潮滩沉积记录正演模拟初探*

以江苏中部海岸潮滩沉积为原型,提出了获取潮滩沉积记录中沉积层保存潜力信息的正演模拟方法。模拟结果显示,在沉积物供应恒定的条件下,随着潮滩的不断淤长,岸线淤进速率逐渐减小,潮滩滩面的沉积速率逐渐降低,而潮滩层序中的泥质沉积的厚度向海逐渐增厚。沉积层保存潜力的计算结果显示,潮滩上保存潜力在高潮位附近和潮下带的较低部位为最高,可达80 ％ 以上,潮间带下部存在着低值区,保存潜力低于20 ％ ,与前人在潮间带进行的现场观测结果相近。对研究方法经进一步细化(如考虑滩面坡度和粒度分布变化、波浪和风暴潮作用、潮沟摆动等因素),并与反演方法相结合,可望更好地解释沉积记录中的环境演化信息。     

苏北潮滩湿地不同生态带碳、氮、磷分布特征*

通过对比苏北潮滩湿地不同生态带的表层以及柱状沉积物中总有机碳、总氮、总磷和有机磷含量,并结合不同植被不同植株部位中碳、氮、磷的含量变化,分析了潮滩沉积物中碳、氮、磷的垂向和水平分布特征与规律,探讨了不同生态带以及潮滩植被对碳、氮、磷等生源要素的富集作用。对比分析结果表明:苏北潮滩湿地各生态带对不同的测量指标有着不同的富集作用,互花米草滩的总有机碳、总氮和有机磷含量要远大于其他几个生态带,光滩沉积物中总磷的含量最高; 粒度效应是控制互花米草前缘地带以及互花米草滩沉积物中有机碳和氮分布的一个重要因素,盐蒿和芦苇滩中有机碳和氮的分布更多的是受粒度之外的其他因素影响; 不同生态带表层沉积物中的C/N比值分布,大致可反映其有机物来源的差异,而不同生态带中柱状沉积物中的C/N比值相对接近,很难根据C/N比值大小来对不同生态带中的有机物来源进行判断,这可能是埋藏在柱状沉积物中的有机物更多的受到了早期成岩作用造成的。植被对潮滩湿地中碳、氮、磷的分布有着重要影响,3种物质在互花米草、盐蒿和芦苇中的含量差别不是很大,因此潮滩植被对沉积物中上述3种物质的贡献差别主要是由不同植被的生物量和其所处环境的沉积动力差异造成的。     

淤泥质潮滩沉积物含水量遥感反演模型研究

潮滩沉积物含水量是表征潮滩地物信息的一个重要特征量,它影响着遥感提取潮滩地物信息的准确性。利用含水量-反射率指数衰减模式建立单波段模型,同时参考4种植被指数的形式构建含水量指数,建立适用于潮滩环境的含水量反演波段组合模型,实现了沉积物含水量的遥感反演。研究结果显示:对反射率数据利用干土反射率进行归一化处理后构建的NEWCI(Normalized Enhanced Water Content Index)归一化增强型含水量指数模型的含水量反演效果最佳。在含水量结果中,除了砂类别反演的确定性系数R2为0.675以外,粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、粘土质粉砂等4种沉积物类型反演的确定性系数均在0.83以上;当不考虑沉积物类型时,NEWCI指数模型的反演精度也达到0.8,RMSE为0.059,表明NEWCI指数模型对沉积物类型不敏感,且能够保持较高的含水量模拟精度,因而适合潮滩沉积物含水量的大范围预测。其反演结果可在潮滩地物信息遥感反演时有效削弱水分的影响,进而提高地物信息提取的效率。     

2012年秋季白脊管藤壶在江苏如东互花米草盐沼向附着及分布

互花米草Spartina alterniflora自1979年引入至今,已在我国海岸带大范围扩张并对盐沼湿地生态系统产生了很大影响.本研究以附着生物藤壶为例,研究了互花米草扩张对附着生物的影响.通过对5个断面共28个样方的米草植株、附着藤壶以及藤壶在互花米草上的最大附着高度调查,获得结果如下:藤壶在互花米草滩上的附着范围位于潮沟两侧,且呈宽度约为5 m的带状分布;潮沟规模越大,其向陆方向的延伸范围越宽;每个站位藤壶附着的相对最大高度都位于同一水平.附着藤壶均为白脊管藤壶Fistulobalanus albicostatus,平均干重237±69g·m-2,大部分藤壶直径在2～10mm之间.互花米草的平均干重为981±81g·m-2,潮沟附近互花米草高壮但密度较小,远离潮沟互花米草矮小但密度较大.分析表明,互花米草为藤壶提供了附着基质,并影响藤壶在潮间带的平面分布格局(尽管藤壶的生态位保持不变).影响白脊管藤壶分布特征的原因主要是海水浸没时间的差异;负地形的浸没时间更有利于藤壶的附着和生存;另外潮沟较高的潮水流速除了利于白脊管藤壶幼体的附着外,还可以通过水流的涨、落为其带来充足的食物.     

江苏淤泥质潮滩剖面演变现场观测

为探究江苏中部沿海双凸型剖面演变特性,在江苏盐城川东港南侧潮间带布设了10个水准观测站,2012年9月至2013年11月对该潮滩剖面演变过程开展了现场观测.结果表明:该潮滩剖面呈现出双凸型特征,平均高、低潮位线附近的滩涂形成淤积率较高的地形凸点;潮间上带受潮流影响小,滩面高程相对稳定;平均高、低潮位之间的区域滩面高程季节性变化明显,总体呈现冲刷状态;潮间下带冲刷显著,滩面坡度增大.全剖面自岸向海呈现"稳定—淤积—稳定—淤积—冲刷"的双凸型剖面特征.     

