福建省东北部沿海罗源湾互花米草盐沼环境下粘性沉积物的侵蚀-沉降过程

根据在福建罗源湾互花米草盐沼内的沉积动力要素(水深、流速、悬沙浓度和沉降速率)的观测及表层沉积物的粒度分析结果,罗源湾互花米草盐沼表层沉积物组份以粉砂和粘土为主,为粘性沉积物;互花米草盐沼内的潮流流速很小,最大值不超过7cm/s,相应地,底部切应力也相对较小,悬沙在潮周期内多处于沉降状态,表层沉积物在涨潮初期和落潮后期多发生侵蚀.在台风显著影响下,潮流流速平均值变化很小,但水流紊动能量和底部切应力显著增大,导致表层沉积物多处于侵蚀状态,在台风登陆期间潮周期内净侵蚀通量可达到40.099kg/m2;台风影响过后,底部切应力逐渐减小,沉积物逐渐不发生侵蚀,悬沙多发生沉降,整个潮周期内以悬沙沉降为主.     

长江口盐沼滩面发育对有机碳深度分布的制约

通过对长江口崇明东滩高潮滩、中潮滩以及光滩柱状样的有机碳含量与碳稳定同位素组成（δ13C）、粒度组成等的测定,研究盐沼有机碳深度分布特征与形成机制。结果表明,盐沼土壤颗粒有机碳（POC）主要赋存于粒径小于0.016 mm的颗粒中,POC含量对粒径在0.002~0.004 mm区间的颗粒含量变化最敏感,说明盐沼POC主要来自长江径流悬移质,这与有机碳稳定同位素结果一致。土壤POC含量与不同粒径区间颗粒含量相关关系表明,高潮滩与中潮滩柱样的泥沙级配较为接近;光滩柱样POC含量与不同粒径区间颗粒含量相关关系特征与高、中潮滩柱样的基本类似,主要不同表现在粒径大于0.016 mm的粗颗粒,这很可能受控于盐沼不同高程部位动力沉积过程。盐沼植被对高、中潮滩柱样POC的贡献相当可观,个别层段高达55.6%;植被对土壤POC的贡献受到滩面过程的明显制约。滩面动力沉积过程形成盐沼垂向上独特的沙、泥纹层构造,其优良的封堵效能显著影响土壤有机碳的垂向分布。盐沼滩面动力沉积过程是塑造有机碳深度分布特征的关键因素。     

台风期间港湾海岸湿地侵蚀、淤积的环境动力学机制初探 --以福建罗源湾为例

为了探讨港湾海岸湿地在台风期间发生冲淤变化的过程和机制,利用流速仪观测了台风“凤凰”过境期间福建罗源湾海岸湿地（包括盐沼中下部和光滩）的环境动力过程。结果表明,台风登陆期间盐沼中下部和光滩的滩面淹没时间增长约2 h,近底层流速平均值变化很小,但流速波动变化幅度很大,底部切应力显著增大,滩面发生侵蚀;台风登陆后,随着风浪作用的减弱,流速波动显著减小,底部切应力逐渐减小,悬沙发生沉降,滩面表现为淤积。台风期间的滩面侵蚀、淤积主要受底部切应力的控制。     

长江河口崇明东滩周期性淹水区域水流的基本特征

潮间带周期性淹水区域水深、流速的变化过程是潮滩水动力过程的基本组成部分,也是潮流与泥沙相互作用的基础。通过2002年4月至2003年1月4个季节的野外实测,获得了平静天气条件下,崇明东滩滩面潮流水深、流速与流向的变化过程数据。结果表明,崇明东滩盐沼和邻近光滩处涨潮历时均小于落潮历时,水深过程变化呈现出“陡涨缓落”的特点。光滩与盐沼交界处光滩一侧流速过程呈“双峰型”特征,涨落潮均出现流速峰值;盐沼（植物生长期）流速过程具有“单峰型”特点,仅在涨潮初出现峰值。研究区潮流不对称性明显,主要表现为涨潮优势,且由光滩向盐沼上部不断增强,潮沼植物和地形变化是加强盐沼区涨潮优势的主要原因。流速变化过程的差异和潮流不对称性使盐沼区域发生稳定的泥沙淤积,盐沼前缘光滩则会出现较频繁的冲淤变化,平静天气条件下,它们是控制崇明东滩泥沙输移和潮滩动力地貌过程的动力基础。     

