黄河三角洲景观分异格局及其新生湿地土地覆被景观重心演替规律

通过分析现代黄河三角洲体上几种主要景观类型在不同环境单元上的空间分布差异,探讨现代黄河三角洲土地利用景观格局.从遥感影像数据中提取了黄河三角洲新生湿地4期土地覆被景观类型数据,其代表不同的景观生态类型, 采用区域质心函数计算其重心及其演替迁移距离和迁移方向,通过分析,归纳出3种演替模式,为认识人类活动对新生湿地植被演替的影响和制定湿地保护措施提供参考依据.     

黄河三角洲滨海湿地健康条件评价

以黄河三角洲滨海湿地系统为研究对象,基于描述滨海湿地健康条件的4项功能,充分考虑滨海湿地生态地质环境系统的特征及其健康响应因素,建立了黄河三角洲滨海湿地健康条件评价的概念模型和指标体系。以统计监测和遥感数据为基础,采用RS和GIS技术,通过栅格化实现分区评价及其结果的优化整合,探讨了黄河三角洲滨海湿地健康的时空分布规律。结果显示：黄河三角洲滨海湿地现状健康条件处于健康的占14.2%,亚健康的占61.9%,一般病态的占23.9%;近期（2010－2015年）,河口三角洲湿地生境质量会逐步改善,向健康方向发展,而北部和南部部分滩涂区及神仙沟流路等局部地区在自然和人为因素的共同作用下,环境质量会有一定的降低;影响黄河三角洲滨海湿地健康条件的主要因素是全球气候变化背景下的区域水循环关键过程及其时空变化、湿地开发等人类负面干扰和黄河下游生态调度。应继续加大黄河下游生态调度的力度、积极实施生态修复工程,以促进黄河三角洲滨海湿地持续健康发展。     

环渤海海平面上升与三角洲湿地保护

环渤海地区三角洲是我国滨海重要的湿地发育区,在淤泥质滩地型湿地上发育着众多的动、植物群落,成为若干珍稀水禽的栖息地。从地面垂直形变与潮位资料等分析,黄河三角洲和辽河三角洲的地面下降速率为3～4mm/a和3.5～4.5mm/a,而相对海平面上升速率为45～5.5mm/a和5～6mm/a,预计至2050年总体的相对海平面上升量可达40～55cm。海平面上升对三角洲湿地的影响首先是直接淹没大片农田、油井和市区,其次是加剧海岸线的侵蚀与后退,还有风暴潮与洪涝灾害的加剧。针对三角洲湿地生态系统所面临的生态风险与人为活动干扰,有必要采取更加科学合理的保护与开发模式。本文介绍了生境更新与湿地调整的管理策略,以及淤长型滨海湿地的滚动开发模式。交替采用“渐进”与“跃进”的滚动开发,可保持湿地总量的动态平衡,有利于三角洲的可持续发展。     

现代黄河三角洲滨海湿地生态水文环境脆弱性

受大气降水、黄河水位断流、风暴潮和人类工程活动等因素影响,现代黄河三角洲滨海湿地生态水文环境极其脆弱和敏感。本文运用地下水数值模拟方法,通过构建滨海湿地水文模型,以氯离子作为模拟因子,预测滨海湿地地下水趋势性变化。计算结果显示,湿地水位和盐度对湿地生长和发育起控制作用;黄河持续断流和强烈风暴潮对湿地水质影响明显;当风暴潮引起增水幅度超过正常潮高的2.4m,会造成沿海低地特别是北部未受防潮大坝保护的滨海湿地淹没。     

东北地区湿地的特点及形成与演替机制

东北地区湿地类型众多.通过分析解剖东北地区湿地的形成与演替机制,揭示了湿地的形成与演替过程中同时承受着自然与人为两种不同性质驱动力的影响,指出人类活动外在驱动力在较小的时空尺度下起着主导作用,如不加以正确引导而盲目开发,势必将导致湿地环境的恶化.     

