北部湾典型海岛生态系统服务价值空间异质性对比研究

基于北部湾海域典型海岛高分1号数据,借助于CART决策树方法,获取了广西北部湾两个典型海岛的景观格局数据,并采用生态系统服务价值计量模型、空间自相关模型及地统计学中的变异函数模型对其生态系统服务价值进行了空间异质性分析。结果表明:团和岛单位面积生态系统服务价值是七星岛的1.08倍,但其变异系数低于七星岛;七星岛由于其地质背景为泥沙岛,景观格局受到人类活动以及自然环境的强烈干扰,趋向于复杂化和破碎化;而团和岛由于所处的外部环境以及自身的地质特征,景观格局呈现出整体斑块化分布状态;团和岛的景观格局主要受到结构性因素的控制,而七星岛则以随机性因素控制为主,选用变程和Moran’s指数来表征其复杂化和破碎化,来决定其优先开发时序,可对前者进行适当开发,而对后者适当进行生态保护;对受到结构性因素影响的岛屿在进行开发时,时序的识别选用变程和Moran’s指数来表征,若变程和Moran’s指数越小,说明海岛整体的景观分布格局趋向于复杂化和破碎化,反之生态系统较好,可进行优先开发。同时本文构建了北部湾海岛生态系统异质性评估与自然资源管理框架,并提出了海岛管理的建议与对策。     

南极乔治岛某些火山岩的岩石学和地球化学特征

本文报道了南极乔治岛中国长城站玄武岩和欺骗岛粗安岩的岩石学和地球化学特征。利用中子活化分析测定了岩石中的稀土元素、微量元素和过渡族金属含量;利用电子探针、扫描电镜等手段观测了它们的造岩矿物特征和物质组成,最后推测南极乔治岛具有大陆地壳结构向大洋地壳结构过渡的特征。     

岬湾海岸中人工岛建设对岬角涡旋及海湾地形冲淤的影响——以海南岛铺前湾为例

岬湾海岸中一般在岬角的右侧与左侧（面向大海方向）分别发育顺时针与逆时针涡流。这些涡流的存在对泥沙输运、海底地形演变、污染物扩散等都具有重要影响。而在海洋中岛屿的存在将产生局部的岛后尾流。如岛屿与岬角距离较近,岛后尾流可能与岬角涡旋相互作用,反之则相互影响较小。本文以海南岛铺前湾为例,研究在岬湾海岸中湾口处的人工岛建设对湾内涡旋的影响,并进一步分析人工岛建设对整个海湾海底冲淤变化的效应。本项研究主要采用COAWST模型进行研究。结果表明,大潮期在海湾内发育大范围的顺时针涡旋,小潮期涡旋发育不明显,以东向余流为主。人工岛建设并未影响整个海湾的涡旋结构,但人工岛分隔了湾内顺时针涡旋,且在周围产生局部的逆时针与顺时针涡旋。海底冲淤变化的基本格局为湾内以淤积为主,人工岛建设加强了这种趋势,但在人工岛与岸线之间的狭窄通道内,海底出现冲刷。本项研究对岬湾海岸的科学开发管理具有一定意义。     

Simulation of small-amplitude frequency-dispersive transient waves by means of the mild-slope equation

A numerical model based on the mild-slope equation is applied to reproduce the propagation of small-amplitude transient waves. The model makes use of the Fourier Transform to convert the time-dependent hyperbolic equation into a set of elliptic equations in the frequency domain. The results of two available experimental studies on tsunamis generated by landslides are used to validate the model, which appears to be able of carefully reproducing the effects of the frequency dispersion. An example application of tsunamis propagating around the Stromboli island is also presented to show the applicability of the present approach to real life scenarios. It is finally discussed how this model could be applied as support to a tsunami early warning system.     

港珠澳大桥人工岛水下滩槽演变的数值模拟与工程检验

港珠澳大桥地处伶仃洋的湾口水域,东、西人工岛分别位于伶仃洋大濠深槽两侧。人工岛水域水深流急,潮流正面冲击人工岛,易造成人工岛海域水下地形发生大的变化与调整,最终形成以人工岛为中心的局部滩槽新格局。在大桥工程设计阶段,采用伶仃洋二维潮流泥沙数学模型,对人工岛建设后的伶仃洋水沙环境和水下地形冲淤进行了模拟计算。模型预测结果表明,人工岛对伶仃洋水域的水沙环境影响集中在人工岛上、下游各5 km水域内,人工岛呈冲刷趋势,岛体上下游形成以岛为中心的梭状淤积体。人工岛建设10年前后的水下地形冲淤变化结果表明,人工岛建设引起的海床冲淤变化趋势与数学模型预测结果基本一致,此为当初采用的数学模型预测效果提供了良好的佐证。     

