2014年, 第50卷, 第5期 
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  • 张 响,葛晨东*,殷 勇,吕艳美,李海清
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 538-552.
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    根据南黄海辐射沙脊群大北槽东沙07SR03钻孔的沉积相及沉积物中的δ13C和C/N特征,来研究晚更新世以来大北槽东沙地区海平面波动和沉积模式。07SR03孔AMS14C测年得到钻孔年龄自深到浅处于41420±615~5630±5014C yrB.P.。沉积相中主要以砂,粉砂和黏土为主,以粉砂居多。沉积物的δ13C处于-26.504‰~-21.812‰之间,C/N为0.045~64.156,表现出大北槽东沙地区的晚更新世以来陆海交互作用显著,在07SR03孔的18~20m和55.6~70m均出现了δ13C高值区,认为是陆地C4植物的有机质沉积影响,与冰期海退情况相符。研究南黄海大北槽区域晚更新世以来的海平面波动变化,40kaB.P.以来海侵海退交替,20kaB.P.左右迎来末次盛冰期,海平面降至-100m左右,之后气候回暖,海平面逐渐升高,12kaB.P.新仙女木期间小幅度海退,随后进入全新世海侵时期,经过海平面迅速升高后,海平面缓慢下降并趋于稳定。综合07SR03钻孔沉积相信息和有机质地球化学指标δ13C和C/N,将大北槽东沙晚更新世以来自下而上的沉积分为河流相→潮滩相→陆地硬粘土相→潮滩相→滨岸相→近代潮流沙脊相的沉积模式。
  • 孙祝友1,2,*,王 芳3,殷 勇1,黎 刚4,葛 松2,许庆华2
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 553-563.
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    通过对南黄海辐射沙脊群兰沙洋潮流通道07SR09孔的沉积相分析及粒度、14C测年、有孔虫鉴定、磁化率等实验指标的测试结果分析,并结合区域文献和钻孔数据资料分析,研究了兰沙洋潮流通道晚更新世以来的沉积环境演化特征。晚更新世时,古长江曾在此流入南黄海,粒度测试结果表明,自晚更新世至今,因古长江逐渐南迁,古长江源的细砂含量也呈逐渐减少趋势。结合前人相关文献分析,推测本孔所处区域在古长江南迁后受到了后期物源在此沉积的影响,很可能是古黄河源物质,也有可能是潮流作用带来的较细颗粒在此沉积,这些后期沉积的较细颗粒在一定程度上“稀释”了本区的沉积物粒级构成。而据磁化率实验测试结果分析,并结合有孔虫种属分布及数量特征,揭示出自晚更新世以来,兰沙洋潮流通道的水动力变化环境渐趋稳定,可以作为优良的天然深水航道。
  • (王羽涵1,夏 非1, 2,殷 勇1*,邹欣庆1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 564-575.
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    通过分析南黄海辐射沙脊群苦水洋海域铁板沙11DT06钻孔的沉积相序列、14C测年数据、粒度特征及其沉积环境意义,并与该海域北翼潮流通道11DT01孔、里磕脚11DT02孔对比,重建了MIS 3阶段以来苦水洋海域的环境演变过程。铁板沙11DT06孔自上而下揭示了4个沉积序列:S1(潮流沙脊层S2(潮滩层S3(陆相硬黏土层S4(高潮滩层 44~25 ka BP)、洪泛平原(陆相硬黏土层,ca. 25~12 ka BP)、滨岸沼泽与潮滩(ca. 12~7 ka BP)和水下沙脊-潮流通道(ca. 7 ka BP至今)等一系列环境演变过程。铁板沙潮流沙脊主要由细砂和粉砂质细砂组成,而MIS 3阶段与早全新世的潮滩沉积主要由黏土质粉砂和粉砂质黏土组成分选性总体都较差,基本都为正偏态
  • 徐 伟,彭修强,贾培宏*,王敏京
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 576-584.
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    苏北废黄河三角洲属淤泥质海岸类型,是我国海岸侵蚀严重的地区之一。本文根据地形图、海图、历史地图、遥感影像及历史文献等资料,应用GIS/RS技术及数理统计原理,对废黄河三角洲海岸线空间演化特征进行定量分析,以研究历史时期以来苏北废黄河三角洲岸线的整体演变特征。自春秋以来,废黄河三角洲海岸线经历了春秋至北宋的相对稳定,北宋后快速向海推进,再向陆侵蚀内移并逐渐趋于稳定的过程,这一过程主要受黄河南徙与北归的控制。1989年以来,中山河口至扁担河口岸段是主要侵蚀区,不同部位蚀退速率有差异,北部蚀退速率小于南部,中山河口以北、夸套河口以南则以淤积为主,这种差异主要受沿岸地形及人类活动的影响。
  •  高恒娟1﹡,丁贤荣1,葛小平1,康彦彦2,张婷婷1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 585-592.
