Sensitivity of hurricane surge to morphological parameters of coastal wetlands

Given the history and future risk of storm surge in the United States, functional storm protection techniques are needed to protect vital sectors of the economy and coastal communities. It is widely hypothesized that coastal wetlands offer protection from storm surge and wave action, though the extent of this protection is unknown due to the complexities of flow through vegetation. Here we present the sensitivity of storm-surge numerical modeling results to various coastal wetlands characteristics. An idealized grid domain and 400-km² marsh feature were used to evaluate the effects of marsh characteristics on hurricane surge, including the effects of bottom friction, elevation, and continuity (the ratio of healthy marsh to open water area within the total wetland area).Through coupled hydrodynamic and wave model simulations, it is confirmed that increased bottom friction reduces storm-surge levels for most storms. However, increases in depth associated with marsh elevation loss generally results in a reduction of surge. As marsh continuity is decreased, coastal surge increases as a result of enhanced surge conveyance into and out of the marsh. Storm surge is parameterized in terms of marsh morphology, namely marsh elevation, frictional characteristics, and degree of segmentation, which will assist in the justification for and optimization of marsh restoration in terms of storm protection.     

黄河三角洲湿地景观格局动态变化分析

在RS和GIS技术的支持下,以黄河三角洲1986,1996,2006年的三期TM影像为数据源,利用遥感图像处理软件对近代黄河三角洲湿地信息进行了提取.借助于地理信息系统软件和景观生态学软件,我们对20年来黄河三角洲湿地景观格局的动态变化,以及影响其格局动态变化的驱动力进行了分析.结果表明:(1)近20年来,人工湿地面积有了大幅度的增加,而天然湿地的比重在降低.其中,滩涂和柽柳灌草丛景观明显萎缩.(2)一些重要的景观格局指数的计算结果表明,20世纪90年代以来,黄河三角洲湿地景观斑块个数、香农多样性指数、香农均匀度指数一直在增加.黄河三角洲湿地景观的破碎化程度在加剧,斑块类型更加多样化,湿地景观中没有明显的优势类型且各斑块类型在景观中均匀分布.(3)湿地与湿地、湿地与非湿地之间发生着类型转化.其中,18.1%的芦苇草甸转化为农田;26.6%的翅碱蓬草甸转化为盐田;11.9%的芦苇沼泽转化为芦苇草甸.(4)在黄河三角洲湿地演化的过程中,受到自然和人为方面演化驱动力的共同作用.其中,自然因素主要有:黄河断流、泥沙淤积和自身演替动力等.人为驱动力主要为农田开垦、滩涂的开发与围垦、油田开发和人工建筑等.     

绍兴镜湖生态旅游开发与保护

以绍兴镜湖国家城市湿地公园为案例,简要分析了镜湖开发与保护中存在的城市发展、原住居民生产生活、生态系统保护与游客利益四者之间的博弈关系,重点对其生态旅游开发与保护模式进行了总结,认为绍兴镜湖生态旅游开发与保护是"B"模式 "国家公园"模式的融合.文章还总结了镜湖生态旅游开发主要从分级保护、旅游项目开发生态性、湿地生境恢复、旅游交通组织、客流量控制及生态农业模式等方面协调开发与保护的关系.提出了今后城市湿地旅游开发与保护的研究方向.     

互花米草对福建泉州湾海岸湿地沉积环境影响

泉州湾淤泥质海岸湿地分布广泛,互花米草分布面积较大.利用小型电磁式流速仪进行流速观测,结果显示,水流由光滩湿地进入互花米草湿地后速度迅速减小,但随着互花米草带宽度地增加,减小程度逐渐变小且不显著.利用PVC管采集短柱状样并现场以一定间隔分样,进行粒度分析、TOC和TN分析及重金属分析结果显示,光滩湿地沉积物颗粒较粗,互花米草湿地边缘沉积物颗粒粗细均有且分选较差,密集互花米草湿地内沉积物粒径较细且分选较好,红树林湿地内沉积物颗粒最细且分选最好;稀疏互花米草湿地作为盐沼发育演化的青年阶段,对C、N具有很强的富集能力,红树林则对C、N的富集能力最弱,人类的排污活动增加了海岸湿地沉积物中的TOC含量;互花米草的存在拦截和吸附了陆源污染物,并使重金属富集在互花米草湿地沉积物中.     

云南城市经济影响区空间组织演变规律

对1990-2004 年云南省城镇发展差异进行分析,发现自20 世纪90 年代以来云南省城市综合实力总体呈差异扩大的趋势,表现出小城市发展缓慢且分化不明显,少数高位城市极化,在空间呈现明显的核心-边缘倾向等特征。其后,进一步展示云南省城市经济影响区空 间演化的阶段性规律：① 20 世纪90 年代以前云南省城市经济影响区被特殊的地理环境分割 成破碎且难以整合的小型离散化的格局;② 自20 世纪90 年代以来,随着地区工业化和城市 化加速进行,交通通讯网络的发育和辐射,中小城市得以发育,伴随于城市经济影响区空间 扩张与收缩,云南省城市经济影响区逐渐从单层离散分布演变为三层嵌套结构,并不断朝更高级的结构形态演进,即云南省城市经济影响区空间呈现显著的、由小规模离散分布阶段、过渡转型阶段到嵌套复合阶段的时空演化序列。最后,针对这种时空演化序列,笔者解析出云南省城市经济影响区在不同时空条件组合下的三种空间扩展类型：单向拓展类型、多向拓展类型和邻接扩展类型。     

