EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的应用进展

海岸地貌形成演化的过程和机制是当今海岸地貌与沉积学研究的核心任务.但是,对于海岸带这样高维数非线性系统行为的认识与研究还很有限,因而预测海岸地区地貌演变与沉积物输运就变得比较困难,尤其是动力数值模型在较大时空尺度上的模拟并不理想.数据驱动模型可以一定程度上解决这一问题,并且在数据驱动模型构建之前,经验正交函数(EOF)分析技术能够有效提取、定量表达数据中的主要型式与它们的时空演变,以及不同型式之间是如何相互联系的.这不但有助于构建数据驱动模型进行模拟,更有益于理解这些主控因素是如何影响海岸地貌演化的.进而不断丰富对于海岸地貌演化的过程与机制的认识.故本文在系统整理大量国内外文献的基础上.首先简要介绍了EOF分析的基本原理.然后从砂质和淤泥质海岸剖面的时空变化特征、河口近岸海底冲淤变化的时空演变特征和预测、海岸海洋地区沉积物粒度分布特征和输运等几个方面综述EOF分析在这些研究中的应用进展,同时比较分析研究实例中的问题,进而分析当前研究中的不足,提出应该主要从提高海岸地貌与沉积数据的野外获取手段与时空分辨率,拓宽可供EOF分析的时间或非时间序列的数据类型:深人挖掘EOF分析结果所显示出的海岸地貌与沉积现象中的物理过程与机制.以期为特定时空尺度的海岸地貌与沉积数值模拟提供有价值的参考信息:多与其他线性或非线性分析技术联合使用以作深入分析解释或模拟这三方面来做进一步改进,为实现EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的深入应用与发展提供借鉴.     

年代际尺度海岸演化机制与动力-统计建模方法

发展中长时间尺度的海岸演化预测方法与机理模型,是目前国际海岸演化研究领域关注的焦点和最具挑战性课题。本文系统性地回顾了近半个世纪以来不同时间尺度海岸演化模式的研究发展历程和成果,从动力机制和时间尺度两个方面对海岸演化机理模型存在的主要建模瓶颈问题进行了系统总结。通过对渤海湾西岸近一个半世纪以来海岸演化机制的初步分析,提出了以泥沙收支、环流输送、波浪掀沙以及波气候变化等要素作为年代际尺度海岸演化主要驱动因子,基于驱动力概化与统计升尺度有机衔接的年代际尺度海岸演化机理模型的动力—统计建模方法框架新思路,为推动海岸演化动力学理论体系和中长时间尺度海岸演化预测方法创新,提供了重要科学依据和借鉴。     

近40年中国海岸风沙地貌研究回顾

基于20世纪80年代后中国海岸风沙地貌研究的主要发展,总结了包括海岸风沙地貌类型、发育模式、风沙运动、沉积特征、发育演变及海岸风沙防治等中国海岸风沙地貌研究的主要进展,并针对当前研究存在问题提出了包括海岸风蚀地貌调查、风沙地貌形态动力学机制、波浪-海滩-沙丘相互作用、风沙地貌发育演化与全球变化以及海岸风沙资源利用与防治...     

National policy and management responses to the hazard of coastal erosion in Britain and the United States

Since national governments have become actively involved in environmental planning, and coastal management in particular, collective and individual responses to coastal erosion hazards have become increasingly influenced by public policy. This paper analyses and compares coastal erosion management policies in Britain and the United States. Both countries experience similar problems of population concentration along unstable coastlines, and yet they have developed quite different approaches to their solution.Coastal erosion management in Britain is dominated by the Coast Protection Act of 1949, which provides for a coherent and centrally organized approach, but is biased towards engineering responses, to the relative exclusion of alternative management techniques. In contrast, the United States has developed an elaborate framework for coastal erosion management. Traditional engineering responses continue under the auspices of the Corps of Engineers, but coastal zone management legislation has introduced a new philosophy into public policy whereby nonstructural measures are preferred. However, the US approach suffers from inconsistent implementation and the influence of private landowners, who favour cheap and often ineffective structural responses.Based on a comparison of the strengths and weaknesses of each system, a model for the development of coastal erosion management policies is proposed. In particular, the model emphasizes the need to consider all possible alternative solutions, giving priority to those which respect the geomorphological nature of coastal erosion. It is suggested that coastal erosion management should become an integral part of the planning process, promoting community needs over individual requirements and favouring the use of non-structural measures and appropriate land-use controls.     