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     滩涂稳定性尚无规范的分析方法与标准。本研究以江苏岸外辐射沙脊群大面积滩涂为对象,利用近多年低潮滩涂水边线遥感信息和GIS的空间分析功能,采用低潮滩涂的遥感重现率,研究滩涂稳定性的遥感定量分析方法。滩涂低潮遥感重现率与滩涂稳定性的关系是:重现率愈高愈稳定,愈低愈不稳定。根据近40年遥感信息,定量地确定了辐射沙脊群海岸滩涂稳定性系数的时空分布及变化,其中东沙滩涂稳定性最好,高泥次之,条子泥稳定性最差。结合条子泥-高泥-东沙原100万亩围垦规划,评价了这3个匡围区滩涂稳定性,东沙最好,条子泥次之,高泥最差。基于低潮遥感重现率的滩涂稳定性方法可为沿海滩涂研究、开发与保护等提供参考性分析方法。
  •  葛小平1*,丁贤荣1,康彦彦2,高恒娟1,周虹宏1,王鑫浩1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 593-601.
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     针对江苏沿海开发尤其是辐射沙脊群海域潜在土地资源开发、利用和保护问题,本文以维护辐射沙脊群宏观地貌情势为前提基础,以滩涂地形为数据源,采用起围高程为指标,分析了不同开发强度下辐射沙脊群潜在土地资源的数量与分布;以低潮特征的多时相遥感影像为数据源,采用滩涂遥感低潮出露重现率这一稳定性间接特征为指标,重点分析了条子泥、高泥、东沙这三个匡围核心区不同稳定性分级的潜在土地资源质量特征与分布;结合围垦规划需求探讨了条子泥等匡围核心区适宜围垦规模特征。结果表明,(1)根据不同起围高程,辐射沙脊群潜在土地资源数量巨大,可达1552~6827km2,其中沙洲潜在土地资源面积约为480~4141 km2;(2)根据1973-2011年近40年和2005-2014年近10年低潮特征遥感影像的稳定性特征分析,以理论深度基面0米为界,条子泥、高泥和东沙稳定区优质土地资源面积总量分别为605.65 km2和762.77 km2,稳定等级呈圈层状分布,内部为稳定区,主要分布在沙脊中心滩脊线两侧,其次为基本稳定区,受潮沟活动影响反复冲刷,最外围则为不稳定区,出露较少;(3)条子泥、高泥和东沙三者,最适宜的匡围高程为废黄河口基面0米,局部区域东沙可降低至理论深度基面0米以上,适宜匡围规模为612~712km2。
  • 徐 粲1, 汪亚平1*,高建华1,李 炎2, 高 抒1, 钟耀照2, 张继才1,3, 吴雄斌4, 周 涛5
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 602-610.
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    利用2011年7月的高频地波雷达观测与现场同步常规观测资料和卫星风场资料,分析南黄海辐射沙脊群夏季表层余流特征。结果表明,南黄海辐射沙脊群近岸海域的表层余流向海辐散,外围海域的夏季表层余流向北。南黄海辐射沙脊群近岸海域表层余流的辐散格局主要受潮波与沙脊群水下地形的相互作用影响,外围海域夏季的北向表层余流格局主要受风场的控制。高频地波雷达观测的余流场为南黄海西部夏季浒苔迁移和平面分布的解释提供了佐证。
  •  陈景东1,汪亚平1*,朱庆光1,黄 蓓1,吴自银3,高建华1,2
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 611-620.
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     于2013年6月8日至6月9日在江苏如东潮滩进行海底地貌与沉积动力学观测。采用“差值法”从声呐数据中提取床面形态信息,并分析床面形态演化与水动力、悬沙浓度的关系。床面形态数据结果表明,潮周期内底床形态变化明显;分析同步的沉积动力学观测数据发现,底床形态的起伏程度与流速呈正相关关系。随着流速增加,近底部水体悬沙浓度增加,底床形态起伏程度增加;流速减小,近底部水体悬沙浓度回落,底床形态的起伏程度降低。分别分析东西向与南北向底床剖面起伏程度与流速的关系表明,流向对沙纹的起伏程度具有重要影响,垂直沙纹走向的水流会增大底床形态的起伏程度,平行沙纹走向的水流会减小底床形态的起伏程度。
  • 黄 蓓**,高 抒,汪亚平,张一乙,高建华,杨 旸,牛战胜
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 621-625.
