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厦门白城海滩地貌季节性变化的沉积物粒度响应

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应用海洋学学报 2024年第3期43卷 533-544页

作者：郑威乐曹超蔡锋戚洪帅何岩雨李元刘根赵绍华福州大学先进制造学院福建泉州362251 自然资源部第三海洋研究所海洋与海岸地质研究室福建厦门361005 自然资源部海洋生态保护修复重点实验室福建厦门361005 福建省海洋生态保护与修复重点实验室福建厦门361005 河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210024

根据厦门白城海滩2022—2023年连续4个季节的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析,探讨非典型砂泥复合型海滩地貌的季节性变化规律及其主控因素,尝试揭示海滩表层沉积物粒度结构对海滩地貌季节变化的响应过程。研究结果表明:由2022年... 详细信息

根据厦门白城海滩2022—2023年连续4个季节的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析,探讨非典型砂泥复合型海滩地貌的季节性变化规律及其主控因素,尝试揭示海滩表层沉积物粒度结构对海滩地貌季节变化的响应过程。研究结果表明:由2022年秋季至冬季、再到2023年春季,白城海滩上风向强烈侵蚀、下风向淤积,受厦门环岛顺时针向的沿岸输沙作用控制;且随着季风转向和波浪减弱,沿岸输沙减弱,海滩侵蚀强度降低。而由2023年春季至夏季,沿岸输沙进一步减弱,但白城海滩各剖面均显示不同程度的侵蚀,滩砂流失加剧,与夏季强降水引起的滩砂横向顺坡向下搬运有关,并伴随着大量游客的涌入加剧了海滩的侵蚀。白城海滩侵蚀强度强-弱-强的季节阶段性变化与沿岸输沙-横向输沙的季节性转变有关,海滩表层沉积物粒度也随之产生明显的联动变化。白城海滩在秋-冬-春-夏的季节时间尺度上,剖面坡度和沉积物粒径数值均呈现先下降后上升的变化趋势,海滩侵蚀强度大、沉积物粒径增加、滩面变陡,主要与沿岸输沙-横向输沙的季节性转变过程有关。研究结果对于深入理解砂泥复合型海滩动力地貌过程具有重要意义。

关键词：海洋地质学海滩剖面粒度特征季节性变化敏感粒度组分砂泥复合型海滩

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厦门岛沙滩大型底栖动物环境控制因子及沙滩修复对其影响

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应用海洋学学报 2024年第3期43卷 521-532页

作者：曾舒婷陈敏戚洪帅蔡锋赵绍华黄国彪许亚刘璇自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005 福建省海洋物理与地质过程重点实验室福建厦门361005 福州大学先进制造学院福建泉州362251 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

为探究沙滩底栖动物群落特征及沙滩修复对其影响,于2021年5月和9—10月对厦门岛7条砂质潮间带断面进行了春、秋两季的采样调查,对大型底栖动物组成与分布及其影响因素进行了研究。结果显示,共鉴定出大型底栖动物176种,春、秋两季平均生... 详细信息

为探究沙滩底栖动物群落特征及沙滩修复对其影响,于2021年5月和9—10月对厦门岛7条砂质潮间带断面进行了春、秋两季的采样调查,对大型底栖动物组成与分布及其影响因素进行了研究。结果显示,共鉴定出大型底栖动物176种,春、秋两季平均生物量为9.05 g/m^(2),平均栖息密度为45.59 ind/m^(2)。春、秋两季种类更替现象明显,春季种类数、生物量和栖息密度均大于秋季。种类数和生物量分布特征为东岸多、南岸少,栖息密度分布不均。种类断面分布特征表现为珍珠湾沙滩XM2断面和观音山北侧沙滩XM7断面中潮区种类数较多,其他断面则表现为低潮区>中潮区>高潮区。与厦门岛沙滩大型底栖动物最相关的水体环境因子是亚硝酸盐(NO-2-N)、溶解氧(DO)和盐度(S),沉积物环境因子是影响沙滩大型底栖动物组成与分布的主要控制因子,砾石增多和砂粒变细都使生物种类变多。人工修复沙滩能形成稳定生境,区域内大型底栖动物种类数、生物量和栖息密度与天然沙滩相差不大,修复沙滩的生态恢复情况良好。修复后底质改变会导致底栖动物群落发生较大改变。