黄河三角洲滨海湿地健康条件评价概念模型

滨海湿地健康与生物学特征主要取决于区域上的水文与盐度体制以及景观尺度上的土地利用现状。然而,由于滨海湿地条件评价的指标和标准并不十分清楚,因此,对滨海湿地系统条件进行评价,目前仍是环境科学的难点。中国地质调查局（CGS）青岛海洋地质研究所与美国地质调查局湿地研究中心合作先后为美国密西西比河下游生态环境及中国黄河三角洲（YRD）滨海湿地评价建立了概念模型。本文将陈述YRD湿地评价的概念模型。此模型的建立在于确定滨海湿地当前的条件和随时间改善或退化的过程,以及确定优先管理的区域。CGS项目之所以选取YRD作为滨海湿地的研究对象主要是因为它具有重要的生态意义。由于上游来水减少或黄河断流,该区湿地生境十分脆弱。本文提出此概念模型可为今后湿地条件评价指标确定、调查研究活动和数据采集提供指导。通过该模型的构建,使环境变化可用具体指标来度量,从而服务于滨海湿地生态系统的保护与管理活动。     

黄河三角洲不同类型湿地稀土元素配分模式

本文利用ICP-MS对2006—2008年采自黄河三角洲湿地系统的208个表层土壤(沉积物)样品进行了14项稀土元素(REE)分析,研究了黄河三角洲不同植被覆盖下REE的配分模式特征。结果表明:上三角洲平原湿地表层土壤稀土元素总量(ΣREE)分布范围为137.29×10-6~267.82×10-6,平均值为166.73×10-6。碱蓬湿地和光滩湿地的配分曲线比较接近;芦苇湿地和柽柳湿地的配分曲线也比较接近,具有配分曲线整体低于碱蓬湿地和光滩湿地的趋势。研究区浅海湿地表层沉积物ΣREE为143.11×10-6~222.48×10-6,平均值为180.80×10-6。黄河上三角洲平原各类湿地稀土元素配分曲线高于黄河浅海湿地的稀土元素配分曲线,黄河浅海湿地的稀土元素配分曲线高于黄河沉积物的稀土元素配分曲线,且其配分曲线LREE较分散,而HREE较集中甚至重合。由此证明,稀土元素与植物分带具有成因关系,即黄河三角洲湿地系统LREE较多的参与到了植被的生物地球化学循环,而HREE在湿地生态系统呈生物化学惰性。     

古地貌对渤海石臼坨凸起古近系沉积体系的控制作用

渤海湾盆地石臼坨凸起沙一、二段所发育的扇三角洲储层,在沉积演化过程中由于古地貌特征的不同,造成储集砂体形态特征及分布规律的不同,储层认识困难。通过分析断裂活动对古地貌格局的控制作用进行古地貌恢复,研究不同地貌单元与沉积体系的匹配关系,阐明了古地貌对沉积体系发育类型和沉积特征的控制作用,揭示了扇三角洲的沉积过程。在此基础上结合地震属性分析技术,精细描述了各沉积期次扇体的展布特征,并对沉积演化过程中扇三角洲沉积体系发育的差异性进行了解析。最终明确了盆地边缘沟谷和古地形发育特征对物源的控制作用,形成了"大沟对大扇,小沟对小扇"的沉积模式指导依据;同时确定了斜坡带上扇三角洲的沉积规律和砂体分布的控制机理。     

基于湖积物硅藻与地球化学记录的古环境变迁反演——以桂林会仙岩溶湿地为例

通过对狮子潭柱状沉积物的放射性定年、地球化学与硅藻分析,反演桂林会仙岩溶湿地全新世的古湖沼演替,与其响应的气候变迁与人类活动记录。放射性210Pb、14C定年结果显示该湖在6 400 cal BP开始有湖积物保存,在2 700 cal BP—公元1943年间有沉积间断事件,且于公元1943年再度沉积。在6400—5 200 cal BP,高比例的浮游型硅藻反映高水位状态,可对应到气候暖湿的中国全新世大暖期鼎盛期。在5 200—2 700 cal BP,沉积物内稀酸可溶相Ca、Mg、Sr浓度降低,Mg/Ca、Sr/Ca值明显增加,且浮游型硅藻几乎消失,显示当时湖泊水位显著降低,气候逐渐变干。在公元1943年沉积物再度沉积,可能与战争造成人口迁徙与废耕有关。自公元1973年以来,硅藻壳片大量堆积,反映人类过度活动造成藻华的现象。湖泊沉积物内硅藻组成及沉积物的地球化学特征能够很好地反演古气候、环境变迁。     

