分析(FA),以不同年份测量的9期历史地图为数据源,对1959—2002年黄河三角洲海岸线长度、形态及变化过程进行了定量分析。结果表明,从1959—1984年黄河三角洲海岸线长度减小,岸线平面轮廓形态变得平滑、简单;从1984—2002年三角洲海岸线长度增加,岸线平面轮廓形态变得曲折、复杂。与此同时,整个三角洲海岸中前进、后退及进退平衡岸线的比例构成变化也具有显著的阶段性。从总体上看,前进岸线所占比例变化呈不断减小趋势,但1980—1984年、1996—2000年曾有两次短暂的突然增大。从岸线变化速率及其空间分布看,三角洲海岸线进退变化于1968—1974年、1992—1996年两度达到或接近平衡状态。根据初步分析,1959—2002年黄河三角洲岸线演变是在黄河入海泥沙总体减少的背景下发生的,受到河口地貌变迁、海岸沉积动力系统的深刻影响。     

基于船载和遥感的黑潮延伸体海域典型强中尺度冷涡演变及结构分析

海洋涡旋携带着极大的能量,然而缺乏足够的现场观测数据,对于中尺度涡的认识还很不完整.本文基于船舶观测和卫星遥感数据研究了 2019年上半年西北太平洋黑潮延伸体区域(25°～40°N,130°～160°E)唯一一个存活天数超过150 d的典型强中尺度冷涡的涡旋特征:其平均半径58.37 km,平均涡能量密度达4.7×10...     

基于数字化海岸分析系统(DSAS)的海岸线变迁速率研究:以黄河三角洲和莱州湾海岸线为例

海岸线变化对海岸带生态环境改变、滨海土地侵蚀有着极其重要的影响,海岸线的提取和监测对海岸带生态系统的保护和管理具有重要意义。本研究基于数字化海岸线分析系统(DSAS,Digital Shoreline Analysis System),研究了黄河三角洲和莱州湾的海岸线时空变化规律。研究结果表明:通过提取1985-2015年6期的Landsat影像,发现近30年来黄河三角洲和莱州湾地区海岸线均呈现显著的向海方向扩张的趋势,且增长速率逐渐加快。黄河三角洲的终点变化速率(EPR,End Point Rate)约为73.0 m/a、线性回归速率(LRR,Linear Regression Rate)约为75.5 m/a,黄河港-大咀沟增长速度最快(129.2 m/a),受黄河泥沙输送的影响,黄河口和老黄河口岸线的几何形态呈现平滑的变化趋势;莱州湾岸线的EPR和LRR约为139.5 m/a和144.3 m/a,淄脉河河口-白浪河河口段增长速度最快(197.6 m/a),岸线变化较为显著的区域主要集中在港口、圈海堤坝、海水养殖等的地方。DSAS模型在海岸线定量化分析中具有显著优势,利用EPR和LRR指标能够科学有效地模拟岸线在时间和空间上的变化速率。     

现代黄河三角洲钓口叶瓣体沉积相及其沉积动力环境特征

The Huanghe River captures the Diaokou River in 1964 and forms a deltaic lobe in the subsequent 12 a. The progradational process of the Diaokou lobe is in associated with complicated evolution of riverine sheet flooding,merging, and swinging. On the basis of 11 borehole cores and 210 km high resolution seismic reflection data set,the sedimentary sequence and dynamic environment of the Diaokou lobe(one subdelta lobe of the modern Huanghe River Delta) are studied. The stratigraphy of the lobe is characterized by an upward-coarsening ternary structure and forms a progradational deltaic clinoform. Totally six seismic surfaces are identifiable in seismic profiles, bounded six seismic units(SUs). These SUs correspond to six depositional units(DUs) in the borehole cores, and among them, SUs 4–6(DUs D to F) consist of the modern Diaokou lobe. Lithological and seismic evidences indicate that the delta plain part of the Diaokou lobe is comprised primarily by fluvial lag sediments together with sediments from sidebanks, overbanks, fluvial flood plains and levees, while the delta front part is a combination of river mouth bar sands(majority) and distal bar and deltaic margin sediments(minority). As a result of the high sedimentation rate and weak hydrodynamic regime in the Huanghe River Delta, the sediments in the delta front are dominated by fine-grained materials. The grain size analysis indicates the Huanghe River hyperpycnal-concentrated flow shows the suspension, transportation and sedimentation characteristics of gravity flow, and the sediment transportation is primarily dominated by graded suspension, while uniform suspension and hydrostatic suspension are also observed in places. The strength of the hydrodynamic regime weakens gradually offshore from riverbed, river mouth bar, sidebank, distal bar subfacies to delta lateral margin and flooding plain subfacies.     

