全球环境变化海岸易损性研究综述

全球变化海岸易损性评估是国际政府间气候变化专门委员会（IPCC）敦促沿海各国应优先开展的一项工作。根据近年来有关海岸易损性的研究成果,可以认为海岸易损性系指海岸带自然、社会经济综合体对全球环境变化和海平面上升的不适应程度。通过阐述IPCC易损性评估的基本方法、内容和目标,指出了海岸易损性评估中存在的问题及改善的方法,最后,结合我国海岸带易损性评估的已有成果,分析了我国海岸易损性评估工作中存在的问题及今后的研究方向。     

冷圈对全球变暖的响应与海面上升

Ｏｅｒｌｅｍａｎｓ等（１９９２）用能量平衡模式所做的全球冰川和小冰帽物质平衡的敏感性试验表明。未来全球１Ｋ增温引起的山地冰川和小冰帽的加速消融将使海面上升０．５８ｍｍ／ａ。比Ｍｅｉｅｒ早些时候的估计值小了１倍以上。近来有关大陆冰盖雪积累率随气温升高而增加的报道引起了广泛的注意。１９７５－１９８５年比１９３０－１９８５年平均增加了～２０％，这意味着导致海面下降０．１－１．２ｍｍ／ａ。可能人类面临海面     

论中国现代海平面变化

本文根据对大量实际观测资料的统计分析,总结了现今阶段中国东部沿海海平面变化的基本规律,分析了主要控制因素,预测了未来变化趋势。认为,目前和今后数十年,气候和海平面变化的自然趋势是继续向相对寒冷的低海面阶段缓慢发展;温室效应虽然干扰了这一进程,但不会引起大幅度海平面上升;受地壳和地面升降控制,差异性海面升降活动剧烈,部分滨海地区因此相对海面急剧上升,面临严重的海水侵袭威胁。     

南海珊瑚礁:从全球变化到油气勘探——第三届地球系统科学大会专题评述

第三届地球系统科学大会设置了关于南海珊瑚礁的专题,系统讨论了南海珊瑚礁从响应、记录全球变化到岛礁工程建设和油气勘探等的研究进展。受全球气候变暖和人类活动加剧等因素的双重影响,南海珊瑚礁在过去50多年来退化幅度高达80%,不少区域现代活珊瑚的覆盖度20%。珊瑚骨骼的地球化学指标清楚地揭示,自工业革命以来南海海水的污染程度增加、CO2驱动的海水p H值降低(变酸)等,这些环境问题对南海珊瑚礁构成了进一步的威胁。而日益增加的珊瑚礁区工程活动将不可避免地对珊瑚礁带来更大的环境压力,因此建议充分研究珊瑚礁区的工程地质特征,充分考虑珊瑚礁生态的脆弱性特点,进行岛礁工程的合理规划和布局,倡导"绿色工程"的理念。广布于南海的生物礁,其主要成礁时期为中新世以来,多种礁型储层及其良好的生储盖组合,决定了南海生物礁油气藏具有广阔的勘探前景,同时也具有多时间、空间尺度的环境记录功能。     

全球海平面变化与中国珊瑚礁

本文以政府间气候变化专业委员会（IPCC）于2001年专门报告中关于21世纪内全球气候变化的温度和海平面变化的预估为前提。简要介绍了中国珊瑚礁的定位、类型和分布,对其进行了成熟度分类,评估了全球海平面变化对中国珊瑚礁的影响。据预测,21世纪我国各海域海平面上升以南海最大,为32 ~ 98cm,其平均上升速率为0.32 ~ 0.98cm/a。从海平面上升速率与珊瑚礁生长速率的理论对比分析,中国珊瑚礁基本上能与前者同步生长,即使海平面以预估高值上升,也不会威胁其生存。从中国珊瑚礁成熟度较高、其生长趋势以侧向生长为主的现实状况出发,未来全球海平面上升能为其创造向上生长的有利条件。从古地理学“将古论今”观点出发,自全新世6000aBP以来曾存在过的高海平面和较高表层海水温度的历史,也可以佐证,21世纪的全球海平面上升不会对中国珊瑚礁的存在和发育造成威胁。现存的珊瑚礁岛应对于全球海平面上升,可以做到“水涨岛高”,它们能够屹立于上升了的未来海平面之上;但对于岛上的人工建筑物则会被浸、被淹,或被淘蚀和破坏,因此必须根据海平面上升的幅度和速率,采取相应的防御措施。     

