黄河三角洲潮沟网络形态特征的时空分异规律及其发育过程

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸（Ⅰ区）、南岸东（Ⅱ区）、南岸西（Ⅲ区）为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定量表征了潮沟发育程度的典型形态特征参数,剖析了黄河改道、湿地恢复工程和外来物种入侵等因子对潮沟发育过程的影响,挖掘潮沟网络的时空演变规律。结果表明：① 潮沟的形态特征具有明显的时空异质性。从1998年黄河改道初期至2004年湿地恢复初期,Ⅰ区各等级潮沟数量大幅减少;由于潮滩淤进和互花米草固滩作用,Ⅱ区潮沟数量、密度、分汊率呈现增长趋势,在2013年互花米草的快速扩张期,潮沟曲率、分汊率明显增大;Ⅲ区潮沟发育的等级、长度、密度最大,等级间的转化频率最高,湿地恢复工程导致低等级潮沟数量、长度明显减少,较强的海洋动力抑制了潮沟曲流的发育。② 黄河改道和侧弯丁坝建设导致平均归槽长度（OPL）增大,潮沟网络的排水效率减少。互花米草的快速扩张使排水效率增大,OPL不断降低;潮沟发育程度Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区。③ 潮沟系统由快速变化青年期整体进入缓慢变化中年期,发育状态趋于动态平衡。研究成果有助于了解大范围潮沟的发育过程及演变机制,为沿岸潮滩开发与利用提供科学的决策支撑。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

作者选用1986年和2001年两个时相的Landsat TM/ETM+影像,结合遥感、地理信息系统 (GIS) 和分形理论研究了黄河三角洲典型河口岸段潮滩潮沟的发育演变。结果表明：近15年来,挑河口~106站和现行水河口(1976~1996年黄河入海口,下同)~甜水沟岸段分维值D增大,呈顺向演替;其余岸段分维值均减小,表现为逆向演替。人工围垦挤占了大面积潮滩,人工岸线不断向海扩展,其最大推进速率达0.8 km/yr;同时,潮沟长度缩短,最严重的岸段每年减少14.9 km。通过分析表明,人类活动已成为影响三角洲潮滩发育的重要因子,其导致整个三角洲的潮滩体系严重退化,自然形成的潮沟时空谱系不复存在;另外,发育时间长短、入海泥沙、海浪和潮流对潮滩发育演变亦非常重要。目前,黄河三角洲潮滩可分为河口滩、潮控滩、浪控滩和人控滩4大类型。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

Integrating remote sensing, geographic information system (GIS) and fractal theory, change characteristics of tidal flats and tidal creeks in the Huanghe (Yellow) River Delta over the period of 1986-2001 were discussed. The results show that evolutions of tidal fiats throughout the Huanghe River Delta are influenced by various factors, and that progressive succession and regression of tidal flats concur in different coastal segments of the delta. Human activities have played an increasingly important role in the succession process of tidal flats. Due to land reclamation in coastal zones of the delta in the last 15 years, lots of tidal flats were occupied, the artificial coastline migrated seaward (the maximum change rate was 0.8 kmyr^-1) and tidal creeks became sparser (the highest decreasing rate of length of tidal creeks was 14.9 kmyr^-1). Except for two coastal segments from the Tiaohe Estuary to the 106 Station and from the south of the Huanghe River mouth to the north of the Xiaodao River Estuary,fractal dimension values of tidal creeks in the remaining coastal segments of the delta decreased. In addition, the time dimension, sediment fluxes into the sea, waves and tidal-currents have profound influences on the evolution process of tidal flats. Four types of tidal flats-river-dominated tidal flats,tide-dominated tidal flats, wave-dominated tidal flats and man-dominated tidal flats can be identified.Owing to the intensification of human activities in coastal zones of the delta, man-dominated tidal flats have become the main kind of tidal flats.     

江苏中部海岸潮沟的形态变化特征

作为一种典型的潮滩地貌单元,潮沟(tidal creeks) 在江苏中部海岸潮间带广泛发育,并表现出复杂的摆动性。本文根据1981-2010 年遥感影像和野外观测数据,对该区潮沟的平面形态变化进行了分析。结果显示,江苏中部海岸潮沟(根据其长度差异) 一般分为4 级,1~3 级潮沟的个数分别为21、97 和688 (1:5:33),其平均长度分别为7587±1544 m、1921±916 m和327±200 m;潮沟在中潮带比较发育,其密度和分汊率明显大于高潮带和低潮带;主潮沟曲率从高潮带向低潮带呈减小趋势;外来引种互花米草扩展和大规模滩涂围垦活动对潮沟产生了较大影响,其中后者明显地抑制了潮沟的发育。研究区潮沟的摆动性具有明显的区域和级别差异。与研究区北部的潮滩区域相比,海岸潮差较大的南部潮滩区潮沟的摆动性较大;同一个潮沟系统其1 级潮沟的摆动性>2 级潮沟>3 级潮沟;同一条潮沟其下段的摆动性>中段>上段;同一区段弯曲岸段的摆动性>顺直岸段;1 级潮沟上段、2 级潮沟中上段、3 级潮沟或位于盐沼内的潮沟其摆动性不明显。     