发展潜力视角的海岸带土地利用模式——以杭州湾南岸为例

基于海岸带土地利用的困境与本质解读,集成模糊综合评价、网络层次分析与GIS空间分析等方法构建海岸带土地发展潜力评价体系,依据土地发展潜力评价内容辨析海岸带土地利用模式的要素逻辑,诠释了海岸带土地利用类型优化、土地利用空间结构重组、空间管控策略之关联,提出了杭州湾南岸经济—生态协同型土地利用模式。研究发现：① 科学地测度经济发达区的海岸带经济与生态关系是评估海岸带土地效益的关键,采用反比例关系衡量土地生态与经济发展关系构建土地发展潜力评价体系的方法,可以有效地发现经济与生态的区域矛盾问题,为解决海岸带土地开发向生态敏感区拓展问题提供方法支持。② 杭州湾南岸极高潜力区和高潜力区占57.07%,中、低潜力区占42.93%,具有较高的发展潜力,呈南强北弱的分布格局。随着人工化地类面积逐渐趋少,自然化地类渐增,土地发展潜力分区呈现等级递减的规律。③ 凝练出经济—生态协同型海岸带土地利用模式是杭州湾南岸以经济发展为导向的海岸带土地利用的实践趋势与基本模式,构建该模式须遵循“稳定经济开发、严控生态保育、调控双向功能”为主线的海岸带土地利用类型优化、“陆海系统并行,多功能组团”为核心的土地利用空间结构重组方向、“生活—生产—生态”分段式协同管控的空间治理三重系统的逻辑体系。     

海岸沙丘形态对季风/台风的协同响应研究现状与展望

海岸沙丘形态变化及其动力学过程是认识和研究海岸风沙地貌的基础.中国海岸沙丘受季风和台风共同驱动,但梳理总结海岸沙丘形态对季风/台风的响应研究、海岸沙丘形态-动力学过程研究及其技术和方法等发现,现有研究对中国海岸沙丘受季风/台风协同驱动的特点认识不足,对季风和台风的影响分别进行研究,与海岸沙丘形成与演化过程并不相符,季风...     

Remote sensing mapping of the regeneration of coastal natural habitats in Singapore: Implications for marine conservation in tropical cities

Rapid urbanization has resulted in the loss of coastal and marine habitats in cities worldwide. The effective conservation of urban coastal ecosystems requires detailed knowledge of their spatial distribution, necessitating high-resolution mapping. Our study produces a high-resolution coastal and marine habitat map and shoreline map for the tropical city-state of Singapore created through pixel-based supervised classification of satellite imagery, bathymetry data and expert ground knowledge. These maps can be used as a base reference for multiple applications including ecological research, conservation and urban planning. They also help identifiy trends in the extent of key coastal habitats, providing insight into their differing levels of vulnerability to loss and potential for restoration to ensure long-term resilience. The method used for mapping shoreline typologies and resulting insights gained, can guide other rapidly urbanizing coastal cities on strategies to assemble useful spatial knowledge for effective conservation of their urban coastal ecosystems.     

海岸沙丘发育机制之研究现状评述

主要综述了20世纪80年代以来国内外对海岸沙丘发育机制的研究成果。初步认为,海岸沙丘发育于各纬度,以沙源丰富、风况适宜和沙汇充足的海岸带最完好,分布在风暴浪作用的最高位置或最大天文潮线之上,是海滨-沙丘动力系统与陆地地表能量与物质交换的承载体。在发育过程中,沙源、波浪能量、风速、风区长度起决定性作用,海滩坡度、沉积物粒径、颗粒间的黏结力、空气密度、植被盖度等因素的影响也不容忽视。在各种动力-地貌系统和自然环境的影响下,沙丘的形态和规模呈现出不同程度的发育状态。根据研究现状,展望了我国海岸沙丘的研究方向与基本内容。     

The role of strong earthquakes and tsunami in the Late Holocene evolution of the Fortore River coastal plain (Apulia, Italy): A synthesis