一种基于景观格局的卫星遥感海岛自然灾害风险评价方法

海岛是一种相对独立的生态系统,正因为其独立性,一旦遭到自然灾害的袭击,海岛生态系统的景观结构就会发生改变,使得景观不稳定。而景观稳定性又表现为景观的抗性和恢复力。那么海岛景观受到破坏后恢复到稳定状态的恢复力就与海岛受自然灾害潜在风险程度有关。景观越稳定,那么其受自然灾害潜在风险程度就越小,反之,景观越不稳定,其受自然灾害潜在风险程度就越大。文中分析了景观稳定性与景观异质性、景观破碎度和景观镶嵌度的关系,以及与人工景观面积大小的关系。指出了海岛景观格局与海岛风险程度的关系,提出了基于景观格局的海岛自然灾害风险评价方法,并基于景观异质性指数、景观破碎化指数、景观镶嵌度指数和人工景观面积比等指数建立了海岛自然灾害风险评价模型。以长岛南五岛中的大黑山岛、北长山岛和南长山岛为研究区域,对文中提出的相对风险评价方法进行了应用,评价结果与传统的评价结果完全一致。     

海岛整治修复工程分类体系构建及全国格局分析

海岛生态文明是海洋生态文明的重要组成部分,实施海岛整治修复工作,是改善海岛生态环境的一种重要手段。合理的整治修复工程分类对于海岛整治修复工作申报、审批、实施及评估工作都具有重要导向作用,目前国内尚未形成适应于我国海岛整治修复工作的完整工程分类。本文通过对《中华人民共和国海岛保护法》颁布后国家实施的整治修复工作跟踪研究,结合已有分类,通过分析-组合-归纳模式,初步分析建立适用于我国海岛整治修复工作现状的工程分类体系,分为一级12类,二级46类。对全国149个项目工程进行格局分析,研究表明:(1)2010-2015年度,经国家实施整治修复项目涉及海岛约137个,有居民海岛63个,无居民海岛74个;工程共计654个,其中北海区262个,东海区248个,南海区144个;涉岛面积达2 662 km~2;(2)岛体整治修复工程类型经重点修复期(2010-2012)过后减缓,人为活动致使岛体损坏行为被及时遏制;(3)有居民海岛生态环境修复不断得到重视;(4)南北方根据其自然特征、社会经济发展状况造成工程类型呈明显地域性特征。     

基于Landsat遥感数据的长岛南部岛群景观格局演化研究

为了了解长岛南部岛群在经济发展背景下的景观格局及未来变化趋势,利用1990~2015年6景Landsat TM5、TM7和OLI8影像数据源,基于地理信息系统(GIS)平台采用决策树分类的方法对长岛南部岛群的景观类型进行了分类,并结合Frag-stats软件提取7种不同的景观格局指数,对长岛南部岛群的景观格局演化特征进行了系统分析。结果显示,人为活动是近年来长岛南部岛群景观格局演化的主要驱动力,该岛群景观类型变化以建设用地、水产养殖用地增加和林地减少为特征,建设用地斑块聚集度指数较高,斑块的聚集度指数逐年增加,整体上斑块的聚集度和连通性很好。不同景观指数(SHDI(景观斑块多样性)、PAFRAC(周长面积分维数)、PD(斑块密度指数)、LSI(斑块形状指数)、CA(斑块面积指数)、AI(景观聚集度指数)、COHESION(斑块结合度指数))对人为扰动因子均具有良好的表征。相关研究结论可为长岛南部岛群综合管理和生态红线划定提供有效依据。     

基于多源数据融合的典型海岛三维形貌表征方法研究

随着海岛开发利用和基础设施建设的频繁,高效、精准地获取海岛形态基础数据就显得尤为迫切。三维地形地貌探测和构建技术的日臻完善,及时解决了海岛基础勘测时间长、效率低、精度小的问题。文章通过三维激光扫描和无人机航测手段,全覆盖扫描广西小庙墩(炮台口)海岛表面形态,结合RTK-DGPS实测验证和近景摄影测量,获取海岛实景,运用Geomagic Studio和Smart3D等软件,构建典型海岛三维数字高程模型(DEM),融合多源数据和海岛实景,还原海岛高精度仿真三维形态。为高精度勘测海岛提供有效手段,为海岛基础地理信息获取、地质灾害识别和生态环境修复提供基础数据支撑。     