中国极地大地测量学十年回顾:1996-2006年

[STBZ][ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. *基金项目：[HT6SS][ZK(]国家自然科学基金项目“利用多源遥感数据监测南极冰貌地形及其动态变化研究”（编号：40606002）;国家测绘局项目“南极考察地区基础测绘”（编号：1469990324229）资助[ZK）] [HT6H]〓作者简介：[HT6SS]（1939 ）,男,江西广丰人,教授,博士生导师,主要从事极地测绘遥感信息学的研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ] [ZW）] [HT4F] [HT5K](摘〓要：[HT5K]回顾了近10年来我国南北两极大地测量学在GPS、重力、验潮及合成孔径雷达干涉测量等方面的研究进展。具体介绍了以长城站、中山站和黄河站3个GPS观测站为依托,开展的板块运动、卫星定轨及极区大气环境监测方面的研究;GPS在埃默里冰架、格罗夫山及Dome A考察中的应用研究;长城站的高精度绝对重力及相对重力测量;中山站自动验潮站的建立;及合成孔径雷达干涉测量在南极内陆冰盖的应用研究等。     

长江口盐沼土壤有机质分布与矿化的空间差异

在长江口崇明东滩两类植被(互花米草、土著植被)区域分别选择一条纵向剖面,在高潮滩、中潮滩及光滩取得柱状样,利用颗粒有机碳(POC)含量、碳稳定同位素组成、土壤C/N比与颗粒组成等资料,研究盐沼有机质的分布与矿化特征。结果表明,两个纵向剖面的相同高程部位柱样之间,颗粒有机碳δ13C与POC含量的深度特征均存在显著差异;两个柱样的δ13C与POC含量的平均值均相差较大。互花米草对高潮滩柱样有机质的含量与组成均产生了明显影响,对中潮滩柱样有机质组成已有一定影响;土著植被对高潮滩柱样有机质组成的影响显著。盐沼植被对土壤有机质的分布与矿化均产生了明显影响。高潮滩柱样矿化阶段不同的有机质组分混杂,中潮滩柱样有机质的组成相对简单,矿化程度较弱。柱样粘粒含量与含水量在垂向上变化频繁,盐沼原始沉积层序对柱样的物质分布特征具有本底制约。不同高程部位柱样之间,有机质的深度分布特征以及矿化程度差异显著,盐沼碳动态受到潮滩特征性动力沉积过程的显著影响。     

用转换函数研究珠峰站地壳结构

[STBZ][ZW（*][HT6H]〓收稿日期：;修回日期：. *基金项目：[HT6SS][ZK（]国家重点基础研究发展计划项目“青藏高原形成对全球变化的响应与适应对策”（编号：2005CB422001）;中国科学院知识创新工程重要方向项目“青藏高原内陆俯冲与造山作用”（编号：KZCX3 SW 143）资助.[ZK）] [HT6H]〓作者简介：[HT6SS]（1983 ）,男,海南儋州人,硕士研究生,主要从事地震波传播理论研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]youliangsu@yahoo.com.cn[ZW）] [HT4F][HT5K]（）[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]为开展高喜马拉雅地区地质构造—气候反馈作用的研究,中国科学院青藏高原研究所于2004年开始在珠峰地区建立了综合观测研究站,并于2004年下半年开始相继开展了大气边界层（含辐射和土壤观测）、大气湍流和辐射系统、风温廓线、无线电探空系统、沙尘暴观测、冰川变化等大气科学观测研究、地表过程的环境研究和地球动力学研究。为了解珠峰站下方的地质构造,于2005年8月在综合观测研究站布设了宽频带地震仪（记录器为Reftek130,摆为STS2）,并于2006年5月取得首批数据。利用宽频带地震仪提供的三分量地震波形记录,应用转换函数及快速模拟退火算法对珠峰站下的地壳横波速度结构进行了反演。反演结果表明,珠峰站的莫霍（Moho）面深度在70 km,地壳结构复杂,尤其在中上地壳,明显呈高低速互层结构,反映了板块边界处构造活动、物质交换活跃,表明这些地区还未达到均衡。为高喜马拉雅地区地质构造—气候反馈作用的研究提供地球物理依据。     