Morphological analysis of the Fortore River coastal plain and the Lesina Lake coastal barrier integrated with radiocarbon age data indicates that the evolution of the coastal landscape has been strongly affected by a number of strong earthquakes and related tsunamis which occurred during the last 3000 years. The first seismic event struck this coastal area in the V century BC. It produced strong erosion of the Fortore River coastal plain and significant emersion of Punta delle Pietre Nere, as well as the large tsunami responsible for the development of the Sant'Andrea washover fan. The second event occurred in 493 AD; it induced severe erosion of the Fortore River coastal plain and triggered the large tsunami that hit the Lesina Lake coastal barrier, producing the Foce Cauto washover fan. Then later in 1627, an earthquake was responsible for the further coseismic uplift of Punta delle Pietre Nere, the subsidence of Lesina village area and the development of a tsunami which produced two washover fans.Morphological analysis points out that seismic events strong enough to control the morphological evolution of local coastal landscapes show a statistical return period of about 1000 years. These major events produced important coseismic vertical movements and large tsunamis. However, the correct identification of the tectonic structure responsible for the generation of these strong earthquakes is still an unsolved problem.     

基于全球变化视角的滨海旅游资源可持续发展对策研究(英文)

滨海旅游是最传统的、主要的旅游形式,也是现代旅游增长最快的领域,在国内外均具有举足轻重的地位。全球变化很可能是由人类活动引起,并且影响着旅游业的发展。旅游业通过使用交通运输系统尤其是航空旅行、旅游目的地住宿餐饮等活动排放大量温室气体,对全球变化做出贡献。可持续滨海旅游以可持续的资源开发和管理为基础,在全球变化视角下,要达到这一目标,需要在滨海旅游模式与产品类型转变、旅游资源利用方式转变、利益相关者协作等方面对滨海旅游资源进行优化开发和有效管理:以绿色思维指导低碳旅游模式,发展生态旅游和替代性旅游等新型产品;提倡降碳减排、发展碳补偿和碳经济、制定碳排放标准、鼓励新型节油节能科技应用;鼓励社区参与,平衡利益相关者的收益和兴趣,尤其是探察当地社区居民、旅游者和政府工作人员对全球变化的看法、态度、责任感和共识。这些措施将在规划—管理—监督—评估动态模型中得到优化。由于相关研究的可用数据有限,本文所引用数据部分来自于对旅游整体的研究结果,是为不足之处。     

中国海岸带环境问题及其可持续发展对策

文章首先简要介绍了海岸带的概念和中国海岸带的分布,接着从地质灾害、气候灾害、生态破坏、环境污染和全球变化等5个方面概述了中国海岸带目前和将要面临的环境问题,最后对中国海岸带的可持续发展提出了建议。     

地域认同视角下沿海城市海洋性特征分析与评价

海洋是影响整个沿海城市发展方式和城市精神的重要因素。在定义沿海城市的海洋性特征概念的基础上,总结概括出13个体现沿海城市海洋性特征的影响因素,并以这些影响因素对形成地域认同感作用的直接程度为逻辑判断标准,运用解释结构模型（ISM）定性分析了这些因素影响人们地域认同感的递进关系。结果表明：城市海洋景观、城市涉海就业、城市海洋产品和服务消费对沿海城市地域认同感的影响最为直接;城市海洋文化和城市海洋产业生产是承上启下的关键环节;其他影响因素是系统的基础元素。参照该结果,构建了沿海城市海洋性特征评价体系,并运用舍弃等级论域的模糊综合评价方法对中国7个典型沿海城市进行评价排序。评价结果显示沿海城市海洋性特征：大连>青岛>宁波>上海>厦门>天津>深圳。     

人为干扰对滨海湿地生态系统的影响

对滨海湿地生态系统的主要人为干扰方式进行了系统辨识,详细阐述了不同人为干扰方式对滨海湿地生态系统结构、功能及服务的影响。综合分析了人为干扰造成的滨海湿地生态系统的结构改变、功能破坏、服务减少,其中,城市化、工业化进程干扰对滨海湿地生态系统的影响最为严重,并提出了滨海湿地保护对策。     

Possible effect of climate changes on the coastal zone of the Yangtze River Delta

ＰｏｓｉｂｌｅｅｆｅｃｔｏｆｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｓｏｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌｚｏｎｅｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＤｅｌｔａＭｉａｏＱｉｌｏｎｇＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ,Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４,ＣＨＩＮ...     