深海沉积与全球变化研究的前缘与挑战

海洋正在经历变暖和酸化等人类活动引发的全球变化的影响,而深海沉积储存着地球演变历史时期由自然因素驱动过去全球变化的详细档案,通过探究其现今和过去全球变化过程,能够揭示全球变化的特征和规律,为预测未来变化提供依据。近年来在该领域的突出研究进展,是针对社会选择的未来排放轨迹,在深海记录中都能够找到相应的类似情形,用于评估未来地球系统各种变化的过程和后果。其中,以Dansgaard-Oeschger变化为代表的千年尺度事件、以厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和北大西洋涛动(NAO)为代表的十年尺度气候变化事件,是最接近现今地球变暖的快速气候变化场景。地球系统的发展轨迹目前正处于人类排放温室气体的“热室地球”路径的起点上,如果地球超过了这个“临界点”,它将沿着一条不可逆的道路进入“热室地球”状态,另一种路径则是通向“稳定地球”状态。深海沉积档案中的类似情形能够为社会选择未来排放的轨迹提供重要参考。全球变化研究面临的重大挑战是重新认识其关键过程的理论机制。以海洋变暖和酸化影响硅藻和颗石藻的海洋生物泵过程为例,传统知识认为酸化有利于硅藻建造,但最新的围隔实验研究却发现酸化大幅减少全球硅藻输出;传统知识认为酸化导致海洋生物钙化危机,但近期针对中生代大洋缺氧事件的黑色页岩研究,发现颗石藻的碳酸钙输出在海洋酸化期间大幅增加。这些颠覆性的认识严重挑战了传统全球变化某些关键过程的理论体系。     

中国近海潮汐变化对外海海平面上升的响应

针对外海海平面上升对中国沿海潮波系统和潮汐水位可能带来的影响,通过西北太平洋潮波数学模型对边界海平面上升后潮波变化进行了数值模拟。研究发现边界海平面上升后,在无潮点附近东侧迟角增加,西侧迟角减小;无潮点北侧振幅增加,南侧振幅减小;辽东湾、渤海湾顶、辽东半岛东海域、海州湾至鲁南沿海、苏北沿海、台湾海峡至浙东沿海和南海平均潮差增加,海平面上升0.90 m后潮差最大增幅达0.40 m;长江口、杭州湾至对马海峡、朝鲜西海岸和莱州湾海域潮差减小。随着海平面上升量值的增加,渤海、台湾海峡潮差变化速率相对稳定,黄海、东海和南海站位变化速率有所变动;平均高水位的变化趋势与潮差一致;潮差增加的区域,高水位抬升幅度超过边界海平面上升幅度。海平面上升引起的高水位超幅变化,增加了沿海地区对风暴潮和其他灾害防护的风险。     

低纬西太平洋末次冰期以来海洋孢粉记录对海平面变化的不同响应

通过对菲律宾南部MD06-3075和婆罗洲东北部MD98-2178两个深海钻孔的孢粉分析,结合氧同位素记录以及西太平洋地区已有的孢粉记录,得到末次冰期研究区域海洋孢粉中的红树林花粉和蕨类孢子含量比间冰期时要低,特别是在末次冰盛期。这可能体现了冰期时海平面较低,湿度较低等环境和气候条件。同时,西太平洋一系列海洋孢粉记录的对比发现,南海南部陆坡地区冰期时的红树林含量仍然较高,巽他陆架等地区冰期时的蕨类孢子含量则表现为明显高值。这些记录的差异可能说明了由于不同地区的地形分布特征不同,在冰期海平面下降时,导致陆架出露的幅度存在明显的差异。如果陆架较宽,则海平面波动会显著改变植被分布范围和孢粉传播距离等,从而对孢粉数据的气候、环境指示意义产生影响。因此,海洋孢粉数据解释时需要结合多种沉积记录指标以及地球物理调查等,提高海平面变化以及相应的沉积环境演化对孢粉搬运沉积的了解程度,增强海洋孢粉中古气候、古环境信息的有效提取。     

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。     

全球垂直基准在全球变化研究中的作用

介绍了全球垂直基准 (GVD)在监测与全球变化有关的海平面变化、现今地壳运动中的作用 ,论及GVD与国际地球参考架 (ITRF)的关系 ,对如何建立全球垂直基准及其精度作了讨论。研究表明只要按文中的方法进行卫星激光测距 (SLR)、全球定位系统 (GPS)观测与重力测量 ,则可使全球垂直基准比现今世界各地高程之差约 2m要提高一个数量级。     

