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。     

江苏海岸潮滩沉积环境及其可持续利用问题

凭借着独一无二的地质、地貌、海洋、气候、土壤和生态特征，江苏潮滩拥有丰富的自然资源，然而却又受着不利自然条件及不合理人类活动的限制。江苏潮滩沉积表现出4个水平相带：草滩(湿地)沉积带、盐蒿泥滩沉积带、泥一砂混和滩沉积带、粉砂滩沉积带。潮滩是极为脆弱的生态系统，它极容易受到湿地围垦、低效的生产方式、酷取滥采、环境污染等人类扰动的破坏。基于以上认识，提出顺应潮滩自然演变，人类活动与潮滩沉积环境的和谐开发利用及保护模式。     

互花米草对江苏潮滩沉积和地貌演化的影响

江苏潮滩面积大,岸滩冲淤动态变化复杂.人工引种互花米草对江苏海岸潮滩沉积地貌演化有较大影响,主要体现在影响潮滩沉积速率、物质分布及潮水沟地貌系统的发育等方面.根据定点站位不同年代的高程数据,分析Pethick-Allen模型在江苏潮滩盐沼的适用性;在现场采集柱状样并在室内进行137Cs分析,根据分析结果及前人研究结果,利用P-A模型分析计算江苏潮滩不同时期的沉积速率,结果表明互花米草的引种加快了潮滩沉积速率,它使潮滩沉积地貌演化脱离了原来的渐进函数关系.在选择的典型断面上采集表层底质样,在激光粒度仪上进行粒度分析,结果表明,互花米草易使细颗粒沉积物沉积,大米草滩和盐蒿滩表层沉积物主要来自潮水沟输送.根据野外调查并结合遥感分析,互花米草滩内潮水沟宽深比小,密度大,水道稳定,有别于光滩或大米草滩的潮水沟形态.     

杭州湾北岸潮滩沉积物化学元素分布特征

本文根据杭州湾北岸潮滩30个站位沉积物的化学元素测定,对潮滩沉积物的化学特征,分布规律及其影响因素进行分析。发现潮滩沉积物中的微量元素存在明显的分带性,这种分带同沉积物的粒度、化学性质及其水动力条件有一定相关性。     

盐沼潮滩生物动力地貌演变研究进展

盐沼潮滩作为滨海湿地的一个重要类型,为河口海岸地区提供了多种关键的生态服务功能,具有重要的社会、经济与生态价值,其地貌演变规律的认知是海岸带保护修复和科学管理的基础。回顾国内外近一个世纪以来针对潮滩动力地貌过程的研究工作,发现研究热点已逐渐从传统的研究潮滩水-沙-地貌相互作用过渡到探索植物、动物、微生物等生物作用与动力、地貌之间的互馈机制,涉及海岸动力学、地貌学、沉积学、环境生态学等多个学科,是典型的交叉学科前沿研究领域。归纳了盐沼植被与潮滩多种因子的相互作用,总结了常用的盐沼潮滩地貌演变模拟手段及取得的机理认知,并提出今后在生物作用、陆海耦合动力地貌模型研发等方面的科学问题和发展方向。     

港湾淤泥质潮滩的周期变化

浙江三门湾为典型半封闭强潮港湾,淤泥质潮滩十分发育,存在沉积地貌相带分异。潮滩发育过程中,冲刷和淤积状态交替,形成涨落潮周期、大小潮周期、年周期、多年周期和风暴的“潮滩循环”,与动力环境因素的周期变化相关;台风引起剧烈滩槽交换,是其重要的非潮汐因素。由于毗邻潮汐汊道,湾内宽广蓄潮区导致强劲落潮优势流,自然状态下潮滩及潮下带淤积缓慢。据²¹⁰Pb和¹³⁷Cs分析,近百年来长期平均沉积速率为0.56～0.81cm/a.但自60年代以来,湾内大量围涂堵港,导致潮下带浅滩与深槽淤积加快。     

人类活动对苏北潮滩发育的影响

江苏北部潮滩宽阔而平坦,历史上就是人类活动比较频繁的地区。随着对潮滩开发利用强度和深度的增加,人类对潮滩发育的影响越来越显著。潮滩剖面自然发育的均衡形态为上凸型;潮滩被围垦并建堤后,改变了原有的水沙动态平衡关系,潮滩剖面形态发生了调整,海堤附近的潮水沟则不断被淤积。大米草和互花米草等植被的引种改变了潮滩生态结构,由于植被能降低水流流速和波浪能量,起到捕捉沉积物的作用,因此能增加潮间带滩面的淤积速率,改变潮滩分带结构;此外,植被的存在还影响到滩面潮水沟的形态。港口工程的建设改变了沉积物的输运方向。     

上海滨岸潮滩水沉积物中无机氮的季节性变化

对长江口南翼上海滨岸带3个站点潮滩上覆水，沉积物和间隙水中的3态无机氮的含量分布的年度季节性监测研究表明：潮滩上覆水中溶解无机氮以NO3－N为主：表层沉积物中可交换态无机氮以NH4－N为主，约占70％－85％，沉积物间隙水中主要无机氮为NH4－N和NO3－N。潮滩水体中NH4－N的季节性变化幅度不大，而NO3－N和NO2－N的季节性变化明显，在冬季含量明显降低；但沉积物和间隙水中氮氨和硝态氮的浓度在冬季则有较大增加。初步探讨了潮滩水和沉积物中无机氮分布季节性变化的主要影响因素，估算了潮滩表层沉积物－水界面无机氮的扩散通量，指出NH4－N的扩散释放对滨岸水环境质量影响较大。     

盐城潮滩湿地对N、P营养物质的截留效应研究

研究了盐城潮滩芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Artemisia schrenkiana）、互花米草（Spartina alterniflora）和淤泥光滩4种湿地对N、P营养物质的截留效应.在所选取的4种湿地中,分别采集了水、土壤和生物样;水样的总氮（TN）、总磷（TP）用过硫酸氧化还原法测定,土壤和生物样的TN、TP分别用凯氏定N法和钼锑抗比色法测定.研究结果显示,不同污染程度的水源灌溉下的芦苇湿地,其截留N、P的效果差异显著.其中,黄沙港不定期污水灌溉的芦苇湿地每年平均可截留TN 0.095 t/hm^2、TP 0.026 t/hm^2;而采取三灌三排方式用河水灌溉的新洋港芦苇湿地每年可分别截留TN 0.030 t/hm^2、TP 0.001 t/hm^2.比较盐蒿、互花米草和淤泥光滩3种湿地每年对湿地水中N、P的截留效果,淤泥光滩的效果最差,仅截留TN 0.385 kg/hm^2、TP 0.042 kg/hm^2;互花米草效果最好,分别截留TN 220.660 kg/hm^2、TP 36.754 kg/hm^2.尽管互花米草生物量大于芦苇,但其截留效果仍低于芦苇湿地（芦苇1 a收割1次）.