不同补水条件下黄河三角洲湿地恢复情景模拟

针对黄河三角洲湿地退化现状,设计了三种湿地修复水量预案。利用水文模型SOBEK和地下水模型Visual Modflow对不同补水预案下湿地水文过程进行模拟,将水文模拟结果与湿地立地条件、植被条件在景观决策支持模型LEDESS框架下进行集成,对三种补水预案下湿地修复情景进行模拟和评价。研究表明,对黄河三角洲湿地的恢复,根据区域湿地条件差异,其恢复目标及所需要的适宜水量也有所不同。一千二管理区宜采用最大引水预案,提高涉禽鸟类的生境适宜性;黄河口管理区宜采用最小水量预案,同时应降低生境干扰以改善栖息地质量;对于大汶流管理区,中等水量对于涉禽类和游禽类的生境都有较大改善。本研究将水文过程与景观过程进行集成,利用情景模拟方法,为湿地恢复决策提供一种新的尝试。     

渤海湾淤泥质海岸潮汐汊道的发育过程

本文以黄河三角洲沿岸为例，论述淤泥质海岸上潮汐汊道的发育过程。研究表明，淤泥质海岸潮汐汊道与废弃河口深化化有密切关系。它的外侧海岸是在高海面时形成并被现代动力过程所切割的贝壳砂堤或砂堤。     

互花米草入侵和持续扩张下黄河三角洲滨海湿地潮沟的形态特征及其变化

为了探究互花米草(Spartinaalterniflora)入侵下滨海湿地潮沟的发育特征及其变化,采用随机森林分类技术和统计学分析方法,研究了2004?2020年黄河三角洲湿地互花米草的入侵过程,揭示了互花米草持续扩张下潮沟的形态特征及其变化.研究结果表明,现行黄河入海口两侧区域的互花米草群落扩张迅速,截至2020年7...     

Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

Method for UAV-based 3D topography reconstruction of tidal creeks

It is common to obtain the topography of tidal flats by the Unmanned Aerial Vehicle(UAV) photogrammetry,but this method is not applicable in tidal creeks.The residual water will lead to inaccurate depth inversion results,and the topography of tidal creeks mainly de-pends on manual survey.The present study took the tidal creek of Chuandong port in Jiangsu Province,China,as the research area and used UAV oblique photogrammetry to reconstruct the topography of the exposed part above the water after the ebb tide.It also proposed a Trend Prediction Fitting (TPF) method for the topography of the unexposed part below the water to obtain a complete 3D topography.The topography above the water measured by UAV has the vertical precision of 12 cm.When the TPF method is used,the cross-section should be perpendicular the central axis of the tidal creek.A polynomial function can be adapted to most shape of sections,while a Fourier function obtains better results in asym-metrical sections.Compared with the two-order function,the three-order function lends itself to more complex sections.Generally,the TPF method is more suitable for small,straight tidal creeks with clear texture and no vegetation cover.     

黄河三角洲湿地保护与恢复的现状、问题与建议

黄河三角洲湿地是中国暖温带保存最完整、最广阔和最年轻的湿地生态系统,其原始性、脆弱性和作为珍稀濒危鸟类重要栖息地的作用在国际上备受关注。着眼于当前黄河三角洲湿地的生态问题及变化趋势,分析了黄河三角洲湿地保护与恢复的现状、问题和发展趋势,阐明了黄河三角洲湿地保护与恢复的基本框架和关键技术,明确了下一步黄河三角洲湿地保护与恢复的主要任务,并从区域可持续发展角度提出了黄河三角洲湿地保护与恢复的措施与建议。     

黄河三角洲刁口河流路湿地恢复遥感监测与评价

利用卫星遥感技术对生态调水及湿地恢复进行实时动态监测, 不仅可以及时掌握宏观地表的快速变化, 还可以为长期的区域生态效应评价提供支持。基于国产自主环境一号小卫星遥感数据, 对2010 年黄河三角洲生态调水暨刁口河流路恢复过水试验进行动态监测和初步评价。研究表明, 刁口河流路恢复过水后, 原废弃河道过流条件得到提高, 部分被开发利用的河滩地得到恢复, 水文条件好转, 河流水面面积总体上增加了526 hm², 有利于河道生态条件的改善。通过对湿地引水修复, 自然保护区试验区块共有437 hm²的退化湿地得到了较大程度的改善。同时, 湿地景观多样性提高, 对维持区域景观多样性、改善鸟类栖息地质量具有重要意义。研究结果表明, 国产环境一号卫星遥感数据能提供丰富的地面信息, 其数据具有较高的时间分辨率, 可以作为中国湿地调查和监测的重要数据源。考虑到大尺度调水和湿地恢复对区域生态环境的影响是一个长期的过程, 今后应进一步挖掘环境一号卫星现有波段的光谱信息, 对湿地恢复进行长期跟踪监测, 为湿地恢复生态效应综合评估提供技术支撑。     