陆岛互通工程对海岛产业用地时空格局影响分析——以舟山市为例

陆岛联动发展对提升海岛综合价值和推进陆海统筹战略具有重要意义.以舟山市为例,基于多源遥感影像、POI数据、景观格局梯度分析和相关性分析,探讨了陆岛连通工程对海岛产业用地演变的影响及其时空格局特征.主要结论如下:(1) 2010-2018年期间,舟山市陆域用地面积总体扩张,其中第一产业用地递减,第二、三产业用地迅速增加,产业用地转换频繁复杂.(2)海岛产业用地演变呈显著时空差异性.第一产业用地分布逐渐分散化、破碎化,重心向东北方向转移.第二产业用地集中于本岛沿岸并向外围邻近小岛辐射,其重心转移最为明显,趋向西北方.第三产业用地呈现双核多点分布特征,其中本岛南部城市核心区集聚扩张,在外围涌现零星增加点,其重心持续向西北方转移.(3)样带梯度分析表明2010-2015年间舟山海岛产业用地景观指数变化更高,而市中心产业用地景观格局变化较少,随着离市中心距离增加景观指数变化增强,在两端的金塘岛和朱家尖岛出现明显波动.海岛沿岸第二、三产业用地景观格局变化剧烈.(4)舟山海岛产业用地景观变化与跨海大桥建设、岛内交通网络、距离海岸线等地理因素呈现显著相关性和时空差异性,跨海大桥对第一产业用地的影响逐渐减弱,后期第二、三产业用地格局变化更多受到岛内交通网络、岸线资源、本底产业基础等因素影响.     

Numerical simulation of the tsunami generated by a past catastrophic landslide on the volcanic island of Ischia, Italy

The island of Ischia, Gulf of Naples, Italy, like many other volcanic islands is affected by mass failures, that are mainly related to secondary volcanic processes such as slope steepening and seismic shaking. The block resurgence of its main relief, Mount Epomeo, has been recognised to contribute cyclically to mass instability and cause landslides, that occasionally may reach the sea and start tsunamis. In this work we explore the consequences of the Ischia Debris Avalanche (IDA), a flank collapse that occurred in historical times, and involved the whole Mount Epomeo edifice including its submarine portion, and that may have caused gigantic sea waves affecting all the coasts of Ischia and of the Gulf of Naples. The IDA and the generated tsunami have been taken as the worst-case scenario for the occurrence of a new tsunami in the area. They have been simulated through numerical codes developed and maintained by the University of Bologna. The simulation shows that the IDA-induced tsunami attacks severely all the coasts of the Gulf of Naples with the highest waves obtained for the island of Ischia, the island of Capri and the peninsula of Sorrento. The propagation pattern of the IDA tsunami can be used to get hints on the impact that such an event may have had on early populations habiting Gulf of Naples, but also to get clues on the area that could be most severely hit by a tsunami generated by a smaller-scale landslide that may occur in the same source zone.     

Wind forced circulation and sediment disturbance in a temperate lake

Meteorological forcing on the surface of a lake can generate mixing and transport processes that alter water quality. This study examined how meteorological forcing affected water currents in Lake Rotorua—a large, shallow, temperate, polymictic lake—during a period of sustained vertical mixing and strong winds. Acoustic Doppler current profiler (ADCP) measurements were recorded at two sites and a hydrodynamic model (ELCOM) was used to simulate water movement over the period of ADCP measurements. Model simulations show circulation patterns in Lake Rotorua are strongly influenced by the topography of the lake and, to a lesser extent, the catchment, with little variation in currents with depth during winter mixing. Northeasterly winds produced a clockwise circulation around the mid-lake island with a second anticlockwise gyre between the island and the western shore. This circulation pattern is consistent with topographic gyres found in other large lakes. A shift to a weaker southwesterly wind caused these circulation patterns to reverse direction over a period of c. 6?h, with a weak secondary gyre also occurring within the main anticlockwise circulation. The effect of this circulation pattern on the resuspension of sediment and thus potential in-lake phosphorus control strategies is considered.     

