长江口潮滩沉积物的磁学性质及其与粒度的关系

对长江口潮滩沉积物的环境磁学研究表明, 沉积物磁性特征由多畴/假单畴磁铁矿所主导. 磁铁矿除陆源碎屑成因外, 在磁性最强的石洞口排污口附近沉积物中出现了球形磁性颗粒, 系工业污染的产物. 粒度是影响长江口潮滩沉积物磁性特征的重要因素, 磁化率、饱和等温剩磁与8~16 mm粒级含量呈正相关, 而非磁滞剩磁磁化率等指示细颗粒亚铁磁性矿物的参数与<4 mm乃至<32 mm粒级组分高度正相关. 这一特征表明, 在将磁化率作为污染物含量代用指标时, 需考虑粒度造成的磁化率波动的可能影响, 非磁滞剩磁磁化率则可以作为沉积物细粒级组分的代用指标, 并应用于污染物含量的粒度校正.     

高分辨率风场对长江口海域波浪场模拟能力的影响研究——以台风“灿都”为例

长江口海域岛屿众多, 地形复杂多变, 对灾害性海浪模拟和预报能力的提升有迫切需求。本研究基于长江口高分辨率非结构网格海浪模式SWAN(Simulating WAve Nearshore), 结合“两洋一海”区域耦合预报系统模拟风场, 以2021年第14号台风“灿都”为例, 研究了台风轨迹、台风移速和台风风场分辨率等对长江口及邻近海域海浪模拟和预报的影响。结果表明: 风场模型水平分辨率增加有利于台风细结构和台风悬臂状结构的模拟。分辨率增加, 风速整体呈减弱趋势, 但在台风中心(小于两倍最大风速半径)和外围悬臂区域风速增加显著。风场分辨率从27 km提升至9 km和3 km, 波浪模拟精度增加显著, 3 km风场驱动的波浪模拟精度最高, 继续提升风场分辨率至1 km对波浪模拟无明显提升。改变风场模型分辨率同时会影响台风路径和移动速度。波浪场的差异反映了台风结构、路径和移动速度的共同影响, 由于波浪的波动传播属性, 台风浪的差异一般比风场差异的范围更大。     

书海拾贝

长江口潮滩沉积物———水界面营养盐环境生物地球化学过程刘敏,许世远,侯立军著科学出版社出版本书基于潮滩“干-湿交替”的物理格架特征以及沉积物-水体系营养盐的关键界面过程,论述了长江口潮滩营养盐的累积调换的模式与机制。全书共分8章,主要内容包括:潮滩环境特征、潮滩营养物质的溯源分析、潮滩营养盐的时空分布与累积物-水界面营养盐的迁移交换与机制、潮滩沉积物营养盐的吸附过程与特征、潮滩沉积物营养盐的早期成岩反应与模式,河口过程对营养盐循环影响的实验模拟研究等。本书可供从事地理、泥沙、生物地球化学、环境化学、生态水…     

长江口水下三角洲239+240Pu和137Cs的分布特征及环境意义

在长江口水下三角洲采集沉积物柱状样SC07,通过测试沉积物柱样中^239+240Pu和¹³⁷Cs的活度,重点分析^239+240Pu活度的分布特征及其与¹³⁷Cs活度剖面的异同,以提取^239+240Pu活度剖面中的信息。结果表明：^239+240Pu活度剖面中存在与¹³⁷Cs一致的1963年蓄积峰和1958年次蓄积峰,且两者呈较显著的线性相关关系（R²=0.765）,表明在动力环境较强的河口地区,^239+240Pu与¹³⁷Cs仍可以反映相同的沉积过程。^239+240Pu活度起始层位对应于1948年,而¹³⁷Cs对应于1954年,表明^239+240Pu具有更高的测试灵敏度。SC07柱状样中¹³⁷Cs/^239+240Pu的同位素比值比全球均值低,说明^239+240Pu存在区域沉降来源。     

基于地面激光扫描的典型海岸带盐沼潮滩地形反演

海岸带潮滩地形具有快速变化的特点;在盐沼植被覆盖的潮滩区域,地面激光扫描仪（terrestrial laser scanning,TLS）获取地形数据受到地表植被的影响。为了研究TLS在盐沼潮滩使用的地形测量精度与盐沼植被种类、盖度的关系,本文以芦苇群落、白茅群落、互花米草群落、海三棱藨草群落4种典型海岸带盐沼植被群落为研究对象,在移动窗口法的基础上辅以聚类分析的植被滤除算法,分别从点云原始数据中恢复地表地形地貌特征。研究结果表明：1）植被盖度越高,TLS反演地形精度越低,两者负相关。2）不同植被的激光穿透能力不同：盖度大于50%时,激光无法穿透原始盖度分别为70%、65%、65%的白茅群落、互花米草群落、海三棱藨草群落,均方根误差（root-mean-square error,RMSE）分别为22.0、22.0、8.6 cm;盖度等于50%时,白茅群落、海三棱藨草群落、芦苇群落和互花米草群落的RMSE分别为16.0、6.6、4.5、5.7 cm;盖度小于50%时,芦苇群落、互花米草群落、海三棱藨草群落地形反演精度小幅度提高,白茅群落地形反演精度提升较为明显。3）在盐沼潮滩地区使用TLS反演地形时,增加TLS架设高度、对同一区域多方位反复扫描可能有助于提高地形反演效果。     