黄河三角洲滨海湿地演化过程中的碳埋藏效率及其控制因素

2007年在黄河三角洲布设了一口浅钻ZK4,孔深28.3 m,对获取的岩心样品进行了详细的沉积学观测及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。通过ZK4孔的地层分析,将其划分为7种沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。并利用AMS14C测年方法,结合黄河改道的历史记录,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对黄河三角洲沉积环境进行了年代划分,并计算了黄河三角洲不同沉积环境沉积物的沉积速率和碳的加积速率。结果表明:总碳和有机碳与除硫和磷元素以外的各营养成分都呈良好的线性相关;碳、氮、磷的加积速率与沉积物的沉积速率呈极显著正相关关系(R0.89,p0.01),沉积物的沉积速率是碳、氮、磷的加积速率的主控因素;虽然现代黄河三角洲沉积物有机碳浓度较低(1%),但由于沉积物的高沉积速率,现代黄河三角洲沉积物有机碳的平均加积速率达到2878.23 g/(m2·a),远高于世界其他高有机碳浓度的湿地,因此是很好的碳汇地质体。     

Wetland loss and degradation in the Yellow River Delta, Shandong Province of China

Environmental degradation of wetlands is a major issue in the Yellow River Delta of China. Natural threats and human activities, such as flow cut-off of the Yellow River and droughts, population growth and urbanization, cause wetlands degradation of the delta during the last century, especially in the recent 50?years. Wetland degradation in the Yellow River Delta was investigated and its causation was analyzed. The results indicated that landscape changes of wetlands were mostly tremendous in the whole delta, namely loss of wetland area, surface water and groundwater pollution. Some new degradation control measures based on traditional and scientific knowledge must be used to reverse the wetlands degradation in the Yellow River Delta.     

渤海湾晚更新世晚期以来古河道分布和三角洲发育及其古环境的演变

渤海湾及其沿岸是中国海洋地质与第四纪地质研究程度最高的地区之一。虽然研究成果众多,但仍有一些基础的地质问题亟待解决。比如,晚更新世晚期黄河是否流经渤海湾?全新世黄河在渤海湾及其沿岸形成的多期次三角洲叶瓣在海域如何展布?以上问题一直是中国海洋地质研究中备受关注的热点话题。借助2016-2017年在渤海湾获取的约2000 km的浅地层剖面数据、2个30 m左右的取芯钻孔（BXZK2017-1和BXZK2017-2孔）及相应的AMS ¹⁴C和OSL测年数据,同时结合前人的一些浅剖数据和钻孔的研究成果,将渤海湾中部晚更新世以来的地层自上而下划分出4个地震单元（SU1~SU4）和6个沉积单元（DU1-DU6）,分别对应前三角洲相、潮坪与浅海、泛滥平原、河道相、海陆交互相、湖沼相。在此基础上综合探讨渤海湾晚更新世晚期以来总体的地层框架和沉积演化特征。研究表明：黄河可能在21.8~9 cal ka BP,由近东西向流经渤海湾北部进入渤海中部盆地;全新世以来,渤海湾从西北侧至南侧,依次分布4期次的三角洲叶瓣,对应的发育时间可能分别是1400 AD~现在、11~1128 AD、700 BC~11 AD和1855~现在;渤海湾西侧最北两期次的水下三角洲可能主要与海河有关,而南侧其余2期次三角洲叶瓣则可能分别对应岐口超级叶瓣以及现代黄河三角洲超级叶瓣。加深了解渤海湾晚更新世晚期以来的地层序列演化、古河道发育以及全新世三角洲在渤海湾的展布情况,将有助于渤海湾海岸带开发、海底工程建设以及地质灾害防范等。     