海岛旅游效率空间格局演变及影响因素研究 ——以中国12个海岛县(区)为例

旅游产业是海岛地区的重要产业之一，借助 DEA 模型测度 12 个海岛县 （区） 的旅游效率，采用组合方法对海岛旅游效率的空间特征演变进行刻画，并通过 EVIEWS 软件分析海岛旅游效率的影响因素。 （1） 海岛旅游综合效率总体不高，技术效率是海岛旅游效率发展的主要驱动力，规模效率水平较低，海岛旅游发展能力未得到全面发挥。 （2） 海岛县 （区） 之间旅游效率总体差异不大，相对差异明显。海岛旅游效率空间状态演变由不稳定趋向于稳定，可能存在“贫困陷阱”和“俱乐部趋同”现象。 （3） 经济发展水平、生态环境、科技信息对海岛旅游效率的发展起到积极的推动作用，产业结构、交通条件、城镇化是海岛旅游效率发展的约束性因素。     

国内外海岛保护与开发的发展态势

本研究以科学引文索引(Science Citation Index Expanded,SCIE)和中国知网数据库为基础,利用文献计量方法,对国内外海岛研究相关文献的年代、关键词、研究内容、发文期刊、发文国家及研究机构等进行了全面的统计分析.结果表明:国内外海岛研究的热点主要为海岛旅游业、海岛可持续开发管理、海岛生物群落...     

海岛生态补偿研究综述

海岛生态补偿是协调海岛开发利用与生态环境保护的重要制度安排,也是近年来海洋环境管理研究领域的热点之一。文章围绕补偿主客体、补偿标准、补偿方式等海岛生态补偿的关键环节,对不同学科学者在海岛生态补偿研究方面的进展和相关问题进行了梳理和全方位、多视角的探讨。并提出要加强海岛生态补偿跨学科合作研究;建立海岛生态补偿标准核算体系;拓宽海岛生态补偿方式;丰富海岛生态补偿实例,以促进海岛生态补偿制度实施。     

EVOLUTIONAL PATTERN OF THE CORAL SAND ISLANDS IN THE XISHA AREA

Sand island or cay is the dominant type of coral reef islands in the South China Sea. This paper gives in detail the sand islands composed of loose accumulational materials on the atoll reef flats in the Xisha Islands, their types, characteristics of morphological structure and evolutional pattern and dynamics.     

New Numerical Scheme for Simulation of Hyperbolic Mild-Slope Equation

The original hyperbolic mild-slope equation can effectively take into account the combined effects of wave shoaling, refraction, diffraction and reflection, but does not consider the nonlinear effect of waves, and the existing numerical schemes for it show some deficiencies. Based on the original hyperbolic mild-slope equation, a nonlinear dispersion relation is introduced in present paper to effectively take the nonlinear effect of waves into account and a new numerical scheme is proposed. The weakly nonlinear dispersion relation and the improved numerical scheme are applied to the simulation of wave transformation over an elliptic shoal. Numerical tests show that the improvement of the numerical scheme makes efficient the solution to the hyperbolic mild-slope equation. A comparison of numerical results with experimental data indicates that the results obtained by use of the new scheme are satisfactory.     

无居民海岛旅游开发过程中的景观格局变化分析——以菩提岛为例

海岛是维护生态平衡、推进海洋经济的重要依托。但海岛生态系统脆弱,人类活动会对海岛尤其是无居民海岛的生态环境产生较大影响。为了研究如何在开发利用过程中科学地保护海岛,选取渤海区进行旅游娱乐开发的典型无居民海岛--菩提岛为研究区域,分别解译了2003年、2008年、2010年、2012年和2015年共5期菩提岛的遥感影像,应用景观生态学理论和方法,通过景观格局指数、转移矩阵、变化速率来分析菩提岛自旅游开发以来景观格局的动态变化特征。5个时期研究区域的景观格局指数显示:单个斑块面积减小,斑块的复杂性有所增加,斑块类型趋于分散,斑块类型的邻接度变化较大,香农多样性指数增大,景观多样性增加。综合景观时空变化与景观指数进行分析,人为干扰对研究区域的影响在2003-2010年期间持续增长,景观破碎化明显,2010年之后人为扰动逐渐减弱,进入海岛自然景观恢复时期,景观破碎有所改善。大规模的开发利用活动是导致菩提岛近年来景观格局变化的主要因素。无居民海岛开发利用应根据自身的资源优势和功能定位,按照海岛保护和利用规划来科学开展。     

海岛生态环境的脆弱性分析与调控对策

海岛是海洋生态系统的重要组成部分,处于海陆相互作用的动力敏感地带,敏感性强,稳定性差,在当前人类活动和频繁的自然灾害等各种动力耦舍的作用下,其生态环境的脆弱性表现出复杂性和多样性的特征。对目前我国海岛生态环境存在的问题进行了分析,指出其脆弱性包括固有脆弱性和特殊脆弱性,并提出可行的海岛生态环境保护与恢复重建的对策,以实现资源环境与社会经济的可持续发展。