1959—2018年九段沙地貌演化特征及动力机制

基于近60年（1959—2018年）系列水下地形资料，研究九段沙成形以来的地貌演化特征和动力成因。结果表明:九段沙1959—1990年处于稳速淤涨、以低滩为主的自然演化状态；近30年（1990—2018年），0 m及以上高滩受植被生长和长江口深水航道治理工程作用快速淤涨，-1~-2 m滩面受干扰程度小、稳速淤涨；近20年（1998—2018年），-3 m及以下低滩受流域减沙和临近的大型涉水工程影响淤涨放缓并由淤积转冲刷，期间流域减沙使得九段沙淤积放缓滩地由低到高向上延伸。未来流域来沙可能进一步下降并维持在较低水平，九段沙将面临-3 m及以下低滩进一步冲蚀，-3 m以上滩地淤积放缓并由低到高逐渐转冲的风险。     

1959—2018年九段沙地貌演化特征及动力机制

基于近60年（1959—2018年）系列水下地形资料，研究九段沙成形以来的地貌演化特征和动力成因。结果表明：九段沙1959—1990年处于稳速淤涨、以低滩为主的自然演化状态；近30年（1990—2018年），0 m及以上高滩受植被生长和长江口深水航道治理工程作用快速淤涨，-1~-2 m滩面受干扰程度小、稳速淤涨；近20年（1998—2018年），-3 m及以下低滩受流域减沙和临近的大型涉水工程影响淤涨放缓并由淤积转冲刷，期间流域减沙使得九段沙淤积放缓滩地由低到高向上延伸。未来流域来沙可能进一步下降并维持在较低水平，九段沙将面临-3 m及以下低滩进一步冲蚀，-3 m以上滩地淤积放缓并由低到高逐渐转冲的风险。     

太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策

[ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. 〓作者简介：[HT6SS]（1963 ）,男,江苏苏州人,研究员,主要从事水环境研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]qinbq@niglas.ac.cn[ZW)] [HT4F][HT5K]()[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]2007年5月份发生在无锡太湖蓝藻水华引起的自来水危机事件进一步凸现我国湖泊富营养化的严峻局面和蓝藻水华频发的现状。从分析太湖富营养化发生、发展,蓝藻水华爆发的原因和机制入手,提出湖泊富营养化治理和蓝藻水华控制的途径和措施。研究表明,太湖富营养化之所以如此严重而且治理起来异常艰难,主要是由于太湖发育于长江中下游洪泛平原,营养本底高;由于水浅和沉水植被的退化使得频繁的风浪扰动造成内源营养盐负荷维持在一个非常高的水平;而流域内社会经济的高速发展,进一步加剧了太湖富营养化进程。蓝藻水华爆发一方面与蓝藻本身的生理特征有关,如固碳、伪空泡、光吸收及营养盐利用的能力;另一方面则与系统内物理、化学、生物环境有关,如独特的浅水湖泊水下光场结构和低的捕食压力。太湖的富营养化治理需遵循控源截污、湖泊生态修复和流域管理的原则,具体措施包括前置库和人工湿地的面源污染物控制技术;物理机械和生物去除内源营养盐削减技术;沉水植被恢复的湖泊生态修复技术。而蓝藻水华的控制技术则包括围隔拦截和导流的物理工程方法、絮凝沉降和抑藻物添加的化学工程方法以及生态浮床和生物操纵的生态工程方法。具体使用时,需要先诊断、后治理。       