基于影像间潮滩地形修正的海岸线监测研究——以黄河三角洲为例

针对潮滩环境中潮汐和坡度变化对海岸线变化监测的影响,提出一种通过两景影像计算潮滩坡降进而准确获得海岸线的方法,并利用坡降值估算潮滩体积。以岸线变化较剧烈的黄河三角洲南部的甜水沟口至小清河口的粉砂淤泥质潮滩为例进行应用研究。结合遥感影像、实测固定断面数据和水深测量数据分析表明,影像间的潮差对坡降估算值虽有较大影响,但选择合适潮位估算潮滩坡降是可行的,估算坡降的最小相对误差可达0.2%,均方根误差小于实测坡降一个数量级。1973-2009 年甜水沟口至小清河口14 个年份的岸线变化分析显示,黄河改道对本区的直接淤积影响在甜水沟向南3 km范围内,最大淤积区位于甜水沟口附近,年均淤积率31 m/a,而后在1989-2002 年海区南部出现较大幅度淤积,主要为黄河入海水沙直接或间接淤积造成的;研究时段内岸滩总体演化趋势为蚀退,最大年均蚀退速率51 m/a,黄河改道造成的海洋动力变化是影响本区海岸冲刷的主要因素。验证表明,本文方法计算的潮滩体积用于指示海滩冲淤变迁是合理可行的。     

黄河三角洲自然保护区湿地生态恢复的原理、方法与实践

黄河三角洲自然保护区以河口新生湿地生态系统为主要生态类型,具有年轻性、脆弱性、不稳定性等生态特点,在自然条件和人为因素的双重影响下,导致部分区域生态恶化和退化。2002年黄河三角洲湿地自然保护区开始实施湿地生态恢复工程,在对湿地生态系统论述的基础上,对自然保护区湿地生态恢复进行了总结,分析了湿地生态恢复的生态背景、湿地退化的原因,论述了实施生态恢复的目的、原理、方法、工程设计及效果评估。     

南黄海辐射沙脊群里磕脚11DT02孔沉积相分析及环境演化

11DT02孔位于南黄海辐射沙脊群东北部里磕脚沙脊南坡,通过沉积相分析、粒度统计,结合年代地层数据,重建晚更新世以来里磕脚沙脊的长周期环境演化,分析沙脊成因、厘定沙脊发育年代。研究表明:里磕脚沙脊从下至上由潮滩相、硬黏土相、潮滩相和潮流沙脊相组成。潮流沙脊和潮滩由粉砂、细砂和少量黏土组成,两者均成正偏态分布。潮流沙脊和潮滩在概率累积曲线上分别表现为三段式和四段式分布,以跳跃次总体为主,并呈双跳跃特点。研究区晚更新世经历海平面下降发育潮滩环境,到完全暴露形成标志性的“硬黏土”层;全新世初期经历海侵,研究区复又开始潮滩沉积,随后被海水完全淹没,潮流作用渐强,改造下伏潮滩和“硬黏土”,逐渐堆积成高差最大达30 m的脊槽地形。     

黄河三角洲滨海湿地的景观格局空间演变分析

利用GIS技术、RS影像和Fragstats3.3等景观统计软件,从景观面积变化、景观斑块特征和景观整体水平格局等方面,对比研究了黄河三角洲2000年和2009年湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明:10 a间黄河三角洲滨海湿地海岸线和陆地面积整体呈增长趋势,天然湿地面积急剧减少,平均分维数大部分降低,湿地景观破碎度降低,多样性和均匀性指数增加,蔓延度指数增加。湿地景观格局指数的变化反映了旱田及水田的大面积种植,盐田养殖业的大力发展以及石油开采等人为活动对景观格局的深刻影响,人类活动已经成为黄河三角洲滨海湿地景观格局变化的主要驱动因子。     