Deposits and depositional sequence nearby Iluanghe Harbour in the Huanghe River Delta

The sedimentary sequence of the upper 4 m deposits in the Huanghe Harbour Pit is as follows, 1, Distributary mouth bar deposits formed before 1964; 2. lower delta plain (tidal flat) and subaqueous delta lateral deposits formed in the period of 1964-1972; 3. deposits of crevasse splay and distributary channel near mouth, formed in the period of 1972-1974; 4. tidal flat deposits formed in the period of 1975-1984. The sequence shows superimposition of sedimentary environments parallel to coastline.     

人类活动和自然演变共同驱动下黄河三角洲海域潮波及物质输运变化

在海堤建设等人类活动和三角洲蚀淤等自然演变的共同作用下,黄河三角洲岸线水深近年来发生了剧烈变化,同时也将引起邻近海域潮波系统及物质输运路径的重要变化。本文基于FVCOM数值模式,建立了黄河三角洲及邻近海域三维高分辨率潮汐、潮流及拉格朗日粒子追踪数值模型。通过与环渤海长期验潮站的潮汐调和常数、黄河三角洲临时潮位站和测流站的实测资料对比,模型结果验证良好,能较好反映黄河三角洲及邻近海域潮汐、潮流运动特征,并获得了2019年M₂分潮无潮点位置。通过设置1980年、2019年黄河三角洲岸线自然演变、海堤建设及相应水深地形变化的5个数值实验,结果表明：在人类活动与自然演变共同驱动下,黄河三角洲海域的M₂分潮无潮点向东南方向移动,主要影响因素为水深。黄河口向海延伸和海堤丁坝建设导致的岸线变化,对无潮点位置影响较小,但在该凸出岸段两侧形成余流流涡,使得黄河入海物质在莱州湾内停留时间变长,向渤海输运扩散的时间推迟。     

现代黄河三角洲沉积层压实下沉的计算分析

1855年以来形成的厚度为15 m的现代黄河三角洲分流叶瓣在遭废弃后的最近30 a内的沉积压实幅度为2.28~3.87 m,年平均压实量达0.1 m,其中黏土质粉砂被压实了25.8%,粉砂沉积地层被压实了15.2%,黏土质粉砂的沉积压实量是粉砂沉积压实量的1.7倍,在此期间基本上完成了三角洲压实下沉过程。下伏沉积地层的压缩量有限,不同沉积年代的沉积压实下沉量相差小,如厚度为20~30 m的沉积压实量仅有0.2~0.28 m,其中黏土质粉砂被压实了0.91%,粉砂被压实了1.19%,沉积地层平均被压实了1%。无论是黏土质粉砂还是粉砂,孔隙度与沉积地层深度呈负指数函数关系,黏粒含量愈高,孔隙水则愈难以排出,覆盖在下伏沉积地层上面的表层沉积物对压实下沉贡献愈大。     

现代黄河三角洲沉积层压实下沉的计算分析

1855年以来形成的厚度为15 m的现代黄河三角洲分流叶瓣在遭废弃后的最近30 a内的沉积压实幅度为2.28～3.87 m,年平均压实量达0.1 m,其中黏土质粉砂被压实了25.8%,粉砂沉积地层被压实了15.2%,黏土质粉砂的沉积压实量是粉砂沉积压实量的1.7倍,在此期间基本上完成了三角洲压实下沉过程。下伏沉积地层的压缩量有限,不同沉积年代的沉积压实下沉量相差小,如厚度为20～30 m的沉积压实量仅有0.2～0.28 m,其中黏土质粉砂被压实了0.91%,粉砂被压实了1.19%,沉积地层平均被压实了1%。无论是黏土质粉砂还是粉砂,孔隙度与沉积地层深度呈负指数函数关系,黏粒含量愈高,孔隙水则愈难以排出,覆盖在下伏沉积地层上面的表层沉积物对压实下沉贡献愈大。     