关键词：海洋生物学大型底栖动物砂质潮间带环境因子沙滩修复

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人工岛影响下养护海滩演变特征研究——以海口湾为例

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海洋学报 2024年第2期46卷 79-92页

作者：戚洪帅冯威刘根何其江蔡锋何岩雨刘建辉曹超赵绍华赵刚福州大学先进制造学院福建泉州362200 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005 自然资源部华东海岸带野外科学观测研究站江苏南京210001 海南省海洋地质资源与环境重点实验室海南海口570206 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000

海滩养护作为一种广泛应用的软式海岸防护手段,可以有效缓解人工岛建设引起的海滩侵蚀问题。本文以海口湾人工岛波影区两侧养护海滩为例,基于补沙后两月一次的剖面地形和岸线监测数据,利用经验正交函数、数字岸线分析系统等方法,分析了... 详细信息

海滩养护作为一种广泛应用的软式海岸防护手段,可以有效缓解人工岛建设引起的海滩侵蚀问题。本文以海口湾人工岛波影区两侧养护海滩为例,基于补沙后两月一次的剖面地形和岸线监测数据,利用经验正交函数、数字岸线分析系统等方法,分析了海滩蚀淤变化特征及其控制因素。经验正交函数分析结果表明,前两个特征值方差总占比超过90%,可以反应海滩的主要时空变化。第一空间模态的极值区域位于滩肩外缘线至平均海平面之间,且波影区两侧养护海滩与波影区天然海滩演变模式存在显著差异,时间模态显示养护海滩在补沙后4个月变化最为显著,之后剖面变化减弱;第二空间模态显示台风对海滩剖面造成了一定影响,导致波影区海滩滩肩上的低洼位置由于泥沙淤积被填平。研究发现,海口湾养护海滩在人工岛影响下的演变特征可分为两个阶段,第一阶段是人工补沙的海滩剖面向平衡状态不断调整,平衡时间为4个月,该阶段以横向输沙为主;第二阶段是受人工岛的影响,形成由人工岛东西两侧向波影区运移的沿岸输沙,该阶段以纵向输沙为主。当前海口湾养护海滩岸线仍未达到平衡状态,未来人工岛后方波影区两侧海滩仍将不断蚀退,而波影区海滩将向海淤积约690 m,直至达到平衡稳定状态。本研究可为相似类型的海滩演变分析及保护修复提供一定的参考。

关键词：海滩养护经验正交函数海滩剖面沉积物运移

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福建海岸活力特性及其评价研究

应用海洋学学报 2024年第3期43卷 565-578页

作者：曹超赵欣彤蔡锋刘建辉戚洪帅赵绍华刘根余凯凡上海海洋大学海洋科学学院上海201306 自然资源部第三海洋研究所海洋与海岸地质研究室福建厦门361005 自然资源部海洋生态保护修复重点实验室福建厦门361005 福建省海洋生态保护与修复重点实验室福建厦门361005 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361005

全球气候变化背景下,海平面上升和风暴潮事件的频发给沿海地区带来严峻的挑战,如何保护海岸免受侵蚀,防止社会经济财产损失,维持海岸带生态系统平衡是海岸带持续发展不可忽视的问题。基于自然解决方案(nature-based solution,NbS)的活... 详细信息

全球气候变化背景下,海平面上升和风暴潮事件的频发给沿海地区带来严峻的挑战,如何保护海岸免受侵蚀,防止社会经济财产损失,维持海岸带生态系统平衡是海岸带持续发展不可忽视的问题。基于自然解决方案(nature-based solution,NbS)的活力海岸构建技术,采用近自然的生态修复和保护措施,在低能岸段以天然材料独立实现,高能岸段辅以人工措施,在实现海岸防灾减灾功能的同时,维持海岸带自然生态系统的稳定性,提升生态功能,挖掘海岸活力潜能。本研究采用熵权法,构建了福建省海岸活力评价体系,从防护安全、生态韧性和经济发展3个方面,结合福建海岸带2010年和2020年两期数据比较,开展海岸活力评价研究。结果显示,福建海岸活力呈现北低、中高、南较低的初始状态,活力值为0.20~0.67(数字越大活力越强);近十年海岸带生态修复工程的实施,使福建海岸活力整体趋势向好发展,高活力岸段明显增多,福建中部和南部活力海岸变优趋势整体优于北部。水体质量、气旋指数、生物岸线长度、湿地面积等因子对海岸活力特性的影响最为显著,基于NbS理念的海岸开发利用方式和丰富的软质护岸保护亦产生良好的生态效益和经济活力。海岸活力的提升应采用因地制宜的方式,合理、高效利用海岸带资源,结合区域生态价值和经济产值的优化,构建发展模式的海岸活力评价体系,为海岸防护能力、生态活力、经济潜力的可持续发展提供科学依据。

