开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅲ.海平面上升影响

为研究海平面上升对潮滩-潮沟系统的影响,以江苏中部粉砂淤泥质海岸为原型,建立变态物理模型,模拟研究在不同海平面潮汐过程作用下的潮沟发育和演变过程,分析了潮滩淹没历时、排水密度、潮沟断面形态等特征参数变化规律。研究表明:潮沟在发育初期伸长速率高于拓宽速率,最终趋于动态平衡;海平面上升后,潮滩淹没历时增加,露滩时间缩短,归槽水对潮沟底床的塑造作用减弱;平均归槽水流长度和Horton排水长度均随海平面上升呈现出减小趋势,潮沟的排水能力增强;潮沟断面宽深比服从对数正态分布,随着海平面上升,潮沟断面面积和宽深比均呈现出增大趋势,宽深比分布范围变广。     

植被淹没程度对坡面流水动力学特性影响

为深入揭示植被覆盖条件下坡面水流结构的内在规律,采用水槽模拟试验,系统研究了植被处于淹没及非淹没工况下淹没度对坡面流水动力学特性的影响。研究结果表明:坡度一定条件下,平均流速和雷诺数与淹没度均成正相关关系;柔性植被覆盖下,水流流型由缓流区过渡到急流区,综合阻力系数随淹没度的增加而减小,刚性植被覆盖条件下水流流型均处于缓流区;综合阻力系数呈单驼峰形式变化;峰值处淹没度为0.9,淹没度对相对摩阻流速的影响与其对阻力系数呈相反变化趋势,基于淹没度的阻力计算经验公式决定系数均达到0.97以上;由于淹没度对各水动力学参数的影响受制于坡度,在坡面水土保持中应根据山区坡度和水深选择适当的植被高度。     

崇明东滩潮沟发育特征及其影响因素定量分析

在长江来沙量减少的新形势下,研究崇明东滩潮沟地貌的发育与影响因素具有一定的现实意义。利用航空遥感、卫星遥感数据、表层沉积物采样数据和滩涂高程测量数据,在GIS技术的支持下,提取了潮沟现状以及影响因子信息。在此基础上,利用线性回归和因子分析等手段定量分析了潮沟发育与影响因子之间的关系。研究结果表明:崇明东滩潮滩植被、底质类型是影响崇明东滩潮沟发育的主导因素,潮沟密度与植被绿度指数、归一化植被指数及表层沉积物粒度的相关系数R分别为-0.910 6、-0.891 9与0.873 4;人类活动也对潮沟时空分布发育特征造成了一定影响;潮沟发育与地形、沉积速率关系不甚密切。在长江口来沙量减少的背景下,该区潮沟地质景观不会出现大的改变;要维护滩涂的稳定性,制约潮滩发育的有效手段可以通过控制植被来实现。     

珠江网河水沙分配变化及其对伶仃洋水沙场的影响

采用二维ECOMSED模型对径流来水来沙变化前后的1978年和1999年伶仃洋洪水期水动力场和悬沙场进行模拟,结果表明:伶仃洋水动力场整体增强,但不同地貌单元水动力变化具有明显差异.分流比变化后洪水期伶仃洋西槽、东槽和中滩水动力增强,涨潮和落潮流速普遍增大0.1m/s;西部各口门区和西滩涨潮流势减弱,径流优势更加明显,但西滩三个口门水道及滩面潮沟落潮流速增大约0.1 m/s;东滩水动力特征变化不大.悬沙浓度亦整体升高,平均增加了0.02~0.05 kg/m3,悬沙高值区范围扩大,0.10 kg/m3等值线由西槽西侧明显向东推进到沿东槽南北向分布,径流来沙的影响范围东扩.     