长江口现代潮滩沉积物粒度特征及其在沉积相识别中的应用

本研究通过对长江口现代潮滩6个柱状样沉积物的粒度精细分析,试图提取研究区潮滩沉积相识别的粒度敏感指标,并通过对长江三角洲南部平原一个全新世钻孔(SL67孔)潮滩沉积物的粒度研究,检验现代沉积粒度敏感指标在全新世钻孔潮滩沉积相识别中的应用。研究显示,长江口现代高潮滩和中潮滩的黏性颗粒(8μm)和粗粉砂(32~63μm)含量差异显著,可以成为区分高潮滩和中潮滩的敏感组分;在开敞型的中、低潮滩之间,砂(63μm)和细粉砂含量(8~32μm)也差异明显。长江口现代潮滩沉积物的粒度频率曲线及众数值也可以有效协助区分高潮滩、中潮滩和低潮滩沉积物。利用上述粒度敏感组分和众数指标检验SL67孔全新世早中期在海平面波动控制下的潮滩演替过程,并揭示了7.5 cal ka BP前后的一次海平面加速上升事件。     

基于地面三维激光扫描强度数据的潮滩表层含水量估算

大面积潮滩表层含水量的测定是潮滩研究中的难题,传统的测量方法难以同时满足高效和精度的要求。地面三维激光扫描技术凭借其高精度、高分辨率以及主动性强等优点,已经高效运用在潮滩地形研究中。但是,对潮滩含水量进行有效分析,仅利用点云的空间几何信息是不够的,还需要对点云的强度数据进行挖掘。地面激光扫描仪提供了包含目标表面光谱反射特性的点云强度数据,利用强度数据可以有效地进行目标表面特性提取。本文提出了一种新的长距离地面激光扫描仪强度数据改正方法,对入射角和距离效应进行有效改正。利用Riegl VZ-4000长距离地面激光扫描仪建立室内含水量模型并对上海市崇明岛一处潮滩进行测试分析,同时收集26个潮滩沉积物样品并利用传统干湿称重法进行含水量验证计算。结果表明：相比于传统技术,利用改正后的激光强度值估算大面积潮滩沉积物表层含水量是一种精确和高效的方法。改正后的激光强度值与潮滩表层含水量存在幂函数关系,相关系数为0.961,估算精度为91.94%。     

近百年来长江口启东嘴潮滩沉积物质来源及定量估算

河流入海输沙是海岸稳定的重要物质基础。启东嘴潮滩位于长江北支口门,与江苏海岸线交汇,陆海相互作用强烈。利用电感耦合等离子体质谱仪测定了岩芯沉积物QDZ-1的地球化学元素。根据地球化学元素的分布特征和富集系数,分析了物源指示意义,表明启东嘴潮滩沉积物受到长江物质和南黄海物质的共同影响。基于地球化学元素的沉积物端元定量判识方法,对不同物质来源的贡献率进行了定量估算。在1930年前启东嘴潮滩沉积物主要来自长江的入海输沙,贡献率为68.1%,随着长江北支河槽的衰退,贡献率逐渐减少,在1930-1972年间为38.5%,到1972年后减少到17.5%。苏北沿岸流携带向南输运的南黄海物质,贡献率逐渐增加,在1930年前为27.1%,在1930-1972年间为55.6%,到1972年后增加到75.9%,成为启东嘴潮滩主要物质来源。沉积物来源的阶段性变化,在时间上与北支水动力的阶段性变化基本吻合。     

基于潮汐动态淹没过程的长江口潮滩地形信息反演研究

潮滩是陆地与海洋之间重要的生态过渡地带,具有复杂的生态过程和重要的服务功能。受陆海交互作用及人类活动的影响,潮滩处于高度动态变化过程中,而传统测绘技术受到潮滩可达性影响无法快速获取潮滩地形信息。为解决潮滩高程数据获取困难的问题,本文提出一种基于潮汐动态淹没过程和时序遥感影像的潮滩地形信息提取算法,利用K-means++聚类方法实现水域提取,并通过时序淹没特征计算潮滩淹没频率提取潮滩范围信息,最终综合区域潮汐特征反演潮滩地形。研究以崇明东滩为例,利用2016—2020年所有可用Sentinel-2和Landsat-8时序遥感影像,实现潮滩范围提取与高程反演,并通过实测高程数据进行精度验证。研究结果表明,潮滩范围提取总体精度为97.73%,F1_score为0.98;高程反演平均绝对误差为0.15 m,潮滩高程的反演精度与可用影像的数量呈正相关。研究利用该算法进一步反演长江口地区主要潮滩地形特征,结果表明区域内潮滩面积为346.93 km²,高程范围为1.00~3.84 m,且与现有潮滩范围数据集相比,本研究提取的长江口潮滩范围更为完整。该算法为潮滩地形的快速反演提供了可能,对潮滩资源动态监测和管理具有重要意义。     

江苏潮滩区域可持续发展与海岸带管理研究

从江苏海岸带的特征、资源配置和演变规律出发,针对潮滩开发利用和海岸带管理中存在的问题,运用可持续发展理论,因地制宜地提出使经济发展与资源、环境相协调的潮滩区域可持续开发模式;同时把可持续发展的思想体现于海岸带一体化的管理系统之帧?