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    海洋沉积动力学研究中,底部边界层水流作用下的微地貌演变的长时间序列观测,需要采用针对性很强的专用水下相机。本文研制的水下相机系统,支持定时等时间间隔自动拍摄功能,具有续航时间长、水密性及防腐蚀性能好等方面的优势。台湾浅滩现场实验
  • 于 谦*,王韫玮,高 抒
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 626-635.
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    细颗粒沉积物在海洋动力的作用下往往会以悬移质形式进行长距离的运动,并在海岸和内陆架产生侵蚀和堆积。废黄河三角洲至江苏中部潮滩系统是研究源—汇过程和产物问题的理想区域。遭受强烈侵蚀的废黄河三角洲作为物源,在沿岸陆架环流和潮流的作用下再悬浮起来的泥质沉积物沿岸输运并最终归宿于江苏中部潮滩。本研究于2013年冬季大潮期间在侵蚀—淤积的过渡带的新洋港岸外开展的全潮水文泥沙观测结果表明,近岸6 km内区域的具有高悬沙浓度和强南向沿岸输沙的特征,而距海岸12 km站位的悬沙浓度大致为内侧站位的1/3,而悬沙输运单宽净通量比内侧站位小一个数量级。计算估计出冬季大潮沿江苏海岸南下的悬沙通量大致为每天46万吨,这一数值可以和江苏海岸侵蚀岸段的侵蚀量相比较。
  • 杜家笔1,2, 汪亚平2*
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 636-645.
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    南黄海辐射沙脊群的地貌演变机制是物理海洋和海洋地质学家们近30多年来争议较多的问题。本文设计了两个理想实验,模拟苏北潮流脊在理想地形下的发育过程。通过对比真实地形和两个理想地形下的模型结果,本文探讨了潮流脊的发育条件和古沙坝对沙脊群发育的影响以及沙脊群在理想状态下的演变过程。结果表明,(1)江苏近岸海域辐射状流场不依赖于辐射状地形,局部区域的地形差异不影响大范围的潮波系统和潮流特征;辐射沙脊群区域的辐射状潮流是潮汐与中国东部岸线的必然产物。(2)废黄河口海域不断受到侵蚀,等深线向后退,是辐射状沙脊群发育的重要泥沙来源之一。(3)潮流对泥沙的沉积和侵蚀对20m水深以下且未发育潮流脊的平坦地形影响微弱。
  • 徐琦琳1,高 抒1,2*,王文昊1,高建华1,2,杨 旸1,2,徐杨佩云1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 646-655.
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    根据南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室2012年在南黄海辐射沙脊群西洋水道所获的全潮水文观测数据,分析了流速、悬沙浓度以及近底部切应力的时间变化序列。应用均衡态条件建立了悬沙浓度特征值模型,探讨了各个相关参数变化对悬沙浓度均衡态的影响。结果表明:(1)本研究区潮周期内的大部分时间近底部切应力大于沉积物临界起动切应力,再悬浮作用活跃;(2)给定初始悬沙浓度、沉降速率等参数,经过若干潮周期后悬沙浓度会达到均衡态,此时大小潮周期内侵蚀通量和沉降通量的总量相等,此后各个潮周期内悬沙浓度时间序列随潮相发生变化,但在相同潮相的情况下悬沙浓度显现出相同的时空分布;(3)若改变悬沙沉降速率大小而固定其余参数不变,则沉降速率越大,达到均衡态时的悬沙浓度值越低;(4)若改变再悬浮系数大小而固定其余参数不变,则再悬浮系数越大,达到均衡态时悬沙浓度值越高。因此,潮汐环境中的悬沙浓度特征值不仅受控于潮流的强弱,同时也受控于表层沉积物本身的性质(粒度和粘性,它们决定了沉降速率与再悬浮系数的大小)。
  • 王文昊1高抒1*,徐杨佩云徐琦琳1,2,赵秧秧1,2
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 656-665.
