黄岩岛环礁地貌近40年变化的遥感分析

重建珊瑚礁的地貌变化历史将有助于理解珊瑚礁对气候变化的响应规律。因此,本文选择以南海中部相对孤立、低潮时部分露出的黄岩岛环礁（15°09'N,117°45'E）为对象,基于1977年至2019年间的Landsat和Sentinel-2共22景遥感影像来探讨南海珊瑚礁地貌的变化历史与规律。首先结合实测水深数据探讨遥感影像灰度的变化与珊瑚礁地貌带分界线位置的对应关系;然后通过基于梯度矢量流的主动轮廓线模型（GVF-Snake）和手动边缘提取相结合的方式,提取出黄岩岛环礁主要的地貌带分界线;进而利用数字化海岸线分析系统（DSAS）定量分析这些地貌带分界线位置的变化,并利用线性拟合来探讨这些地貌面积的变化趋势。结果表明：1）黄岩岛外海与礁前斜坡分界线、礁前斜坡与礁坪分界线、潟湖坡与潟湖底分界线均具有向外海移动的趋势,它们的平均移动速率分别是0.36 m/a、0.06 m/a和0.23 m/a,而礁坪与潟湖坡分界线则具有向潟湖移动趋势,平均移动速率为0.16 m/a;2）潟湖底的面积和礁体总面积都呈现增加的趋势,潟湖坡的面积有减少趋势,礁坪的面积则在1977年至1997年间以114523 m²/a的速率增加,其后在1997年至2019年间则以11289 m²/a的速率减少。进一步分析认为,近40年来,黄岩岛珊瑚礁生态系统退化致使其造礁能力的减弱,加之海平面上升、风暴潮侵蚀、海水溶解等因素的综合影响,导致黄岩岛珊瑚礁面积减少。

     

南沙群岛“危险地带”腹地珊瑚礁的地貌与现代沉积特征

南沙群岛中央水道及南华水道两侧的珊瑚礁,大部分为环礁,分属开放型、半开放型、准封闭型、封闭型和台礁化型,反映了环礁向灰砂岛演变的不同阶段。每个环礁,从礁前斜坡向礁坪至潟湖,可相应划分出3种沉积相和细分9种沉积带。礁顶是全新世中期以来形成发育的。     

南沙群岛珊瑚礁区仙掌藻的现代沉积特征

仙掌藻为温暖水体中钙化的绿藻,是南沙群岛珊瑚礁区重要的钙质沉积物源。对南沙群岛８座环礁现代沉积物样品的分析表明,仙掌藻碎屑在环礁各地貌沉积带沉积物中的含量,以泻湖盆底最高,平均为32.66％,最高可达75％,泻湖坡次之,平均9.22％,礁坪含量低,平均6.06％。南沙群岛仙掌藻以砂质基底上生长的直立类型为主,能生长于各个地貌沉积带,最适生态环境为封闭性好、泻湖面积大、水深较大（10～25m）、水动力弱的砂质泻湖盆底。仙掌藻的现代沉积特征反映了其生态特征,可作为中新世以来珊瑚礁沉积相划分的依据。     

复坡珊瑚礁地形规则波传播特性试验研究

针对带礁缘的复坡珊瑚礁地形,开展4组礁坪水位条件下、不同入射波高和波周期相组合的系列组次规则波试验,分析波高和增水的沿礁变化过程,研究深水波高、波周期和环境水位对破碎波高、破碎位置、礁坪增水和传递波高的影响规律,拟合给出试验地形下的参数化公式。研究表明:破碎波高和破碎位置随深水波高和波周期的增大而增大,受礁坪水位的影响相对较小;礁坪增水和传递波高受礁坪水位的影响较大,增水随水位的抬升而减小,传递波高随水位的抬升而增大;破碎波高和深水波高的比值与深水波陡相关;传递波高和深水波高的比值与礁坪水深深水波高比相关;量纲一破碎位置（破碎点至礁边的水平距离与礁边处浅水波长的比值）及量纲一礁坪增水（礁坪增水和深水波高的比值）均可通过礁边水深与深水波高比建立参数化公式。     

中国海洋的珊瑚-珊瑚礁: 南海中央区珊瑚-珊瑚礁生物多样性特征

珊瑚是地球上最古老的原住民,具有近6×108年的发育史,弱势群居、喜温和原地长成是珊瑚的基本特征。作者介绍了珊瑚-珊瑚礁的基本特征,综述了跨十年调查的研究区珍贵照片资料和相关认识,指出中国是全球主要的珊瑚-珊瑚礁国家,地位举足轻重;珊瑚-珊瑚礁作为地球生物多样性的代表,造岛、固礁、护鱼、防护岛岸流失,形成南海四大群岛280余座岛、礁、滩、沙,所构建庞大海洋生态系统是无与伦比的海洋生态资源和寸土寸金的南海海洋国土。提出划分南海珊瑚-珊瑚礁为中央区和周缘区2个分布区,阐述了南海中央区珊瑚-珊瑚礁的基本特征,系统汇集报道了间隔10年2个科考航次调查在浅水礁盘浮潜、至20 m水深浅潜-深潜和礁盘及开展岛、礁、滩、沙地质调查的发现,包括科学定名46种六放石珊瑚和6种八放软珊瑚等成果,同时,收集了西沙、中沙、东沙和南沙群岛海域的相关调查航次珊瑚照片;进一步阐述了单体环礁和复合环礁的特征及分布,并进行了初步对比,指出永乐环礁是南海唯一一个真正的切合达尔文模式的环礁,也是环礁发展到最高阶段的产物,构成现代海洋珊瑚-珊瑚礁形成演化研究最好的天然实验室。     

