盐沼的侵蚀、堆积和沉积动力

最近国外对盐沼侵蚀、堆积过程进行了较深入细致的研究,取得了很大进展,主要包括野外短尺度详细的沉积过程观测,室内物理模拟的尝试和数学模拟的不断应用,本文对此作了综述。这将加深人们对盐沼如何响应海平面、潮型、泥沙供给和波浪气候变化的认识。     

滨海盐沼孔隙水动力过程研究综述

滨海盐沼是重要的陆地-海洋交界带生态系统,目前国际上存在关于滨海盐沼系统的两大重要假设：盐沼系统输出养分和盐沼植物带状分布。潮汐影响下盐沼孔隙水动力过程决定着盐沼与近海的物质交换和土壤通风条件,因此为验证两大重要假设,增强科学保护和修复滨海盐沼的能力,滨海盐沼孔隙水动力过程研究至关重要。联系两大重要假设论述了滨海盐沼孔隙水动力过程研究的意义;总结了滨海盐沼孔隙水动力过程野外观测和数值模拟两个方面的研究进展,尤其对模拟潮汐诱导下滨海盐沼孔隙水动力过程的4种数学模型,一维Boussinesq模型、二维饱和模型、二维饱和-非饱和模型、水-气两相流模型进行了系统的探讨;最后,通过对目前研究现状的分析,提出了有关进一步研究的建议。     

末次间冰期以来黄河中游黄土高原沟谷侵蚀-堆积过程初探

以陕西洛川北汉寨小流域为基础，建立末次间冰期以来黄河中游黄土高原的沟谷侵蚀－堆积模式，并定量计算流域不同时期侵蚀模数或堆积速率，初步恢复了末次间冰期以来黄土高原中部地区的沟谷侵蚀－堆积过程。计算结果表明，末次间冰期公来，黄土高原中部地区的自然侵蚀作用可能在逐渐加剧。侵蚀－堆积是黄土区沟谷发育的基本过程，并与气候变化密切相关。侵蚀期相当于湿润期，也就是降雨量大的时期；沉积黄土层的时期沟谷发育大大减缓甚至停止，并且在原来的谷底、谷坡上还可堆积黄土。     

江苏王港盐沼的现代沉积速率

江苏海岸湿地总面积超过5000km^2，但围垦活动的加剧使盐沼湿地面积迅速减少；为了达到海岸防护、保滩促淤的目的，先后引种了大米草和互花米草。通过采集江苏王港潮滩盐沼湿地9处柱状样和挖取探槽剖面，以及对沉积剖面样品进行^210Pb和^137Cs测年分析，探讨了^210Pb的本底及影响^210Pb富集的因素，估算了王港盐沼湿地的现代沉积速率。王港潮滩盐沼沉积物对^210Pb的吸附作用较弱；受风暴潮、生物扰动、物源变化及实验误差等因素的影响，在^210Pbex剖面上出现了数据异常点，将这些数据点剔除后计算得到的沉积速率为33cm yr^-1，^137Cs测年显示，该地区1963年以来的平均沉积速率3．1cm yr^-1，与^210Pb法及前人研究结果相一致。根据一个典型剖面的^137Cs测年数据分析，王港潮滩盐沼的沉积过程根据地貌特征的不同可分3个阶段，大米草覆盖阶段滩面高程迅速增加，互花米草的生长提高了滩面淤积速率。     

基于GIS的淤泥质潮滩侵蚀堆积空间分析

通过野外滩地长期水准详测资料，利用地理信息系统的GRID和TIN模块产生潮滩高程、坡度、二维剖面、侵蚀与堆积分布图，并获取测点所在位置的高程、坡度和侵蚀量，对获取的数据及空间分布图进行分析，结果表明：侵蚀主要发生在-7m以上的岸坡和潮滩，堆积主要出现于广阔的深水岸坡和7部分高滩，侵蚀速率以滩前深槽岸坡最快，年侵蚀率达17.9cm/a，并呈加速趋势，海岸线向陆后退速率为31m/a，侵蚀、堆积的闭合深度约为-9.5m，空间分布表现为自北而南的3个明显分带，即潮滩轻微侵蚀区，滩前深槽岸坡强烈侵蚀区和深水岸坡缓积区，东西向比较，东部，中部侵蚀大于西部。     