1958—2015年长江口水下三角洲地形演变特征及趋势

基于近期流域减沙背景下长江口水下三角洲地形的演变特征与趋势,选用1958—2015年覆盖面积超过7 000 km2的长江口实测水下地形数据,在Surfer软件支持下开展水下三角洲地形冲淤分析,探讨了水下地形演变影响因素。结果表明:1958—2015年,长江口水下三角洲经历了淤积—平衡—剧烈波动3个阶段;持续的流域减沙已导致10 m等深线以浅区域从2009年开始进入净侵蚀状态;流域来沙锐减与极端气候引发的口外及邻近海域对河口泥沙的补给是近年长江口水下三角洲冲淤变化剧烈的主要原因;长江口向外海年均输送泥沙量可能低于1.20亿t,与近年流域年均来沙量较为接近,未来长江口水下三角洲有望逐渐进入整体冲淤平衡状态。     

1990—2019年黑河流域植被覆盖度动态变化及气温对其影响

植被覆盖度的变化特征是流域生态监测的重要内容,能为流域综合管理决策提供基础信息。黑河流域是中国西北干旱-半干旱地区第二大的内陆河流域。为研究我国西北干旱-半干旱地区的生态状况,以黑河流域为研究区,根据1990—2019年Landsat NDVI数据,综合应用像元二分模型和一元线性回归方法,分析黑河流域植被覆盖度的动态变化并探讨气温对其影响。结果表明: 黑河流域植被覆盖度呈现由南向北递减的空间分布特征; 近30 a来,植被覆盖面积总体呈上升趋势,中高植被覆盖度增长速度最快; 流域大部分地区植被覆盖度保持不变,植被覆盖度增加的区域多于退化区域; 受全球变暖影响,整个流域气温呈升高趋势,中游气温上升最快,上游最慢,流域上游和中游气温的升高对植被覆盖度起到促进作用,下游气温的升高则抑制了植被生长。     

长江口深水航道治理工程实施后南北槽分汊段河床演变

利用1998-2006年的水深测图和南北槽分流、分沙比测量资料,研究了长江口深水航道治理工程实施后南、北槽分流比的变化过程、原因及其与分汊口河床冲淤演变的关系。结果表明,随着长江口深水航道治理工程的实施,北槽落潮分流比总体呈减小的趋势,南槽落潮分流比呈增加的趋势。伴随着南、北槽落潮分流比的南增、北减,南槽进口段(长约18 km)的主槽发生了冲刷,北槽进口段(长约12 km)的主槽发生了淤积,南、北槽进口段河槽总过水断面面积呈下降趋势。北槽落潮分流比与北槽河槽总容积、南北槽落潮分流比与各自进口段的河槽断面平均水深之间均具有较好的相关性,据此,预测了未来南、北槽的落潮分流比和进口段河槽冲淤的平衡量值。     

开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅱ.潮汐作用

为研究潮汐作用下潮沟网络形成、演变规律,结合江苏沿海粉砂淤泥质潮滩实际情况,建立试验室物理模型,模拟具有一定坡度的潮滩在潮汐作用下的地形演变,分析了潮沟发育演变中的水沙运动规律,研究了潮差对于潮沟发育的影响。研究表明,潮沟发育过程受到床面坡度变化的影响,坡度均一的潮滩上,潮沟系统通过相邻小潮沟相互连接而形成,没有明显的潮沟头部溯源侵蚀现象;在潮汐作用下,涨潮初期和落潮后期水流流速较快,泥沙运动主要出现在这一阶段,在潮滩中部泥沙运动最为剧烈;潮差对于潮沟系统形态和结构的影响较小,潮滩排水路径长度与子流域面积呈幂函数分布,潮差越大则潮沟系统越早达到动态平衡,且具有更大的拓宽潮沟的作用。     