不同指标下的穗港城市走廊潜在通达性及其空间格局

本文以最短时间距离以及加权平均出行时间两种指标,其中后者以未来人口数为其加权因子,在对广州至香港之间廊道状区域的陆路交通网络现状通达性数据进行计算的基础上,对其潜在通达性及其空间格局进行预测分析。由此得出,穗港走廊内部的陆路网络潜在通达性呈现出同心环状态分布的空间格局,其潜在通达性水平以环心为最优,逐渐往外层递减;两种指标换算成通达性系数进行对比,发现利用未来人口数作为加权因子之后,走廊南部在整个网络的通达性地位得到了提升,但走廊北部的通达性地位却受到了削弱;穗港走廊潜在通达性空间格局比现状更加收敛,整体通达性水平得到提升,初始通达性水平越低的地方,提升的幅度越大。     

北京精细下垫面信息引入对暴雨模拟的影响

首先根据2000年环北京实际的精细下垫面布局资料（500m分辨率）,按美国USGS陆面资料分类标准（25类）对其提供的全球30 s经纬分辨率（≈1 km）下垫面分类资料进行了更新设计.进而针对一个北京夏季暴雨过程,利用10:3.3km双向双重嵌套的MM5V3.6-Noah LSM陆气耦合模式进行24h数值对比试验,研究了北京精细下垫面信息引入对暴雨的影响.分析表明：新设计的陆面资料更真实地反映了环北京区域的下垫面结构,尤其针对北京城区面积迅增特征;同时还修正了原资料将亚洲中纬度区域落叶阔叶林下垫面类型归属为热带(或亚热带)稀疏大草原类型的问题.其在数值天气模式中的引入会对短期暴雨过程的发生发展产生重要影响.对此次暴雨主要降水中心的模拟,12h差值分布范围远达30km以上,中心值相对差异可达30%.研究发现在城市下垫面和大气相互间存在一个重要的相互影响机制,即由于城区面积的扩大会导致自然植被减少,进而会减少地表蒸发及相应局地大气水分供应、加深边界层高度并增强大气水汽混合,这不利于降水的发生发展.     

渤海海峡跨海通道建设对城市经济联系的影响分析

渤海海峡跨海通道建设将极大改变环渤海乃至整个东部沿海的交通格局,势必对其目标城市大连、烟台带来直接的经济影响,同时也会对辽东半岛、山东半岛乃至东北、华北和华东不同尺度地区的经济联系产生深远影响。文章选取山东省17个和辽宁省14个地级市的地区的生产总值、城市人口以及城市间的最短时间距离等指标,测度渤海海峡跨海通道建成前后,对山东、辽宁两省区域城市经济联系的影响。研究表明:渤海海峡跨海通道建成后,对大连、烟台间的经济联系强度有显著提高,各城市经济联系度的平均增幅明显不同;同时,受距离衰减规律的影响,两省的城市分别以大连、烟台为中心,根据距离远近及城市自身发展程度分为4个层次,经济联系强度由内向外逐层次减弱;从整体上看,渤海通道的建设对带动两省城市之间的经济联系度都有大幅度提升。     

1992年以来盐城滨海湿地植被动态变化研究

基于1992～2016年4个时相的遥感数据, 对盐城滨海川东港至梁垛河口岸段进行景观分类, 分析湿地植被类型及分布, 借助转移矩阵法探究滨海湿地植被的时空演变。结果表明: 茅草、芦苇、碱蓬, 米草为川东港至梁垛河口段主要湿地植被类型。1992～2016年植被总面积减少, 其中茅草几近消失殆尽; 芦苇、碱蓬面积持续缩减; 米草面积大幅增长。1992～2000年植被面积快速缩减, 大面积的茅草碱蓬地被开发为耕地; 2000～2009年养殖塘侵占湿地植被, 规模剧增。2009～2016年, 米草向海方向扩张的同时靠陆侧转变为养殖塘。川东港至梁垛河口的植被演变是自然和人为共同作用的结果。一方面受淤积型海岸影响, 另一方面受政策引导下的各类滩涂开发活动, 及互花米草的引种所带来的快速扩散的影响。本文研究结果为盐城滨海湿地管理与可持续发展提供理论参考。     

Diurnal variation of nitric oxide emission flux from a mangrove wetland in Zhangjiang River Estuary,China

The diurnal variation of nitric oxide (NO) emission fluxes from a Kandelia obovata and Avicennia marina mangrove wetland were studied in the Zhangjiang River Estuary Mangrove National Nature Reserve using a dynamic chamber-based technique and a chemiluminescent analyzer. Results from field experiments show that NO emission from K. obovata and A. marina sampling sites reached maximal values of 1.07 ng N m⁻² s⁻¹ and 1.23 ng N m⁻² s⁻¹, respectively after the night tide. Meanwhile NO emission maintained at a steady lower level in daytime for both wetland sites. In laboratory experiments, NO emission from the mangrove wetland soil samples treated with simulated tides in the darkness exhibited higher values than those in the light, therefore it seems that tides and darkness could increase NO emission from mangrove wetlands, while intensive light, high temperature, and dryness in the daytime decreased NO emission. Compared with K. obovata soil samples, the diurnal average NO emission rate of the A. marina site was significantly higher, which was closely related to relatively higher diurnal average CO₂ emission rate, soil available nitrogen content and soil net nitrification rate of the A. marina site. Moreover, soil samples of the A. marina site were more responsive to simulated tides and the addition of nitrogen than those of the K. obovata site.