High-frequency climatic oscillations recorded in a Holocene coral reef at Leizhou Peninsula, South China Sea

A detailed study of the Goniopora reef profile at Dengloujiao, Xuwen County, Leizhou Peninsula, the northern coast of the South China Sea suggests that a series of high-frequency, large-amplitude and abrupt cold events occurred during the Holocene Hypsithermal, an unusual phenomenon termed “Leizhou Events” in this paper. This period (corresponding to ¹⁴C age of 6.2-6.7 kaBP or calendar age of 6.7-7.2 kaBP), when the climatic conditions were ideal for coral reefs to develop, can be divided into at least nine stages. Each stage (or called a “climate optimum”), lasting about 20 to 50 a, was terminated by an abrupt cold nap and (or) a sea-level lowering event in winter, leading to widespread emergence and death of the Goniopora corals, and growth discontinuities on the coral surface. Such a cyclic process resulted in the creation of a >4m thick Goniopora reef flat. During this period, the crust subsided periodically but the sea level was rising. The reef profile provides valuable archives for the study of decadal-scale mid-Holocene climatic oscillations in the tropical area of South China. Our results provide new evidence for high-frequency climate instability in the Holocene Hypsithermal, and challenge the traditional understanding of Holocene climate.     

Substrate damage and recovery after giant clam shell mining at remote coral reefs in the southern South China Sea

Giant clam shell mining(GCSM),a unique phenomenon occurring at remote coral reefs in the southern South China Sea(SCS),forms striking scars on the reef flats and damages the reef flat substrate.Through image analyses at three times(2004.02.02,2014.02.26,and 2019.04.10)and in situ surveys at Ximen Reef,a representative site that has experienced GCSM,we quantified the GCSM-generated substrate damage and the corre-sponding recovery.GCSM was estimated to have occurred sometime between 2012 and 2014,causing reduction in live coral subarea and formation of micro-relief as trenches and mounds.GCSM-generated damage was restricted to the reef flat.After GCSM,coral and algae subarea increased,and the trenches and mounds tended to be filled and eroded,rep-resenting a natural recovery of the substrate.The legal prohibition on human disturbances at the coral reefs contributed to substrate recovery at Ximen Reef.This case also implied that recovery of the other coral reefs that suffered from GCSM is possible.     

中山人工鱼礁区渔获物调查

使用刺网、手抛网和虾笼等渔具,分别于丰水期和枯水期对中山人工鱼礁区进行渔获物调查。丰水期调查表明,所选规划礁区位置是合理的,已试验1a的试验浮礁集鱼和保护幼鱼幼虾的效果明显;枯水期调查表明,首期礁区集鱼和保护幼鱼幼虾的效果更明显;首期礁区已成为良好的索饵场和隐蔽场所,成为附近海域渔业资源的摇篮和种苗库。大面积的人工鱼礁已取得明显的保护渔业资源和海洋生态的效果。     

珊瑚礁生物地貌过程的生物建造与生物侵蚀

珊瑚礁生物建造和生物侵蚀是珊瑚礁生物地貌过程的两个关键环节,两者之间的平衡关系决定着珊瑚礁生物地貌过程的动态变化,控制着珊瑚礁地貌结构和形态。珊瑚礁生物建造和生物侵蚀受海水富营养化、海水温度异常、海平面变化和风暴等多种自然环境因素的影响,同时还面临日益加剧的人类开发活动的威胁。现代全球变化和人类活动影响下的珊瑚礁生物建造和生物侵蚀研究对认识珊瑚礁生物地貌过程与全球变化和人类活动影响的相互作用和响应机制有重要意义。对当前国际上珊瑚礁生物地貌过程的生物建造和生物侵蚀研究的现状进行了概述,并对国内的相关研究提出了建议。     

四川盆地南北缘志留纪生物礁成岩作用及储层特征

四川盆地南北缘志留纪生物礁发育、类型多样,有点礁、灰泥丘、层状礁等。它们曾经历了多种成岩作用,其中主要有胶结作用、溶蚀作用、硅化作用以及白云化作用。由于构造运动简单,本区生物礁的成岩作用演化过程是从早期的海底成岩作用,经短时的大气淡水作用就进入埋藏成岩作用阶段,最后达表生暴露阶段。生物礁的原生孔隙以格架孔、体腔孔为主,并发育有不规则窗格孔、粒间孔及晶间孔等,次生孔隙为后期溶孔及溶缝。由于胶结作用发育,使本区生物礁的储集意义减小。     

基于类海啸波型的岛礁水动力特性数值模拟研究

基于非静压单相流模型NHWAVE建立了高精度二维数值波浪水槽,采用日本2011年实测真实海啸波型系统研究了海啸波在岛礁上传播变形的规律,并且分析了波高、礁坪淹没水深和礁前斜坡坡度等因素对孤立波和真实海啸传播变形的影响。结果表明,相比孤立波,类海啸波的波长明显大于孤立波波长,在测点处引起的水面变化持续时间更长,同等波高情况下真实海啸波型比孤立波能够携带更多的能量,与岛礁的相互作用也更为复杂,在礁坪上形成的淹没水深约为孤立波的两倍。礁前斜坡坡度和礁坪淹没水深均对类海啸波的反射和透射系数有显著影响。随着礁前斜坡坡度的增加,反射系数和透射系数均逐渐增加。随着礁坪淹没水深的增加,反射系数逐渐减小,而透射系数逐渐增大。但是,反射系数和透射系数均随着入射波高的增加而逐渐减小。     