基于NDVI的新疆玛纳斯湖湿地植被覆盖度变化研究

以2000年、2006年、2010年、2013年和2016年5期的Landsat遥感影像为基础数据源,基于像元二分模型反演了玛纳斯湖湿地植被覆盖度。通过动态度、转移矩阵对比不同时期各等级植被覆盖度的转化比例,分析植被变化的驱动力。结果表明： 2000-2016年,玛纳斯湖湿地植被覆盖度总体较差。极低植被覆盖度所占比例由19.6%增加到了46.3%,低植被覆盖度所占比例由60.6%减少到了28.7%,中植被覆盖度所占比例由9.4%减少到了4.6%,中高植被覆盖度相对变化较小,所占比例由2.9%增加到4.2%,高植被覆盖度所占比例由7.4%增加到16.2%。整个地区的荒漠盐碱土地和农田土地利用面积在逐渐增加,影响植被覆盖度和湖泊萎缩干涸的主要因素是过度利用水资源和人类活动对主要源流流域土地资源的大规模开发。     

模拟植被覆盖条件下坡面流水动力学特性

利用人工模拟植被试验,系统研究了6个坡度和10个流量、5种覆盖度条件下坡面流水力参数水力要素关系及阻力的变化特征,以期揭示坡面植被水流阻力的内在规律性.结果表明:流态指数随植被覆盖度的增加而显著增加,相同植被覆盖度下,试验坡度对其影响并不显著.各试验工况下,水流流态主要分布在"虚拟层流区"和过渡流区,未达到紊流区.随试验坡度的增加,水流流态由缓流向急流区域延伸,而随覆盖度的增加,流态向相反方向延伸.植被覆盖条件下坡面水流阻力与雷诺数的变化规律并非呈单调增加或者单调递减的趋势,而与植被覆盖度紧密相关,当植被覆盖度较低时,阻力系数随雷诺数的增加而减小,而覆盖度较高时,阻力系数随雷诺数增加呈线性增加的趋势.     

九寨沟景区“8·8”地震前后及钙华生境保育修复后植被和水系的动态变化

利用Landsat-8、高分1号、2号等卫星影像,评估九寨沟核心钙华景点及整个景区在“8·8”地震前、后和钙华生境保育修复后植被覆盖度、土壤湿度、森林面积和水系面积的动态变化。结果显示：人工为辅、自然为主的钙华保育修复后钙华核心景点和整个景区的高植被、中低植被、低植被覆盖面积均有了显著增加,裸地生态类型仍存在,但呈逐年减少趋势,中植被覆盖类型较震后和震前减少;保育后第二年,湿润和很湿润面积、总森林面积和水系面积比震前和震后都有大幅增加,高植被覆盖度面积、森林面积和水系面积间存在正相关关系,可能是由于人工干预下原生境快速恢复,提高了植被覆盖面积,植被的蒸散和截流作用进一步影响了流域的水文过程,促进了水系面积的恢复。     

基于Google Earth Engine云平台的植被覆盖度变化长时间序列遥感监测

基于Google Earth Engine遥感大数据云计算平台,以云南省南洞地下河流域为例,利用近2 000景30 m分辨率Landsat-NDVI长时间序列数据,采用像元二分模型对研究区1988-2016年的年最大植被覆盖度进行定量估算,并分别从流域整体和像元尺度分析近29 a间植被覆盖度的时空变化特征。研究结果表明:（1）南洞地下河流域大部分区域处于中等覆盖度和中高覆盖度,覆盖度随高程和坡度的增加而增大,其中年最大植被覆盖度 > 60%的区域占流域总面积的45.75%;（2）近29 a来,流域年最大植被覆盖度整体呈现不断增加的趋势,年均增长速率为0.56%,其中植被覆盖度轻微改善或是明显改善的面积占38.84%;（3）相比1988年,2016年高植被覆盖区和中高植被覆盖区面积分别增长50.51%、18.40%;而中等植被覆盖区、中低植被覆盖区和低植被覆盖区面积分别减少24.05%、47.95%和37.72%。封山育林等石漠化治理工程以及气候变化对于流域植被恢复和生态环境重建具有重要影响,其研究成果可为后续石漠化监测提供重要的基础研究数据。      