南极冰盖边缘近250年来气温变化的地域分布特征

通过对南极冰盖边缘17支浅冰芯氧同位素的对比研究,揭示了整个南极冰盖边缘近50年来、150年来和250年来气温变化的地域分布特征。近50年来,南极冰盖边缘的氧同位素温度有的呈现上升趋势,有的呈现下降趋势,但气温变化的地域规律性不强;近150年来,南极冰盖边缘的同位素温度的升高和降低趋势大致呈现出一种交替分布的态势;近250年来,南极冰盖边缘所有的氧同位素温度都记录了小冰期的降温事件。气温的这种地域分布特征可能是南大洋独特的环流形式--环南极波 (ACW) --在特殊地形 (如大的冰盆) 影响下,在南极冰盖边缘的表现形式,并且随着时间尺度的不同,南大洋独特的环流形式 、ACW和地形的影响强度各异。     

基于多参数指标的长江口滨岸多环芳烃来源辨析(英文)

Samples of suspended particulate matters(SPMs),surface sediment and road dust were collected from the Yangtze estuarine and nearby coastal areas,coastal rivers,and central Shanghai.The samples were analyzed for the presence of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)in the USEPA priority-controlled list by GC-MS.The compound-specific stable carbon isotopes of the individual PAHs were also analyzed by GC-C-IRMS.The sources of PAHs in the SPMs and surface sediments in the Yangtze estuarine and nearby coastal...     

沿海城市自然灾害风险研究

自然灾害是当代国际社会、学术界普遍关注的热点问题。随着自然灾害突发强度、频度和广度的不断增长,自然灾害预防工作显得格外重要。沿海城市作为人口集聚、国民经济、社会发展重要区域和战略中心,自然灾害带来的损失是剧烈、致命的,亟待开展沿海城市自然灾害风险研究。该领域目前主要探讨的问题：自然灾害类型与风险辨识;脆弱性评价指标体系与评价模型;自然灾害风险评估与风险管理;自然灾害数据管理范式研究等。沿海城市作为自然灾害频发和受损严重的地区,在全球变暖和快速城市化背景下,目前应集中开展自然灾害风险实证研究：沿海城市脆弱性评价指标体系和综合脆弱性评价方法;自然灾害风险评估程序规范和动态评估模型;自然灾害数据管理范式与模板;自然灾害风险评估GIS工具集等。     

基于数据包络分析的中国沿海省市港口经济相对效率评价

港口经济对国民经济有巨大的拉动作用,对沿海省市港口经济进行有效性评价,掌握港口经济运行现状,对于未来港口经济的发展具有重要的意义.应用数据包络分析方法(DEA)对中国11个沿海省市2005年港口经济运行相对效率进行评价.结果表明:一些沿海省市港口经济发展存在着纯技术无效或者纯规模无效,一些沿海省市纯技术与纯规模均无效,最终导致综合运行效率欠佳.并根据评价结果针对具体情况进行了分析,进而对港口经济的可持续发展提出了建议.     

广东沿海赤潮发生频率差异与城市发展的关系

将广东沿海划分成粤东、珠江口和粤西3个区域,采用每个区域主要城市有关经济指标与广东沿海1980~2002年赤潮发生频率的统计数据进行对比分析。研究结果表明：22年间广东沿海出现了2次赤潮高峰期,分别为1987~1992年和1998~2000年;珠江口海域为珠江水系入海口集中区域,广东陆源污染物集中于此出海,是赤潮发生的敏感区域。随城市的发展,陆源污染物进入海洋的数量加大,临近城市化发展较快的珠江口海域赤潮出现的频率高于其他城市化相对较慢的海域,同时沿海城市经济快速发展的时期也是赤潮出现的高峰期。     

Coastal tropical morphogenesis of the Islands in the Andaman Sea (Thailand)

The characteristics of topography of the coastal zones composed of carbonate and crystalline rocks are considered. In the coastal zones there occur outcropping tropical karst, rock ledges shaped like greywethers or coastal balls having a subaerial origin. An outer resemblance of these convergent formations with abrasion landforms is highlighted.