侵蚀沉积模型在嘉陵江流域的应用

从20世纪50年代到80年代长江宜昌水文站观测的泥沙输送量逐年增加,但是到了90年代却出现了逐渐减少的趋势。泥沙量增加的原因主要是乱伐森林和土地利用方式的快速改变,而减少的原因则可能是采取了一系列防止水土流失的对策和在上游修建了许多大坝而造成的。嘉陵江流域是长江泥沙的主要源区之一,90年代每年从嘉陵江流域到长江的输沙量减少到1988年前的约36%。因此,分析该流域每年泥沙输送动态及其变化原因,对制定减小水土流失的森林规划,防止三峡水库的淤积以及保护长江流域的生存环境和生态系统等具有重大意义。本研究开发并改进了一个流域集水坡面上的侵蚀模型,并将它应用到1987年的嘉陵江流域,以对其适用性进行了研究。结果表明,该模式可被用于月度泥沙生产量的评估中。     

紫色丘陵区不同侵蚀沉积地段土壤结构特征

以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站小流域为例，研究不同土壤侵蚀沉积地段（斜坡和沟谷不同部位）的土壤结构特征，以了解侵蚀沉积对土壤结构的影响。结果表明，在植被覆盖较好的坡体顶部，土壤侵蚀较弱，团聚度达到30．1％，MWD变化为3．4mm，土壤结构良好；沟谷底部由于沉积而有较多细土物质并具有适宜的水分条件，有利于土壤团聚体的形成，结构状况亦较好，团聚度达到50．3％，结构保持率为35．4％；而坡腰侵蚀较严重，团聚度仅为13．6％，结构保持率为14．1％，土壤结构状况较差。     

黄土高原25万年以来粉尘堆积与侵蚀的定量估算

黄土高原广泛分布第四纪以来的粉尘堆积,是古气候变化的良好记录。但是,将黄土高原视为一个整体、从地质历史的角度来定量分析粉尘堆积-侵蚀的动态过程及其驱动机制的研究较少。本文利用遥感分析和地统计学中的克里格空间估值法,根据对具有代表性的84个实测黄土-古土壤剖面的分析,计算出黄土高原250ka以来各冰期和间冰期的粉尘堆积量和平均堆积速率,为认识区域粉尘沉降与轨道尺度气候变化的关系提供了新证据:间冰期气候偏暖湿,粉尘堆积较慢;冰期气候偏干冷,粉尘堆积加快。结合黄土高原现代降尘观测数据,进一步估算出黄土高原250ka以来各冰期和间冰期的面状侵蚀速率。初步结果发现,自然背景下黄土高原就存在较强的侵蚀作用;冰期的面状侵蚀速率略强于间冰期。     

黄河口潮滩盐沼沉积强度对碱蓬残体分解及氮动态的影响

2008年4月至2009年11月,基于野外原位分解实验,模拟研究了黄河口潮滩盐沼沉积强度对中潮滩碱蓬(Suaeda salsa)和低潮滩碱蓬残体分解及氮动态的可能影响。沿水盐梯度,设中潮滩和低潮滩2个分解小区,每个分解小区分别设无沉积(0 mm/a)、当前沉积增加(100 mm/a)和未来沉积增加(200 mm/a)3种固定沉积处理。结果表明,沉积强度对中潮滩和低潮滩碱蓬残体的分解具有一定影响,强沉积下残体的失重率和分解速率一般较高。当前或未来沉积增强后,二者残体的分解速率分别将增加138.10%~235.56%和8.89%~10.20%,95%分解时间分别将减少58.01%~70.24%和7.94%~9.13%。未来沉积增加处理下,中潮滩碱蓬残体的氮含量最大,其次为当前沉积增加处理下的氮含量,无沉积处理下的氮含量最小,3种处理下的氮含量无显著差异(p0.5);低潮滩碱蓬残体在未来和当前沉积增加处理下的氮含量相当,无沉积处理下的氮含量最小,3种处理下的氮含量无显著差异(p0.5)。当前或未来沉积增强后,中潮滩碱蓬残体在分解阶段将大多表现为氮累积特征,而低潮滩碱蓬残体将一直表现为较强氮释放特征,C/N对二者残体分解过程中氮养分的调控作用更为重要。研究发现,当不同沉积强度下潮滩环境养分状况不发生较大变化时,中潮滩和低潮滩碱蓬残体的相对分解速率可能取决于其基质质量;当养分状况发生较大改变时,其相对分解速率可能取决于分解环境的养分供给状况。     

“凹岸侵蚀、凸岸堆积”及洪(冲)积扇的形成模拟实验

在课堂教学中,学生对"河流‘凹岸侵蚀、凸岸堆积’现象及洪(冲)积扇形成"的理解和掌握有一定困难。本研究为突破该教学难点,自主设计并制作实验器材,引导学生进行模拟实验,有效落实了地理核心素养的培养。     

湛江港潮汐汊道落潮三角洲沉积动力过程

湛江港是华南海岩规模最大的中潮溺谷湾型潮汊道港湾，口外发育规模巨大、形态典型的落潮三角洲。依据据现场调查资料分析，落潮三角洲具有马蹄形浅滩包围中央深槽的地貌结构，由中心至周边为粗砂至极细砂同心半圆带状分布的表层沉积分布，中央深槽落潮流动力为主，周边浅滩波潮流动力为主的动力场结构。     