黄河三角洲新生湿地植物群落分布格局

为阐明黄河三角洲新生湿地植被群落的分布格局,以1996年后新淤积形成的湿地植被为研究对象,选取9个典型植被群落过渡带,测定分析其群落数量特征,以期能为更好的保护与管理黄河三角洲新生湿地提供数据支持。调查结果显示：黄河三角洲新生湿地植被群落沿河向海的方向呈同心环状发展,呈现出较明显的条带状。自河岸向海岸,植物的耐盐性逐渐提高。草本植物自河岸、海岸向中心陆地演替,而木本植物则由中心陆地向河岸、海岸演替。物种丰富度及香农-威纳（Shannon-Wiener）多样性指数自河岸向海岸,先升高后降低。土壤含盐量的变化与植物群落的组成结构之间具有密切关系,这说明土壤含盐量是影响黄河三角洲新生湿地植被分布格局的主要因子。     

河南省郑州黄河自然保护区湿地恢复模式研究

河南省郑州黄河自然保护区周边人口众多,湿地围垦现象严重,亟需开展湿地恢复工程建设。根据郑州黄河自然保护区的地形特征、水文状况、受威胁状况和和湿地植物的适宜性特点,郑州黄河湿地的恢复模式可分为自然湿地恢复模式和主动湿地恢复模式,其中主动湿地恢复恢复模式又可分为蓄水型、溪流型和多塘型湿地恢复模式。针对嫩滩、河心洲、岛等自然保护区的核心区,可以利用黄河自身的水文周期、植物种质资源、自然肥力,采用自然湿地恢复模式进行恢复。在地势平坦、宽度较大、坡度较小且距平水位1～2m之间地形平顺无突变的二滩区,可采用蓄水型湿地恢复模式;在地势低洼,具有自然沟渠雏形,并与黄河河道相连的嫩滩区和靠近嫩滩的二滩区,可采用溪流型湿地恢复模式;在现状地形起伏较大,或现有及废弃的鱼塘分布区,可采用多塘型湿地恢复模式。研究结果表明,自然恢复区域主要集中在南河渡黄河大桥西侧、嘉应观黄河铁路大桥西侧、郑州黄河公路大桥东侧等区域,总面积为5086hm2;主动湿地恢复区域主要集中在伊洛河东侧、嘉应观黄河铁路大桥东侧、郑州黄河公路大桥东侧和中牟太平庄村东北侧区域以及现有鱼塘集中分布区域,总面积为965hm2。     

新生滨海湿地土壤微量营养元素空间分异特征

在黄河三角洲国家级自然保护区核心区新生湿地内,根据植被分布状况,由黄河岸边至海滩方向布设了两条平行样带,研究土壤微量营养元素Fe、Mn、Cu、Zn和B分布的空间分异特征.结果表明,黄河三角洲新生滨海湿地表层0～30 cm土壤中B、Mn、Fe、Cu和Zn的平均含量分别为50.94 mg/kg、439.87 mg/kg,22.25 g/kg、27.48mg/kg和46.39 mg/kg.从黄河岸边至近海光滩区,土壤中5种微量营养元素含量总体上呈逐渐增加趋势,在剖面上表现为波动变化规律.不同植被群落土壤中,5种微量营养元素含量之间及其与总有机碳含量、总氮含量、总硫含量和土壤含盐量之间存在显著正相关关系.新生滨海湿地土壤中总有机碳含量、总氮含量和总硫含量是影响土壤微量营养元素含量的关键因素.     

海平面上升对长江三角洲和苏北滨海平原海岸侵蚀的可能影响

本区海岸现有30％的岸段为侵蚀海岸,海平面上升将使海岸侵蚀加剧。海平面上升因素在海岸侵蚀诸因素中的比重较国外同类研究结论偏小,这与本区海岸的特殊演变原因有关。海平面上升通过潮流、波浪和风暴潮作用增强,海岸潮滩和湿地损失,岸滩消浪和抗冲能力减小等途径引起海岸侵蚀加剧。其结果是,侵蚀岸段扩大,淤涨岸段减少甚至转为侵蚀,潮间带宽度变窄,坡度加大,从而使沿岸海堤等挡潮工程的标准要相应提高。     

黄河三角洲新生湿地土地覆被演替图谱

本文根据黄河三角洲新生湿地盐生、湿生、中生以及人工等不同生境的生态景观类型 ,将本区土地覆被类型分为 9类 ,即研究区海域、滩涂、柽柳 -翅碱蓬群落、獐毛 +白茅群落、芦苇 +荻群落、有林地、天然河流与人工水体、耕地和居民工矿用地。从遥感影像数据 (包括LandsatTM432、CBERS 1CCD432 )和专题矢量数据中提取了 1 984、 1 991、 1 996和 2 0 0 0年四期土地覆被数据 ,采用区域质心函数计算四个时期 9类覆被的分布重心 ,并合成土地覆被重心演替过程图谱 ,通过图谱分析 ,归纳出湿地植被演替的三种模式 ,即陆进模式、海退模式以及人类活动影响模式 ,为认识新生湿地植被演替规律以及人类活动的影响、制定湿地保护措施提供参考依据。