福建罗源湾潮滩沉积过程对人类活动和台风事件的响应

潮滩地区是人类活动和台风事件影响最为显著的地区之一,利用潮滩沉积记录可以提取影响区域重大人类活动和台风事件的历史变化。罗源湾潮滩中上部盐沼和光滩柱状沉积物粒度分析结果显示,罗源湾潮滩沉积物以细颗粒为主,盐沼内部和潮滩中上部光滩柱状沉积物平均粒径分别为5.41~45.00 μm和5.4~68.82 μm,但在不同深度出现多次沉积物变粗的现象;利用210Pb测试计算得到的沉积速率分别为1.96 cm/a和1.23 cm/a;近年来的围填海活动导致潮间带地区沉积速率显著增大,互花米草的引种也进一步导致潮间带上部沉积速率增大。台风的强烈影响使得潮间带沉积出现间断,在沉积间断界面出现沉积物粒度变粗的现象,由此推断了近170年来显著影响罗源湾地区的台风事件沉积层的位置,并由此计算了不同时段的沉积速率。根据柱状沉积物粒度分析结果,不仅可以反演近百年来的对罗源湾产生重要影响的台风事件,也可以反演20世纪50年代以来罗源湾经历的几次较大规模的人类活动。     

苏北潮滩湿地不同生态带碳、氮、磷分布特征*

通过对比苏北潮滩湿地不同生态带的表层以及柱状沉积物中总有机碳、总氮、总磷和有机磷含量,并结合不同植被不同植株部位中碳、氮、磷的含量变化,分析了潮滩沉积物中碳、氮、磷的垂向和水平分布特征与规律,探讨了不同生态带以及潮滩植被对碳、氮、磷等生源要素的富集作用。对比分析结果表明:苏北潮滩湿地各生态带对不同的测量指标有着不同的富集作用,互花米草滩的总有机碳、总氮和有机磷含量要远大于其他几个生态带,光滩沉积物中总磷的含量最高; 粒度效应是控制互花米草前缘地带以及互花米草滩沉积物中有机碳和氮分布的一个重要因素,盐蒿和芦苇滩中有机碳和氮的分布更多的是受粒度之外的其他因素影响; 不同生态带表层沉积物中的C/N比值分布,大致可反映其有机物来源的差异,而不同生态带中柱状沉积物中的C/N比值相对接近,很难根据C/N比值大小来对不同生态带中的有机物来源进行判断,这可能是埋藏在柱状沉积物中的有机物更多的受到了早期成岩作用造成的。植被对潮滩湿地中碳、氮、磷的分布有着重要影响,3种物质在互花米草、盐蒿和芦苇中的含量差别不是很大,因此潮滩植被对沉积物中上述3种物质的贡献差别主要是由不同植被的生物量和其所处环境的沉积动力差异造成的。     

江苏中部潮滩长期演变规律及其受米草生长影响

在江苏盐城川东港南侧潮滩设置了一系列水准桩,使用滩面高程观测仪对滩面高程进行7 a（2012年10月—2018年11月）的逐月现场观测,结合遥感资料获取米草前缘位置变化,探究淤泥质潮滩中长期演变规律及米草生长在潮滩地貌演变中的作用。结果表明:高滩区域地下过程（土体膨胀、压缩等）对滩面变化起控制作用;盐沼区米草生长促进滩面沉积,随米草前缘向海生长,盐沼中部区域年增长率降低,靠近米草前缘区域滩面年淤积量增加,但米草向海推进对光滩区域演变影响小;潮滩剖面自陆向海依次可分为基本稳定带、快速淤积带、基本稳定带、快速冲刷带,潮间带中部坡度逐步增大;滩涂面积保有量在2012—2018年观测时段内逐年降低。     

Role of Spartina alterniflora on sediment dynamics of coastal salt marshes-case study from central Jiangsu and middle Fujian coasts