长江口前沿潮滩对来沙锐减和海面上升的响应

长江口前沿潮滩是上海市土地的重要来源,也是2个湿地自然保护区所在,其冲淤演变趋势与上述命运休戚相关。根据1970年代以来的地形资料,计算了河口口门地区潮滩面积在不同时期的自然增长速率;建立了潮滩面积增长速率同河流供沙条件之间的回归关系;探讨了河流来沙锐减和海平面上升共同作用下潮滩的冲淤趋势。结果表明:(1)近30a大通站输沙率和含沙量分别下降26%和31%,而河口前沿潮滩面积增长速率下降73%;(2)潮滩冲淤转换临界输沙率Qs和含沙量C(大通站)分别为2.6×108t/a和0.25g/L左右;(3)由于三峡工程等的影响,长江的输沙率和含沙量将下降到上述临界值之下,加之海平面的加速上升,今后几十年研究区潮滩将遭受侵蚀。     

长江口北支潮滩不同沉积微相有机地球化学元素分布*

利用在长江口崇明岛北支北四滧港（SY）、北堡港（BBG）以及新卫村（XW）潮滩获取的表层沉积物,测试总有机碳（TOC）、总氮（TN）及总硫（TS）含量,分析有机地球化学元素在潮滩微相的分布规律及影响因素,试图建立TOC/TN、TS/TOC等潮滩微相识别指标。研究结果显示,影响长江口潮滩TN、TS微相分布的重要因素为有机质含量及类型。在淤涨型潮滩,TOC/TN在高潮滩一般大于10,在中潮滩明显降至10以下;中潮滩植被带TS/TOC最高,平均值达0.063,其次为高潮滩互花米草带和中潮滩光滩（分别为0.055和0.054）,高潮滩芦苇带最低;TS-TOC一元线性回归斜率在高潮滩芦苇带呈现为显著低值,自高潮滩米草带向光滩,逐渐增大。在侵蚀型潮滩,TOC/TN从高潮滩到低潮滩均大于10,而且中、低潮滩的比值大于高潮滩,潮下带骤降至小于10;TS/TOC自陆向海逐渐增大,TS-TOC一元回归斜率高潮滩最低,中潮滩最高。另外,侵蚀型潮滩各微相的TS-TOC一元线性回归斜率均明显低于淤涨型潮滩。上述研究结果表明,长江口沉积物的TOC/TN和TS/TOC及TS-TOC一元线性回归斜率与潮滩沉积微相之间存在一定的关系,具有应用于全新世钻孔识别潮滩沉积物微相的潜力。     

长江口现代潮滩表层沉积物磁性特征和自生铁硫化物的分布*

以长江口崇明岛北支潮滩的3个潮滩为对象,在粒度测量和磁性分析的基础上,揭示了现代潮滩表层沉积物的磁性变化,探讨了磁性矿物、尤其是自生亚铁磁性矿物—硫复铁矿（Fe₃S₄）在潮滩沉积微相的分布规律及机制。研究结果表明：长江口潮滩表层沉积物的磁性特征由亚铁磁性矿物及超顺磁颗粒(SP)主导。淤积型中高潮滩磁铁矿以单畴(SD)和SP为主,侵蚀型潮滩的中低潮滩则更多假单畴/多畴(PSD/MD)晶粒,反映了水动力的分选及以细颗粒矿物溶解为主的早期成岩作用。此外,最东侧的北四滧港剖面潮上带—高潮滩芦苇带普遍存在自生亚铁磁性硫复铁矿,北堡港和新卫剖面的高潮滩也局部存在硫复铁矿,反映了本区高潮滩—潮上带丰富的有机质及细颗粒沉积物、加上有限的海水淹没时间,是早期成岩作用过程中生成硫复铁矿的主要机制。     

数据同化在浅海温度同步性调查中的应用

建立了一个功能较为完善的四维同化系统,解决了温度调查资料中存在的同步性问题。为了检验同化方法和模式程序的正确性,以及讨论同步性误差的校正效果,从同化结果与锚系调查数据、同化结果与遥感数据、比对断面均方根误差和海表平均温度4个方面进行了探讨,结果表明:1)同化结果与锚系调查数据对比显示,改进参数的NMC方法(来自美国国家气象中心)能够适用于长江口外海域中的温度四维同化,同化温度结果与锚系调查数据在变化趋势上一致,在数值上最大差异不超过0.4℃;2)同化结果与遥感数据对比显示,同化结果能够将调查资料推演到完整的时空范围,并具有较好的变化趋势和精度;3)根据比对断面均方根误差分析,调查资料中两个比对断面温度间的均方差误差为3.8℃,而同化结果与实测数据的均方根误差低于0.6℃,说明同化方法有效地降低了调查资料中的同步性误差;4)海表平均温度分析显示,同化结果能够避免调查不同步引起的各种温度斑块,并且其温度分布和锋面结构能够更如实地反映实际情况。     

长江口水体表层悬浮泥沙时空分布对环境演变的响应

基于1974-2009年15个时相的陆地卫星影像,采用Gordon模型在长江口地区开展了悬浮泥沙浓度反演研究。对反演结果的时空分布规律分析表明:近40 a来长江口悬浮泥沙浓度最大下降幅度达40%;悬浮泥沙浓度演化规律与长江口来沙量变化规律具有较好的相关性;曲线拐点与2003年的长江截流、2006年三峡水库蓄水等重大工程事件吻合良好。在忽略波浪、地形等影响因素的情况下,在长时间跨度范围内,遥感技术反演的长江口悬浮泥沙浓度对长江流域环境变迁与人类水利工程活动响应敏感,较好的揭示了环境的变迁。