南海岛礁场地地震稳定性研究中的关键问题探讨

目前我国针对陆域地区的建筑物和构筑物已建立了比较完备的抗震设计理论和技术体系,但对于海洋工程的抗震研究工作开展得不充分,尤其是海洋岛礁场地的地震反应分析尚属空白。伴随着近年来我国南海地区的迅速开发建设,有必要对南海岛礁的地震危险性分析和抗震设计展开研究。介绍南海岛礁场地的特殊工程地质条件和地震活动性特征,通过比较目前国内外常用的场地地震反应分析方法,针对岛礁这一特殊工程地质体,提出岛礁场地地震反应分析中需要考虑的四个显著因素,包括(1)南海岛礁体的特殊地形;(2)南海岛礁特殊的岩土工程材料;(3)海水-岛礁体动力相互作用;(4)南海地区海底输入地震动的确定,并探讨解决这些问题的思路。为分析地震作用下岛礁场地的稳定性、场地反应分析提供研究思路,同时为南海岛礁建设中的地震危险性分析提供参考。     

珊瑚岛礁孤立波爬坡的平面二维数值模拟研究

为了探究岛屿周围珊瑚礁在抵御海啸灾害中的作用,采用激波捕捉类Boussinesq模型FUNWAVE-TVD,对孤立波在理想化三维岛礁地形上的传播及爬坡开展了现场尺度的平面二维数值模拟,分析了入射波高、礁坪水深、礁坪宽度、礁前斜坡坡度、礁后斜坡坡度、珊瑚礁糙率对岛屿四周孤立波爬高分布的影响。结果表明,珊瑚礁的存在总体上可有效降低岛屿四周孤立波的最大爬坡高度;入射波高、礁坪水深、礁坪宽度、珊瑚礁糙率是影响珊瑚岛礁四周孤立波爬坡分布的主要因素,岛礁四周最大爬坡高度会随入射波高和礁坪水深的增大、礁坪宽度和珊瑚礁糙率的减小而不断增大;当礁坪水深增大到一定程度时,珊瑚礁主要会对岛屿背浪面的爬高失去影响,而当礁坪宽度和珊瑚礁糙率减小至一定程度时,会出现岛礁四周最大爬高高于无珊瑚礁时爬高的现象;礁后斜坡的变缓会使岛礁周围的最大爬高有所减小,而礁前斜坡坡度对珊瑚岛礁周围的最大爬高几乎没有影响。     

基于高分辨率遥感的珊瑚礁地貌单元体系构建和分类方法—以8波段Worldview-2影像为例

珊瑚礁生态系统是全球初级生产力最高的生态系统之一, 在维持海洋生物多样性、防浪固滩、资源供给等方面发挥着巨大作用。珊瑚礁遥感地貌分类体系是珊瑚礁保护、管理及可持续发展的必要基础, 但目前还未有结合珊瑚覆盖度进行分类的体系。本文基于WorldView-2高分辨率遥感影像, 以中国南海西沙群岛七连屿北部赵述岛和西沙洲所在礁盘作为研究区, 结合珊瑚覆盖度、区域地貌成分和水动力条件等指标, 建立了既适用于遥感监测又与珊瑚生存状况相关联的珊瑚礁地貌单元分类体系。同时, 利用面向对象的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)分类方法进行珊瑚礁地貌单元的信息提取, 并对分类结果进行精度评价。结果表明, SVM和RF两种分类方法均能较好地提取出珊瑚礁地貌单元, 分类精度分别为87.59%和79.81%。针对分类过程中出现的错分、漏分问题, 结合珊瑚礁成因和分布规律对分类结果进行修正, 修正后分类提取的精度达到91.3%, Kappa系数为0.9041, 表明本文构建的珊瑚礁地貌单元分类体系在一定程度上能满足当前珊瑚岛礁信息提取的需要。     

大糙率礁面影响下珊瑚礁海岸附近规则波演化及爬高试验研究

本文通过波浪水槽试验研究了大糙率礁面影响下波浪沿礁的演化和爬高规律,测试了一系列规则波工况并对比了光滑礁面和粗糙礁面的情况。结果分析表明：二次谐波是礁坪上透射波的重要组成成分,粗糙礁面使主频波和二次谐波减小,对更高阶波的影响不显著;相对礁坪水深是描述礁坪上波浪透射的关键参数,礁面从光滑变为粗糙时海岸附近透射系数显著减小,能量衰减系数平均增大了8%,但礁前反射系数与礁面糙率之间无明显关系;礁后岸滩爬高随着透射波高的增大而增长,最后拟合了本文试验条件下珊瑚礁大糙率礁面预测规则波爬高的关系式。