Coastal salt marshes represent an important coastal wetland system. In order to protect coastlines from erosion and rapid increase in accumulation rate, Spartina alterniflora (S. alterniflora) was introduced into the Chinese coast. Two study areas (Wanggang and Quanzhou Bay) were selected that represent the plain type and embayment type of the coastal salt marshes. In situ measurements show that the tidal current velocities are stronger on the intertidal mudflat without S. alterniflora than that with S. alterniflora, and the velocity above the canopy surface is larger than that in the salt marsh canopy. The existence of S. alterniflora also influences the velocity structure above the bare flat during ebb tide. With the decrease in current flow velocity when seawater enters into the S. alterniflora marsh, suspended sediments are largely entrapped on the marsh surface, leading to increase in sedimentation rates and change in physical evolution processes of the coastal salt marshes. The highly developed root systemof S. alterniflora induces sediment mixing and exchange between subsurface sediment strata and affects the vertical sediment distribution remarkably. The sedimentation rate of S. alterniflora marsh at the Wanggang area is much higher than the relative sea level rise rate, where rapid progradation of theWanggang saltmarshes that is protecting the coast from sea erosion is observed.     

The influence of vegetation on turbulence and flow velocities in European salt-marshes

Flow hindrance by salt‐marsh vegetation is manifested in the structure of the tidal current; it has a significant impact on sediment transport and it has been related to increased sediment accretion. The flow characteristics in three different vegetation types (Spartina maritima, Sp. anglica and Salicornia sp./Suaeda maritima) were measured on three salt‐marshes in Portugal and England. These in situ measurements differ from laboratory flume experiments with ‘clean’ vegetation by the complexity of natural canopies. Skimming flow develops above the Spartina canopy when the vegetation is fully submerged. In this situation, a low turbulence zone with nearly constant velocity in the denser canopy is separated from the skimming flow above by an interface characterized by high Reynolds stresses. In the low turbulence zone, a positive relationship exists between turbulence intensity and shoot density, which is due to wake turbulence generated locally in the canopy. The rate of particle settling should be increased in that zone. The lower limit of skimming flow is best predicted by the height within the canopy that includes 85% of the biomass. For emergent Spartina canopies and the short Salicornia/Suaeda marsh, the maximal velocity‐gradient is shifted upwards compared to a standard boundary layer over bare sediment and the turbulence is attenuated near the bed, but to a lesser extent than for fully submerged Spartina canopies. A turbulence reduction near the bed was observed in all measured profiles; that should enhance sediment deposition and protects the bed against subsequent erosion.     

Evolution and stratigraphy of a regressive barrier/backbarrier complex: Kiawah Island, South Carolina

Analysis of 75 vibracores from the backbarrier region of Kiawah Island, South Carolina reveals a complex association of three distinct stratigraphic sequences. Beach ridge progradation and orientation-controlled backbarrier development during the evolution of Kiawah Island, and resulted in deposition of: (1) a mud-rich central backbarrier sequence consisting of low marsh overlying fine-grained, tidal flat/lagoonal mud; (2) a sandy beach-ridge swale sequence consisting of high and low marsh overlying tidal creek channel and point bar sand, and foreshore/shoreface; and (3) a regressive sequence of sandy, mixed, and muddy tidal flats capped by salt marsh that occurs on the updrift end of the island. Central backbarrier deposits formed as a result of the development of the initial beach ridge on Kiawah Island. Formation of this beach ridge created a backbarrier lagoon in which fine-grained estuarine and tidal flat mud accumulated. Washovers, oyster mounds, and tidal creek deposits form isolated sand and/or shell-rich lenses in the lagoon. Spartina alterniflora low marsh prograded into the lagoon as the tidal flats aggraded. Barrier progradation and sediment bar-bypassing at Stono Inlet created digitate beach ridges on the northeast end of Kiawah Island. Within the beach-ridge swales, tidal flats were disconformably deposited on shoreface and foreshore sand of the older beach ridges. Tidal creek drainage systems evolved to drain the swales. These rapidly migrating creeks reworked the tidal flat, foreshore, and shoreface sediments while redepositing a fining-upward sequence of channel lag and point bar deposits, which served as a substrate for salt marsh colonization. This resultant regressive sedimentary package marks the culmination of barrier island development and estuary infilling. Given enough time and sedimentation, the backbarrier sequence will ultimately prograde over the barrier island, reworking dune, beach, and foreshore sediments to form the upper sand-rich bounding surface of the barrier lithosome. Preservation of the regressive sequence is dependent upon sediment supply and the relative rate of sea-level rise, but the reworking of barrier islands by tidal inlets and migrating tidal creeks greatly alter and complicate the stratigraphic sequence.     