基于遥感和GIS的上海市滩涂湿地资源近期变化分析

利用多期Landsat-5 TM影像,结合植被分带信息、地物波谱特征和实地调查数据,提取上海地区滩涂湿地分布及其覆盖信息;在ArcGIS软件支持下,综合多期遥感影像解译结果和相应时段的水下地形信息,对上海市滩涂湿地空间分布及其变化进行分析。结果表明,近15年来上海市滩涂围垦量在不断增加;尽管滩涂湿地仍在继续淤涨,但淤涨速度明显减缓,且慢于围垦速度,这导致中高潮滩涂面积不断减少。     

松嫩流域湿地景观动态变化

以1975、2000、2007年遥感影像为数据源,应用RS与GIS技术,运用动态度模型景观梯度和景观格局指数,对松嫩流域湿地景观信息进行动态分析。结果表明:松嫩流域湿地总面积从25 574.94km2(1975年)减少到18 152.58km2(2000年)后增加到25 761.01km2(2007年),动态度由-1.21%增加到了5.99%。天然湿地景观梯度(DI)总体呈收缩的趋势,人工湿地反之,梯度最高值由37持续增加到了69,50DI≤70的高值分布区从无到有,在2007年共有高值区5处。湿地的香农多样性指数增加了0.210 3,景观多样性增加,斑块破碎程度加剧;香农均匀性指数增加了0.097 2,聚集度指数减少了8.005 1,湿地景观在空间配置上趋于零碎和分散,连接程度减少。人工湿地的斑块密度大幅增加,面积加权的平均斑块分形指数略大,具有较高的不规则程度。     

台风强降雨及雨后泥石流对广东高州水库生态环境的影响

2010年受"凡亚比"台风强降雨及诱发的次生灾害泥石流影响,高州水库集水区内植被及水环境质量受到严重损害。为评估此次灾害对集水区生态环境的影响,对比分析了灾害前后遥感数据及水体水质变化。结果表明,灾害对集水区高植被覆盖度区域造成较严重破坏,高植被覆盖度区域呈下降趋势,灾后集水区的高植被覆盖区转出面积(932.7km2)大于转入面积(889.4 km2),主要转变为中植被覆盖度区域,高植被覆盖度区域实际面积由灾前932.28 km2减少到灾后889.404 km2,面积减少42.884 km2;中植被覆盖区面积增加37.354 km2,无植被及低植被覆盖面积变化不大。灾后短时间内造成水库水质发生较大变化,库区及入库河流中DO、pH、SD、CODMn与Chl.a浓度降低;浊度与TN、NO3-N、NH4-N、TP、Fe浓度升高;三条入库河流Fe浓度超出地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中限值,其中古丁河口处Fe浓度超标准限值6.4倍;古丁河TN浓度和朋情河口处TN、TP浓度均超地表水Ⅲ类标准;水库供水口底层水体TN、TP含量浓度超地表水Ⅲ类标准,Fe浓度也超出标准限值,严重影响供水水质。由于台风强降雨极端气候变化和土地使用改变等因素综合影响,区域灾害类型趋向复合型变化,使得生态环境保护和供水水质安全保障面临更大的挑战。     

粤北岩溶山区连江流域植被覆盖度动态变化研究

基于多时相MODIS数据和归一化植被指数的像元二分模型以及GIS技术,分析了2001—2010年连江流域植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:连江及其子流域、岩溶区与非岩溶区的植被覆盖度空间分布差异性明显;近10年来连江流域的植被覆盖度总体上呈下降趋势,高植被覆盖度与中度植被覆盖度的面积数量变化剧烈,较高植被覆盖度与较低植被覆盖度的面积相对稳定;岩溶区植被分布以较高植被覆盖度、中植被覆盖度和高植被覆盖度为主,其分布面积分别占整个流域面积的53.84%、25.59%、18.54%,而非岩溶区则以高植被覆盖度、较高植被覆盖度和中植被覆盖度为主,分别占整个流域面积的48.12%、34.10%、15.05%;近10年来流域的植被覆盖度下降明显,且空间分布范围广,植被覆盖度相对稳定的区域占整个流域面积的65%以上,植被覆盖度下降区的面积比上升区增加近20%。      