胶州湾滨海湿地的景观格局变化及环境效应

在湿地景观类型分类基础上,利用RS及GIS技术提取了1986、1995和2010年胶州湾滨海湿地的Landsat卫星假彩色合成影像的空间属性数据,利用斑块动态度、斑块密度指数、景观多样性指数、斑块破碎化指数研究了胶州湾滨海湿地的景观格局变化及累积环境效应。结果表明,1986～2010年胶州湾滨海湿地总面积减少,河流与河口湿地面积稍有增大,潮间带滩涂和潮上带湿地面积和斑块数减小;养殖池面积增大、斑块数增多,盐田面积减小、斑块数基本未变,增加了湿地公园这种新的人工湿地景观类型。期间,湿地的景观斑块密度指数、多样性指数和景观斑块破碎化指数增大了。上述湿地面积和景观格局变化是由围垦、城市化、港口和道路建设、河流径流量和输沙量减少、海岸侵蚀、海水入侵、全球变暖、海面上升等因素引起的,并导致湿地生物多样化水平下降、有害植物入侵、环境净化功能降低、污染和赤潮灾害加重、植被退化演替、渔业资源衰退和湿地生态系统服务价值降低等累积环境效应。为减轻这些不利的累积环境效应,应采取建设湿地自然保护区、控制养殖池和盐田规模、发展工业循环经济和生态农业等措施保护胶州湾滨海湿地。     

渤海西缘YRD-1101孔晚更新世以来沉积物粒度特征及其环境变迁

对现代黄河三角洲地区YRD-1101孔上部岩心开展粒度分析,并结合AMS14C和光释光(OSL)年代学测试结果、沉积特征、微体古生物鉴定及周边钻孔对比,建立了MIS5期以来的地层框架,揭示出该地区主要经历了3个阶段的沉积环境演化过程:(1)晚更新世—早全新世河流与海相交替沉积,其中MIS5c阶段海侵水动力环境中等,MIS3期海侵水动力环境较弱,MIS2期河流沉积水动力较强;(2)全新世滨、浅海沉积环境,动力环境整体较强,相对比较稳定;(3)1855年至今形成的黄河三角洲沉积,水动力强度较弱到中等。海平面变化和构造沉降是影响研究区晚更新世以来沉积演化的主要因素,此外,黄河带来的大量泥沙对海侵强度也有显著影响。     

Dedication: Dr. Scott W. Nixon (1943–2012)

The availability of suspended sediments will be a dominant factor influencing the stability of tidal wetlands as sea levels rise. Watershed-derived sediments are a critical source of material supporting accretion in many tidal wetlands, and recent declines in wetland extent in several large river delta systems have been attributed in part to declines in sediment delivery. Little attention has been given, however, to changes in sediment supply outside of large river deltas. In this study, significant declines in suspended sediment concentrations (SSCs) over time were observed for 25 of 61 rivers examined that drain to the East and Gulf Coasts of the USA. Declines in fluvial SSC were significantly correlated with increasing water retention behind dams, indicating that human activities play a role in declining sediment delivery. There was a regional pattern to changes in fluvial sediment, and declines in SSCs were also significantly related to rates of relative sea level rise (RSLR) along the coast, such that wetlands experiencing greater RSLR also tend to be receiving less fluvial sediment. Tidal wetlands in the Mid-Atlantic, Mississippi River Delta, and Texas Gulf especially may become increasingly vulnerable due to rapid RSLR and reductions in sediment. These results also indicate that past rates of marsh accretion may not be indicative of potential future accretion due to changes in sediment availability. Declining watershed sediment delivery to the coastal zone will limit the ability of tidal marshes to keep pace with rising sea levels in some coastal systems.