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    来自岸外辐射沙脊群和废黄河口的细颗粒沉积物供给使江苏中部海岸潮滩快速淤长,其潮间带沉积速率以1-5 cm/a为特征值。针对该特征值的控制机理问题,本文以王港潮滩为原型,用数值实验方法重现了滩面悬沙输运格局,通过沉积连续方程模拟了海岸剖面上沉积速率的分布特征。结果表明细颗粒物质在潮间带上部强烈堆积,在给定的模拟条件下,最大沉积速率值与上述特征值相当;潮滩沉积速率随岸外水体悬沙浓度的降低而降低,“由淤转冲”的临界悬沙浓度值约为0.4 kg/m3,这表明若沉积物供应下降至一定水平,潮滩剖面将不能维持稳定。模拟结果显示,虽然目前江苏中部海岸潮滩呈淤长状态,但未来将面临因物源匮乏而转为侵蚀的风险,这对于海岸防护和生态系统保护是一个新的挑战。

  • 李明亮1,2, 杨 旸1*, 项 明3, 朱国贤3, 陆体成4, 周俭华4, 高建华1, 汪亚平1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 667.
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    中小型入海河口由于数量众多、分布广泛,其沉积动力学特征对于河口区的地貌环境演化等具有重要意义。新洋港河口是江苏淤泥质平原海岸上的典型中小型建闸河口,本文通过在新洋港河口进行的高精度三船同步现场观测,研究了河口的悬沙特征及沉积物对再悬浮作用的响应状况。结果表明,潮周期内悬沙浓度变化显著,涨潮及开闸放水期间悬沙浓度较大,最大平均悬沙浓度达1.45 g/L;而在其它时间段内悬沙浓度较小,从口门至闸门悬沙浓度有逐渐增大趋势。潮周期内典型时刻悬沙垂向分布符合“L型”分布特点,表、底层悬沙浓度差异显著。在有径流下泻期间,悬沙浓度垂向变化较为均匀,水体混合作用显著。悬沙平均粒径介于5-10 μm;悬沙组分以粉砂为主,平均含量在70%以上。闸下及入海口区域再悬浮作用显著,最大再悬浮通量为10-4-10-3 kg/m2s,从口门至河闸呈递减趋势;同时,悬沙出现粗化现象,砂组分含量增加。

  • 赵 强1,2,*,曹 维1,蔡燕红1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 679-686.
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    本文采用MIKE21二维水动力模型模拟了南黄海辐射沙脊群海域的潮流形态,模拟结果与实测潮流基本一致。在此基础上,比较了三套不同围填海方案对工程附近区域的冲淤影响。从整体上看,三套方案都会对工程周边海域的海底冲淤产生明显影响。条子泥围填海工程后在其北部产生淤积,在东南部产生冲刷。东沙和高泥两座人工岛的建立使原本以弶港为中心扇形辐聚、辐散的潮流格局有所改变,潮流进出主要集中在西洋水道南端和黄沙洋水道西端这两条潮流通道,通道内流速增大,产生冲刷;而两人工岛东部和弶港东部海域产生淤积。基于目前的模拟结果,只建设高泥和东沙两座人工岛更有利于维持西洋水道和黄沙洋水道的畅通,对近岸港口资源具有保护作用。

  • 罗 锋1,2*,盛建明1,2,潘锡山1,2,刘秋兴3
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 687-694.
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    针对江苏沿海易遭受风暴潮影响的现状,分析了江苏历史上台风风暴潮灾害特征。选用Holland台风风场模型计算风场为强迫场,通过目前被国际上广泛接受的水动力模型ADCIRC建立台风风暴潮模式。建立的江苏海域精细化风暴潮数值预报模型,结合江苏沿海岸线和地形变化特点,采用非结构网格技术对研究区域复杂海域进行重点加密,选取历史上影响江苏沿海典型的四个台风,进行江苏沿海精细化风暴潮后报检验。通过对影响江苏海域的不同时期的台风风暴潮过程的数值预报检验可以得出,台风风暴潮数值预报模型的后报相对误差为18.3%,预报相对误差不大于20%,能够较好的预报风暴潮过程的发展,刻画不同台风过程引起的风暴增水过程,实现了江苏省沿海台风风暴潮的3天数值预报。

  • 陈 莲1,高建华1,2*,冯振兴1,徐夏楠1,朱庆光1,徐 粲1
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 695-705.