不规则波在岸礁地形增水变化规律试验

波浪增水抬升了岸礁礁坪的平均水位,对岸礁后方陆域安全有重要影响。通过水槽试验,研究了不规则波况下岸礁礁坪的增水。试验组次为3种礁坪水深、4种有效波高和4种谱峰周期的组合。试验结果表明:①岸礁地形上的波浪要素需至少统计200个波才能达到稳定;②不规则波列在岸礁上破碎过程比规则波列复杂,同一波列中波高较大的波以卷破形式在礁前斜坡上破碎,波高较小的波以崩破形式在礁坪上破碎或者不破碎;③礁坪上最大增水值随入射波周期的增大而增大、随礁坪水深的增大而减小,并与入射波波高呈正比。结合试验数据,发现基于规则波试验得出的Gourlay礁坪增水公式,在使用有效波高和谱峰周期作为代表波要素时,公式能良好地预测不规则波在岸礁礁坪上的最大增水值。     

南沙道明群礁珊瑚礁地貌

珊瑚礁支持了对全球气候变化响应最敏感的生态系统之一,其部分特征地貌是海面变化记录的重要载体.目前,无论是对珊瑚礁现代地貌还是埋藏古地貌的研究多以定性为主,定量研究相对匮乏.基于2017年8～9月采集的浅层地震剖面数据,结合遥感影像研究显示,道明群礁目前是发育有1个岛、4个沙洲、7个干出礁和若干座暗礁的典型珊瑚群礁,其形...     

琼东南盆地深水区梅山组丘状反射体地质解释

琼东南盆地深水区梅山组一段层序内发育大量丘状反射体,目前共有油气钻井6口,二维地震测线约12 000km,测网密度大多为6km×8km。三维地震区两块面积共约1 700km~2。以国内外研究现状与进展及区域地质资料为基础,立足研究区钻井资料、二维地震与三维地震剖面资料,通过地震测线剖面追踪,刻画丘状反射体地震反射特征和几何形态,进而开展波阻抗反演、类比与对比分析,结合成礁古构造背景研究等,分类对丘状反射体给出合理地质解释。研究结果表明:琼东南盆地深水区梅山组一段发育4类丘状反射体,地质解释为生物礁、等深积岩丘和底辟构造3类地质体。生物礁为斑礁群和台地边缘礁,发育在古地貌高地的清水环境,跟周围地层相比具有同期地层厚度增大特点。斑礁群为中强震中频丘状地震相,分布在南部斜坡缓坡单斜型台地的高部位;台地边缘礁为强震中频扁平丘状地震相,主要发育在南部隆起碳酸岩台地边缘。单个生物礁外形呈丘状、凸透镜状,具有礁脊和礁沟,内部可见前积,翼间双向上超,顶、底强反射,轮廓清晰。垂直于古水深方向礁前比礁后陡,呈微不对称,平行于古水深方向礁体呈对称—微不对称。波阻抗反演显示礁顶底统一连续,斑礁群波阻抗值达到7kg/m3*m/s左右,台地边缘礁波阻抗值达到7.5kg/m3*m/s左右。等深积岩丘为中强震中连低频丘状地震相,分布在南部斜坡带单斜型台地台缘斜坡。等深积岩断面上呈丘状,丘与丘之间界线模糊不清,在平面上呈长条状,波阻抗值为5.8kg/m3*m/s左右,与生物礁显著区别。岩浆底辟显著特点是具有"根"。     

西藏甲马弧内盆地甲马矿区晚侏罗世海绵礁的发现

西藏甲马弧内盆地晚侏罗世海绵礁属于台地边缘礁,呈近EW向展布,延伸长达4～5km,宽约50m,建筑在叶巴期火山岩浆弧的正地形上。由北向南展示出礁坪相到礁核相再到礁前斜坡相的侧向演变。其中礁核相主要由海绵骨架岩、障积岩和粘结岩等构成。海绵礁可分为并进礁和中止礁2种类型,发育至少6套垂向上相互迭叠的礁旋回。研究表明,甲马矿区海绵礁形成的关键因素是海平面变化,其主体的发育与海平面相对上升同步。     