Coastal saltmarsh development at Southern Topsail Sound,North Carolina

Topsail Sound is a marsh-filled barrier lagoon in southeastern North Carolina. This study quantified changes within a 477-ha tidal marsh located landward of Lea and Coke islands in southern Topsail Sound. Aerial photographs from 1949, 1966, and 1984 were enlarged, and sample areas of salt marsh were digitized and compared. Since 1949, Old Topsail Inlet has migrated southwest 1.2 km. As the inlet migrated, new Spartina alterniflora marsh colonized 33.2 ha of intertidal sand flats within the inlet flood tidal delta, adjacent islands, and primary tidal creeks. Landward of the flood tidal delta, site specific gains and losses of marsh were recorded. It is estimated that since 1949, approximately 34.1 ha of the marsh area occupying the zone landward of the flood tidal delta has drowned. This loss of marsh, combined with the colonization of marsh mentioned above, resulted in a net decrease of 1 ha in the total area of marsh. This study provides evidence that, although lagoonal marshes may be drowning as a result of soil waterlogging, reduced sediment supply, and sea-level rise, potential marsh environments are created by oceanic inputs of sand when inlets migrate.     

Modelling the Transport and Export of Sediments in Macrotidal Estuaries with Eroding Salt Marsh

A process-based numerical model is applied to investigate sediment transport dynamics and sediment budget in tide-dominated estuaries under different salt marsh erosion scenarios. Using a typical funnel-shaped estuary (Ribble Estuary, UK) as a study site, it is found that the remobilization of sediments within the estuary is increased as a result of the tidal inundation of the eroded salt marsh. The landward export of the finest sediment is also intensified. The relationship between salt marsh erosion and net landward export of sediments has been found to be non-linear—with the first 30% salt marsh erosion causing most of the predicted export. The presence of vegetation also influences the sediment budget. Results suggest that vegetation reduces the amount of sediment being transported upstream. Again, the trapping effect of salt marsh in terms of plant density is non-linear. Whilst a vegetated surface with a stem density of 64 plants/m² decreased the net landward export of very fine sand by around 50%, a further increase in stem density from 64 to 512 plants/m² had a relatively small effect.     

长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素

以长江河口典型潮间带(崇明东滩湿地)不同地貌单元植被根际柱样沉积物(0~33 cm)为研究对象,探讨了长江河口潮间带表层沉积环境中酸挥发性硫化物(AVS)的时空间变化特征及其与环境因子的关系.结果表明,不同植被根际沉积物中 AVS 含量存在显著季节变化,表现为:互花米草大于海三棱藨草和芦苇.各采样点根际沉积物中 AVS 含量垂向变化为:高潮滩芦苇,随深度的增加而降低;中潮滩互花米草与海三棱藨草,随深度的增加先增大后减小,且在地面下约20 cm 处显著增大. Pearson 相关分析表明,沉积物中 AVS含量与<16μm 的颗粒物、有机碳含量及含水率之间不存在简单的正相关关系.根际沉积物中 AVS 含量的时空变化可能受潮汐、植被生长等因素的综合影响,其时空变化特征反映了长江河口潮滩复杂多变的氧化还原条件.与芦苇和海三棱藨草相比,入侵物种互花米草对沉积物中硫酸盐异化还原有显著影响,其可能改变了潮滩湿地生态系统原有的氧化-还原生物地球化学循环过程