山区小流域坡面和沟道侵蚀的数学模式探讨

小流域土壤侵蚀预报和模拟一直是世界土壤侵蚀研究的前沿领域,其中,坡面侵蚀和沟道侵蚀的计算方法、侵蚀能力的不均匀问题以及泥沙在塘库河道的沉积问题是研究的关键.对此,重点从侵蚀机理和计算方法上进行探讨,提出考虑到坡面土壤抗侵蚀能力和塘库沉积作用的计算方法,研讨了影响流域侵蚀和泥沙输送的主要环节和关键影响因子,分析了流域土壤抗蚀能力的空间差异及其对模拟结果的影响,提出了小流域侵蚀泥沙数学模型的基本结构框架,为进一步完善现有侵蚀泥沙过程模型提供了新的计算方法.     

海岸,内陆沙漠与大陆架砂质沉积石英颗粒表面结构的对比研究

东涨大陆架砂质沉积石英颗粒表面结构与东海现代海岸沉积具相似性。而与内陆沙漠具明显的差异性。末次冰期时东海大陆架属河口－海岸环境,部分地区发育有海岸风成堆积,但未见大陆架发生过大规模沙漠化的迹象。     

坡面流与坡面侵蚀动力过程研究的最新进展*

在回顾了坡面流及坡面侵蚀过程研究的简史与现状的基础之上,全面总结了坡面流形成机理及其模式、坡面流水动力学特性、坡面侵蚀动力过程及其侵蚀产沙模型诸方面研究的最新进展,并对坡面流各要素分析及坡面小侵蚀陡坎的形成等进行了一些探讨。最后,提出了坡面流及坡面侵蚀过程研究中存在的主要问题及未来展望。     

苏北盐沼DMS、CS_2和CH_4排放通量沿高程梯度的变化

在中国东部海岸带盐沼沿环境梯度采用静态箱技术原位测定CH4、DMS和CS2气体的通量.结果表明,苏北海岸带盐沼整体上表现为CH4、DMS和CS2气体的源,其中,互花米草带(Spartina alternflora)排放率最高.CH4、DMS和CS2排放率之间的正相关关系支持DMS是甲烷生产底物的推断.高等植物地上部分是CH4、DMS和CS2气体的重要源,但植物排放这些气体的机制还不清楚.盐沼CH4、DMS和CS2气体的净排放可能与盐沼丰富的有机质含量有关,有机质为土壤微生物提供充足的碳源和能量.     

泥石流堆积特征及其斜坡稳定性评价

以往对泥石流的研究多集中在活动泥石流及其危害方面，边坡稳定性评价中，常据泥石流堆积体边坡看作均质边坡。通过对川西山区若干典型泥石流堆积边坡的研究，划分了泥石流的堆积类型，发现泥石流堆积边坡并非一种完全均质边坡，而是一种具有控制性沉积结构面的堆积边坡，并论述了不同类型泥石流堆积边坡的控坡要素及其边坡稳定性。     

吉林西部盐沼开垦引起的水环境问题及其防范对策研究

根据盐沼与水环境的特殊关系 ,有效地分析了吉林西部盐沼开垦所引起的一系列水环境问题 ,并提出了有效的防范对策 ,借以指导盐沼的合理开发利用 ,保证社会和经济的可持续发展。     

内蒙古孔兑区叭尔洞沟中游河谷段的风水交互侵蚀动力过程

本文选择内蒙古十大孔兑区的叭尔洞沟中游河谷段的观测小区开展研究,通过野外调查、气象观测、径流小区观测、地形测量和遥感监测等手段,应用“ 3S” 技术,分析了叭尔洞沟中游河谷小区风水交互侵蚀的过程及其侵蚀产沙贡献率。研究得出：（1）在叭尔洞沟中游河谷小区,以风水两营力作用下的侵蚀量作为衡量该区侵蚀力大小的指标,在2010年,风力侵蚀量与水力侵蚀量之比约为1.8∶1。在147 794 m2观测小区里,风水交互作用下侵蚀率为0.1 kg·m-2。（2）风季,风力的搬运作用为观测区形成的风水交互小系统提供了输入,雨季,洪水的侵蚀作用为系统进行了输出,通过沉积物的侵蚀、搬运和堆积的循环作用,对系统的输入物质进行再分配后输出系统。（3）在1998-2010年的少风多雨时期,叭尔洞沟中游河谷小区,东岸稳定,西岸的凸岸变窄、凹岸拓宽,摆幅变大,河岸沙丘后退,切沟不断发育,水力作用在风水交互侵蚀中贡献突显。