新疆乌鲁木齐地区上石炭统祁家沟组四射珊瑚古生态学研究

在准噶尔盆地南缘上石炭统祁家沟组识别出2种生态类型的四射珊瑚动物群。一种是以小型单体无鳞板类型为主的Cyathoxonia动物群;另一种则是以发育鳞板类型为主的Caniniid–Clisiophyllid动物群。认为祁家沟组四射珊瑚动物群生活于中–高纬度地区温带气候条件下火山口周围类似于环礁的环境中。Cyathoxonia动物群生活于相对闭塞但与外海有连通的低能浅水礁湖（潟湖）环境中并且原地保存,Caniniid–Clisiophyllid动物群则生活于环礁向海一侧适于珊瑚生长的礁坪中–高能环境中。后者不断遭波浪侵蚀,在风暴和重力的作用下,沿着环礁陡峭的前缘斜坡以重力流的形式下滑,在正常浪基面之下的低能环境中保存下来。     

五千年来南海海平面变化的研究

大型块状滨珊瑚的生长上限充其量只能达到大潮低潮面,礁坪面成为古高海面的极好标志。多数学者认为,5000aB.P.以来南海周边曾有3-6m的高海面。但南海曾否有古高海面有着两种截然相反的意见。作者对南沙群岛、西沙群岛、海南岛、雷州半岛和台湾恒春半岛珊瑚礁的考察,实测礁顶面的高程,钻取岩芯样品做（14）C测年,并收集大量古高海面礁的资料,进一步证实了南海同它的周边情况一样,确实出现过至少比现今高2-3m的高海面。     

南海诸岛全新世珊瑚礁演化的特征

本文概括了南海诸岛珊瑚礁的分布,礁体地形、地貌和地质的一般特征,论述了老灰沙岛、新灰沙岛和礁坪等几类典型的全新世珊瑚礁礁体演化的基本过程,讨论了全新世珊瑚礁演化与季风、气候和海平面的关系。礁坪是随着冰后期海平面上升在晚更新世侵蚀面上堆积的,全新世中期高海面出现前后分别形成老灰沙岛和新灰沙岛。     

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。     

An analysis of problems related to dredging in a coral atoll: Kavaratti,Lakshadweep, Indian Ocean

Detailed survey on various aspects has indicated the presence of calcareous sands in the lagoons of Lakshadweep (Arabian Sea) suitable for a number of industries. No data are available about the effect of mining the deposits on these atolls. This paper attempts to analyze the data collected in studying the channel that has been dredged in connection with development of the harbor at Kavaratti lagoon Maximum depth in the lagoon is 3 m Outside the depth increases rapidly within a short distance of about 100 m Sediment in the lagoon is derived from the destruction of the reefs and consists of corals, halimeda, molluscan shells, foraminifers, and red algae Presently sands are being dredged from the lagoon and dumped in the sea and these sands are lost as there is a steep slope outside A study of shoreline records for the beaches adjacent to the dredging site shows that the shoreline is an area of accretion. It is quite possible that removal of 1 or 2 meters of sands from the lagoon floor will not affect the equilibrium if the reef is not disturbed Dredging of coral sands for different purposes is known from Fiji, Johnson Island, offshore Apia and no adverse effect has been noticed Removal of limited quantity of sands is recommended, since in a closed system of such atolls like Kavaratti there is always a surplus of sediment transported to the deep sea. The surplus sediment opens the way to sediment dredging. However, reef areas should not be disturbed since the reef is the most important sediment-generating site Studies on growth rate, currents, tides, and bathymetry should be continued to detect the adverse effect simultaneously with dredging The views expressed in this paper are entirely those of the author and no organization is responsible for them.     

Holocene reef sequences and geochemistry, Britomart Reef, central Great Barrier Reef, Australia

Holocene reef development was investigated by coring on Britomart Reef, a mid-shelf reef, 23 km long and 8 km wide situated 120 km north of Townsville in the central Great Barrier Reef (GBR). Two holes were drilled, Britomart 1 on a lagoon patch reef, and Britomart 2 on the windward reef crest. The Holocene reef (25·5 m) is the thickest yet recorded in the GBR and overlies an uneven substrate of weathered Pleistocene limestone. Mineralogical and geochemical analyses show that magnesian calcite and aragonite were converted to low Mg-calcite below the Holocene-Pleistocene disconformity. Corals above the interface have 7500–8500 ppm Sr, but 1650–1500 ppm just below it, decreasing to 400–800 ppm downwards. The intermediate Sr values could be due to partial replacement of aragonite by calcite or higher original Sr content in the corals. Three units are recognized in the Holocene: (1) coral boundstone unit, (2) coral framestone unit, and (3) coral rudstone unit. The coral boundstone unit forms the top 5 m of both cores and is algal-bound coral rubble similar to the present reef top. The coral framestone unit is composed of massive head corals Diploastrea heliopora and Porites sp., and is currently forming in patch reefs situated in the lagoon and along the reef front. The coral rudstone unit comprises coral rudstone and floatstone with unabraded, and unbound, coral clasts in muddy matrix. This matrix may be up to 30% sponge chips. Radiocarbon dating indicates the reef grew more rapidly under the lagoon than under the reef front from 7000 to 5000 yr BP. The rate of reef growth matched existing estimates of sea-level rise, but lagged approximately 1000 years (5–10 m) behind it. Most of the reef mass accumulated between 8500 and 5000 yr BP as a mound of debris, perhaps stabilized by seagrasses or algae. Accretion of the reef top in a windward direction between 5000 and 3000 yr BP created the present, steep reef-front profile.