河流沉积对于气候和海平面变化响应的讨论

河流沉积地层是古代陆相沉积和大陆边缘沉积的重要组成部分。河流沉积与气候和海平面升降之间的关系虽然研究较多，但是众多的研究集中于河流沉积与相对海平面之间的变化，而研究河流沉积与气候的关系则集中于对近100Ma年以来的河流沉积，而对古代河沉积与气候之间的变化关系研究较少。本文拟对河流沉积与海平面变化和气候变化的响应进行一些讨论。     

南海南部最近几十年珊瑚钙化趋势与大气CO2浓度升高和全球变暖的联系

本研究11个现代滨珊瑚年龄在16~49年之间,包括两个种属Porites lutea和P.lobata,于2008年7~9月采自南海南部南沙群岛海域水深3~4m处。用数字图像技术和实测方法沿珊瑚骨骼主生长轴测量生长率、密度和钙化率。结果表明,自1993~2008年,11个珊瑚平均生长率为 0.96±0.05cm/a,16年增加了10.77%,变化率0.67% /a; 密度为 1.17±0.03g/cm3,16年减小了6.92%,变化率为-0.43% /a; 钙化率为 1.13±0.05g/cm2 ·a,16年增加了2.69%,变化率为0.17% /a。标准差分析显示,密度是3个生长参数中最不易变化的参数,因此,钙化率变化主要取决于生长率。珊瑚3个生长参数的趋势变化为: 多数珊瑚生长率和钙化率都增加而其密度减小,少数珊瑚3个生长参数都增加或都减小。线性相关分析显示,多数珊瑚生长率和钙化率与大气CO2浓度和温度正相关而其密度与之负相关,然而,少数珊瑚与之反相关或相关关系不明显。这些相关关系进一步揭示,过去50年,人类活动产生的温室气体增加引起南海表层温度升高使珊瑚呼吸作用增强,从而导致其生长率和钙化率增加而密度减小。而且,少数珊瑚对大气CO2浓度升高和全球增温显示的差异响应可能与珊瑚样品个体生长的差异和局地环境的影响有关。     

固体地球科学与全球变化研究

固体地球科学要积极参与全球变化的研究。全球增暖的温室气体ＣＯ２增率与大气升温呈正相关性。第四纪的最末１．５Ｍａ间有１７次冰期，其成因可能与米兰科维奇周期律有关。除现今估算的人类每年燃料排放的ＣＯ２量外，地球内部由火山和地震等的大地构造原因释放的ＣＯ２量需定量估算，甚至可能是大气ＣＯ２增率的主要来源。我国文化历史悠久，对历史中的盛世与气候变迁关系应深入研究。我国的自然条件复杂而独特，应研究其变化特色     

国际科学界跨世纪的重大研究主题——国际全球变化研究实施十年进展与现状

全球变化研究是国际科学界跨世纪的重大研究主题。国际全球变化研究从其组织、计划制定与实施已逐渐形成了一套有机的完整的框架体系，整体推动着全球变化研究的深入开展。文章从国际全球变化的组织框架、计划体系和主要研究环节等主要方面概述了国际全球变化研究实施十年后的进展与现状，特别是分析概括了全球变化研究的主要环节——观测研究、过程研究、预测研究、数据与信息管理研究、影响（后果）分析研究、对策研究与政策评估研究，简明概述了其研究现状与进展     

晚新生代全球构造地貌与环境变化研究进展

介绍了晚新生代全球构造地貌与环境变化研究中的一些重要进展 ,这主要集中在大陆的构造隆升、板内造山带与大陆穹隆的形成、全球海平面变化、边缘海的“窗口”作用、水道的开启与关闭等方面。上述研究进展表明 ,地球各圈层的相互作用是塑造现今地球构造地貌格局和驱动全球环境变化的重要因素。从地球的整体行为出发 ,研究长时间尺度 (Ma)岩石圈结构变异与全球环境变化间的耦合反馈关系 ,是今后工作值得注意的一个方向。     

全球变化的生态系统适应性

全球变化的适应性研究已经成为全球变化研究的重点,亦是制定全球变化适应对策的关键。基于全球变化的定义,从生态系统对全球变化适应的4个方面：①对大气CO2浓度变化的适应性;②对气候变化的适应性;③对CO2浓度与气候变化协同作用的适应性;④对人为干扰的适应性,综述了当前的研究成果,进而提出了未来关于全球变化的生态系统适应性研究需要重视的方面,尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。     

全球变化研究中的数据融合

文中给出了一种研究全球变化中数据融合的新方法———粗集神经网络结构。用改进的方法训练网络权值 ,分析和仿真结果表明 ,此种模型具有较好的泛化、学习、映射能力。说明新模型能够解决传感器输出为二值或一个范围的多传感器数据融合问题。