关键词：海洋地质学活力海岸特性评价基于自然的解决方案发展模式福建

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闽南沿海地区海岸带韧性时空分布特征

应用海洋学学报 2024年第2期43卷 292-304页

作者：戚洪帅毛紫建曹超蔡锋刘建辉雷刚赵绍华刘根赵欣彤福州大学先进制造学院福建泉州362200 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005 自然资源部海洋生态保护修复重点实验室福建厦门361005 自然资源部海峡西岸海岛海岸带生态系统野外科学观测研究站福建漳州363000 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

在全球气候变化和人类活动的双重胁迫下,人口密度高、经济发达的沿海地带成为生态环境风险的高危地区。为揭示研究区海岸带韧性特性,有效评价海岸带韧性发展历程,从而对海岸带韧性提升提出针对性成效管理策略。本研究以闽南沿海地区的1... 详细信息

在全球气候变化和人类活动的双重胁迫下,人口密度高、经济发达的沿海地带成为生态环境风险的高危地区。为揭示研究区海岸带韧性特性,有效评价海岸带韧性发展历程,从而对海岸带韧性提升提出针对性成效管理策略。本研究以闽南沿海地区的18个县区(不包括金门县)为研究对象,选取海岸动力、海岸防护能力、经济发展、社会发展以及生态特征等5个方面、14个海岸韧性指标因子,利用AHP-Critic法、灰色关联TOPSIS法、自然断点法以及贡献度模型,构建研究区海岸带韧性评价体系。结果表明,闽南沿海地区在空间上呈现出中部以厦门市辖区为代表区域的海岸带韧性高值区(韧性平均值为0.517~0.542),南部是漳州沿海地区的海岸带韧性低值区(韧性平均值为0.482~0.514);海岸动力、海岸防护能力是其主控要素和影响因子。闽南沿海地区韧性演化经历了3个阶段,分别是早期的韧性提升阶段(1980—1990年),经济高速发展中生态环境造破坏的韧性破坏阶段(1991—2010年),注重生态修复保护工作,使海岸带韧性提升的恢复阶段(2011—2020年)。厦门、漳州、泉州三地在上述3阶段的韧性演化过程存在时间上的相位差异,其与三地不同的区位特点与地域经济发展历程有关。

关键词：海洋地质学海岸韧性时空特征灰色关联法闽南沿海地区

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高分影像砂质海岸线精细提取及校正方法

海洋学报 2022年第4期44卷 143-152页

作者：尹航戚洪帅蔡锋张弛刘根赵绍华宋嘉诚赵国润自然资源部第三海洋研究所海洋与海岸地质实验室福建厦门361005 福建省海洋生态保护与修复重点实验室福建厦门361005 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098

通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一。针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测(Strected Forests Edge Detect... 详细信息

通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一。针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测(Strected Forests Edge Detection,SE)算法,对海口市西海岸砂质岸线进行识别,并提出基于Bruun-Dean平衡剖面模式建立拟合剖面模型的潮位校正新方法,结合实测数据对提取结果进行了精度评估和误差分析,最终提取得到了精细海岸线数据。研究表明,SE算法检测所得水边线结果清晰细腻,对比Roberts算子、Canny算子、LoG算子等传统边缘检测算子法更加精准高效,适用于高分遥感影像海岸线提取研究;针对砂质岸线的潮位校正,基于RTK实测剖面数据和拟合剖面模式建立的拟合剖面模型,克服了传统线性模型误差较大的问题,提升了海岸线校正的精度和可行性;基于实测岸线,使用断面法对结果进行定量分析,验证所得提取岸线定位精度优于2.5 m。