2001-2010年喜马拉雅山珠穆朗玛峰自然保护区积雪面积的时空分布特征北大核心CSCD

利用美国冰雪数据中心提供的8d合成MODIS积雪数据以及定日县气象站观测的年平均气温、年降水量和年蒸发量资料,分析了2001-2010年喜马拉雅山珠穆朗玛峰自然保护区域积雪覆盖的时空分布变化特征以及气候影响因子,积雪特征包括年变化、季节变化和永久性积雪的变化.结果表明:珠穆朗玛峰地区积雪覆盖面积呈减少趋势,10a来减少约323km2的覆盖面积,特别是2005年以后积雪覆盖面积减少尤为明显;永久性积雪面积减少了85km2;2006年开始积雪基本上每年都在递减且减少幅度很大;积雪具有明显的季节性变化,积雪覆盖面积最大值出现在2月份左右,最小值出现在8月份;积雪覆盖面积的空间分布范围在逐渐变小,积雪主要分布在珠穆朗玛峰自然保护区的中部和东部;积雪覆盖面积与年平均气温呈负相关关系.     

沉水植被斑块尾流多尺度紊流结构研究

探究斑块尾流中多尺度紊流结构对理解植被群落影响下的泥沙输移规律和河床演化过程有着重要意义。通过室内水槽试验,分析不同高径比及植被体积分数影响下的斑块后水流特性,得到时均流速及雷诺应力分布规律;通过谱本征正交分解对其脉动场进行分析,探究不同尺度涡的空间模态及能量分布规律。研究结果表明：(1)冠层垂向剪切层内剪切强度及其最大量纲一剪切层垂向厚度随着植被体积分数增大而增大,随着高径比增大而减小。(2)斑块尾流中,大尺度涡旋对应频率集中在0.15～0.29 Hz,对应斯特劳哈尔数为0.16～0.32,垂向分布介于0.2～1.3倍植被高度,纵向分布介于2～6倍斑块直径,横向关于植被中心线呈现出非对称分布。(3)纵向出流流速及剪切层内紊动强度是影响稳定尾流区长度的重要因素。剪切层纵向输运速度随着纵向出流流速增大而增大,剪切层垂向扩散速度随着紊动强度的增大而增大。     

长江口湿地景观镶嵌结构演变的数量特征与分形分析

鉴于国内湿地研究对象大多为块状湿地,而对狭长形湿地鲜有研究,本文利用1990年和2003年遥感影像作为基本信息源,在GIS技术支持下,选取长江口狭长湿地,建立长江口湿地植被空间数据库.选取斑块大小、分维数、景观破碎度、景观多样性和优势度等指标, 研究区域景观的数量特征动态变化;运用分形理论建立各种景观类型形态的分形结构模型,以分维数为依据分析各种景观形态的复杂性;探讨控制和影响区域景观格局的主要因素.结果显示,1990~2003年期间,在自然与人为双重因素作用下该地区的湿地景观发生了显著变化,景观趋于破碎化,植物群落的演替由于人为的原因加速,一些地区景观呈自然变化趋势,一些地区由于围垦的原因,人为扰动大,呈现衰退趋势.     

崇明东滩15年动态发展变化研究

崇明东滩是长江口规模最大、发育最完善的河口型潮汐湿地,又是一个河口淤涨型湿地,对1988年与2002年崇明东滩湿地卫星遥感图象的分析,得出以下几点结论：①崇明东滩并不是全部扩涨,南部滩涂岸线呈后退趋势;②在淤涨部分,以最东端最快;③随着长江上游来沙减少和大规模的围垦,崇明东滩的前景将不容乐观。因此,可持续开发、利用和保护崇明东滩湿地迫在眉睫。