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    以王港潮滩湿地互花米草-沉积物为研究对象,分析了Cu、Zn、Pb、Cr和Mn5种元素在该植物体内的积累、富集及迁移规律。结果表明,盐沼湿地重金属含量的垂向变化受粒径的影响比较小,主要受控于植物地下生物量的大小;枯枝落叶中重金属释放分解主要发生在60天以内;互花米草体内元素的积累与分配主要取决于植物生物量的积累及其各组分中元素的含量;互花米草对5种重金属元素的吸收有一定的选择性,植物不同部位的累积存在差异,Mn表现为叶>茎>根,Cu、Zn极大部分在根部累积,Pb和Cr的表现为根>叶>茎;该植物对5种重金属元素的迁移效率表现为Mn>Pb>Cr>Zn>Cu。
  • 于雯雯,刘培廷*,张朝晖,张 虎,高继先,吴福权,许程林,贲成恺,袁健美
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 706-714.
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    2011年5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和2012年2月(冬季)对南黄海辐射沙脊群进行了四个季节浮游动物生态调查,共鉴定浮游动物42种,夏季(30种)>春季(25种)>秋季(16种)>冬季(14种)。总平均丰度和总平均生物量分别为70.03 ind./m3和54mg./m3,四季丰度由大到小依次为春季(144.61 ind./m3)>冬季(51.76 ind./m3)>秋季(46.28 ind./m3)>夏季(37.47 ind./m3);生物量依次为春季(72 mg./m3)>夏季(56 mg./m3)>冬季(55 mg./m3)>秋季(34 mg./m3)。春季丰度和生物量的分布规律不明显,夏季向东北增加,秋季向东南增加,冬季整体分布较均匀。真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)和中华哲水蚤(Calanus sinicus)是该海域的主要优势种,四个季节唯一的共同优势种是真刺唇角水蚤,数量大,分布广,春季中华哲水蚤对总丰度贡献最大,夏季由于水温的升高数量大幅减少,冬季又成为该海域的优势种。浮游动物多样性指数(H′)年均值为1.70,夏季(2.43)>春季(1.97)>秋季(1.31)>冬季(1.08),该海区浮游动物整体群落结构较简单。对比发现该海域与邻近海域浮游动物种类组成和季节变化规律基本一致,但丰度和生物量较低。
  • 左 平1,2*,欧志吉1,姜启吴1,刘 明3
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 715-722.
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    选择了7种江苏盐城的典型滩面作为研究对象,对、不同深度的土壤微生物进行微生物群落生理功能多样性(CLPP)分析,结果表明:互花米草滩和芦苇滩的土壤微生物多样性和活性最高,而碱蓬滩最低,光滩介于二者之间;表土层微生物活性的季节波动比亚表层大;芦苇滩和互花米草滩的多样性季节变化的表层土和亚表层土的差异较小,而碱蓬滩和光滩的差异较大;在7月和10月时,互花米草滩和光滩的多样性较为接近,且群落结构无明显差异,而在1月和4月时多样性差异大,且群落结构明显不同;芦苇滩和互花米草滩的土壤微生物群落结构较为一致;引起不同滩面、不同季节、不同深度的土壤微生物群落结构差异的主要因素是由不同微生物群落对碳源的总体利用能力造成;季相变化是影响土壤微生物群落结构的最重要因子,滩面类型次之,而不同深度(040 cm)所产生的影响则较小。
  • 相景昌1,2,陈 爽1*,余 成1,3,李广宇1,3
    南京大学学报(自然科学版). 2014, 50(5): 723-732.
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    生物多样性非使用价值主要指生物多样性在环境和生态系统方面的服务功能,非使用价值评估对生物多样性保护与可持续利用具有重要意义。本文运用条件价值评估法(CVM),设计支付卡式调查问卷,对南黄海辐射沙脊群生物多样性的非使用价值进行评估。在允许零支付意愿(WTP=0)的问卷引导方式、以个人为支付单位,以及规避零支付意愿、以家庭为支付单位两种情况下,分别计算居民对生物多样性保护的支付意愿,进而推算出生物多样性的非使用价值;并采用相关分析和回归分析方法,进一步探讨公众支付意愿的影响因素及影响程度。结果表明,允许WTP=0情况下,受访者的平均支付意愿为96.2元/(a·人);规避WTP=0中,平均支付意愿为232.96元/(a·户),两者差异在可接受范围内;南黄海辐射沙脊群生物多样性的非使用价值为5.32~5.92×108元/a。同时,受访者收入、对生物多样性及其受用海工程影响等相关知识的认知程度,是居民支付意愿的主要影响因素,其中收入水平的影响最为显著。研究结果可为海岸带综合开发空间协调与生态补偿政策制定提供科学依据。