关键词： WorldView-2 海岸线边缘检测平衡剖面模式潮位校正高分影像

沉积物供给影响下厦门岛东南部海滩响应差异性研究

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海洋地质与第四纪地质 2022年第4期42卷 96-108页

作者：朱晓晶戚洪帅雷刚蔡锋赵绍华刘根陈橙自然资源部第三海洋研究所厦门361005 福州大学土木工程学院福州350108 自然资源部海洋生态保护与修复重点实验室厦门361005

以厦门岛东南部海滩为例,基于10条剖面连续6年野外实测地形数据,利用经验正交函数分析方法(EOF)提取海滩变化的主要模态,分析海滩中长期蚀淤变化特征及其控制因素。EOF提取方差总占比超过90%的前三种模态反映研究区海滩时空演变特征:沙... 详细信息

以厦门岛东南部海滩为例,基于10条剖面连续6年野外实测地形数据,利用经验正交函数分析方法(EOF)提取海滩变化的主要模态,分析海滩中长期蚀淤变化特征及其控制因素。EOF提取方差总占比超过90%的前三种模态反映研究区海滩时空演变特征:沙源条件对海滩蚀淤过程起主导作用为第一模态,受上游沙源条件及沿岸输沙方向影响,海滩剖面在纵向上存在差异性,研究区北侧剖面持续淤积,南侧剖面则呈现侵蚀状态;第二模态为波浪季节性变化导致海滩滩肩在冬季变窄和夏季变宽之间旋回;人类活动影响滩面形态变化为第三模态,人类活动对岸滩形态及其变化产生一定影响,其中人工构筑物对研究区海滩影响较大。从多年海滩变化来看,沙源条件控制海滩响应差异性,沉积物供给充足的海滩形态变化幅度及系统可调节范围比沉积物匮乏海滩大,泥沙供给贫乏的海滩地形变化幅度虽小,其系统缓冲能力及自适应能力却弱。

关键词：沉积物供给经验正交函数海滩剖面中长期演变厦门岛东南部海滩

MIS2期南海北部粘土矿物记录的东亚夏季风快速变化

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第四纪研究 2019年第4期39卷 894-904页

作者：赵绍华刘志飞同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 自然资源部第三海洋研究所海洋与海岸地质实验室福建厦门361005

运用伊利石结晶度线性剥离法,定量计算了华南、台湾和吕宋这 3 个主要物源区对南海北部陆坡MD12-3432和MD12-3434两个岩芯(分别为50. 80 m和8. 33 m)MIS 2期粘土相对贡献量的时间序列变化.结果显示,台湾对两个岩芯的贡献最大(36%~62%),... 详细信息

运用伊利石结晶度线性剥离法,定量计算了华南、台湾和吕宋这 3 个主要物源区对南海北部陆坡MD12-3432和MD12-3434两个岩芯(分别为50. 80 m和8. 33 m)MIS 2期粘土相对贡献量的时间序列变化.结果显示,台湾对两个岩芯的贡献最大(36%~62%),吕宋的贡献次之(28%~50%),二者之和一般大于90%,而来自华南的贡献最小(3%~17%).台湾和吕宋的贡献量呈现显著反向的千年时间尺度快速波动,二者贡献量随东亚夏季风增强或减弱而显著变化,因此,吕宋/台湾贡献量比值可以用于指示东亚夏季风的快速演化.吕宋/台湾粘土贡献量比值在B?lling-Aller?d和Dansgaard-Oeschger 2事件期间的增加,反映了同时期东亚夏季风的快速增强;而在Heinrich 1和Heinrich 2事件期间的减小,则指示了东亚夏季风的减弱.吕宋/台湾贡献量比值对东亚夏季风快速变化的指示,在一定程度上要明显优于蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值.南海北部MIS 2期粘土矿物对东亚夏季风快速变化的响应具有明显的空间差异性,受洋流搬运扰动和物源控制作用影响,陆坡相对浅水区粘土矿物记录的东亚夏季风快速变化信息相对有限,而深水稳定的沉积环境则更有利于保存东亚夏季风快速变化信息.

关键词：粘土矿物东亚季风相对贡献量快速气候变化南海氧同位素2期

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