Evolution history and trend of the modern Huanghe River Delta

The evolvement history of modern Huanghe River Delta tidal flat, coastline and underwater terrain were studied based on the analysis of remote sensing images and water depth data. Based on the analysis of seafloor terrain evolution on different historical stages, a formula simulating the erosion and deposition evolvement model of subaqueous Huanghe River Delta slope was proposed, and the evolvement trend of the subaqueous delta terrain was predicted. The result shows that the equilibrium transition zone is near the water depth of 12 m with seabed erosion in shallower water and accumulation in deeper water during the first 150 a after the river channel was deserted. In the meantime, the underwater slope became gentler and the coastal erosion rate became slow gradually. Then, the subaqueous delta slope changed to up concave from upper convex, and the shape of subaqueous delta disappeared. The coast type changed to silt-mud coast about 100-150 a after the river course was deserted. The erosion depth in the foot of the seawall is calculated based on the formula.     

波浪作用下黄河三角洲海底粉土液化特征对比研究

作为一种常见的近海海底灾害地质现象,波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后,海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变,研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究,讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同,对比分析了二者的液化势。研究结果表明：应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势;孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比,已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高;已液化和未液化海底粉土归一化孔压比u_d/σ₃与循环加载次数比N/N_f间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述;未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20,已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识,亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。     

黄河三角洲海底土波致再悬浮研究

在现代黄河三角洲采集土样,制备室内水槽试验的底床,施加波浪作用,观测波致悬沙含量的变化规律,分析不同波高、作用时间对单位面积底床再悬浮量的影响,及波浪停止作用后悬浮泥沙的静水沉降规律。研究发现,在水深一定条件下底床再悬浮量呈现随波高增大而增大的特性,两者线性拟合的相关性很好;在一定波高的波浪连续作用下,约5 000~6 000个波周期底床再悬浮过程完成;在波浪作用初始阶段底层悬沙含量与中上层的相差很大,悬沙含量垂线结构呈斜线型,稳定阶段的悬沙浓度垂向结构呈准直线型,底层与表层含沙量比值为0.98~1.25,整个水层含量分布均匀;静水沉降过程中当悬沙含量大于1 g/dm3,悬沙含量(SSC)呈现出随时间指数衰减的规律,悬沙浓度与沉降通量呈线性关系。研究结果对认识黄河水下三角洲泥沙运移规律具有一定的科学意义。     

现代黄河三角洲沉积物沉积年代的确定

黄河三角洲前缘粉砂分布于河口外中部,三角洲侧缘或分流间湾黏土质粉砂分布于三角洲前缘粉砂体的两侧。分流改道时新的分流河口大多分布在老叶瓣三角洲侧缘或分流间湾位置。这样,年轻的三角洲前缘粉砂覆盖在老三角洲侧缘或分流间湾黏土质粉砂之上,与此同时,年轻的三角洲侧缘或分流间湾黏土质粉砂覆盖在老三角洲前缘粉砂之上,形成规律性的叠覆层序。在观察钻孔岩心时,正确判断某一层的沉积环境,追踪其物质来历,即判断是从哪一条分流河道搬运来的物质形成的,该分流河道的活动年代就是该层形成的年代。     

1855年黄河改道事件在渤海的沉积记录

通过对渤海柱状沉积物中粒度特征及常、微量元素含量变化的系统分析,揭示了1855年黄河改道事件在渤海中部的沉积记录,探讨了改道前后渤海沉积环境的变化。研究表明,2个沉积物柱样上部的粒度、元素含量特征均明显异于下部,可把两柱样分别划分为Ⅰ类、Ⅱ类两种类型,分别代表了黄河改道后和之前的物质类型。Ⅰ类沉积物平均粒径更细、分选更好,物质组成更接近于黄河沉积物;Ⅱ类沉积物平均粒径更粗、分选较差,物质组成更接近于渤海周边陆域物质;Ⅰ、Ⅱ类沉积物中Ni、Zn、Sr、Ba、Zr等5种元素含量差异明显,可作为区别黄河物质和渤海周边陆源物质的指标。黄河改道后研究区水动力环境趋弱,同时还使初级生产力下降,并且研究区的沉积环境由滨-浅海的氧化环境,转变为前三角洲、三角洲前缘的弱氧化-还原环境。