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基于硅酸盐中磁性矿物包裹体的长江和黄河沉积物区分

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第四纪研究 2024年第2期44卷 540-550页

作者：汤佳冰张卫国华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

环境磁学指标已被用来区分中国近海沉积物中长江和黄河物质来源,但是该方法会受到潜在的成岩作用影响。硅酸盐中的磁性矿物包裹体不受成岩作用影响,具有可靠区分物源的潜力。本研究将盐酸(10 mol/L)处理后样品的磁性特征视作硅酸盐中磁... 详细信息

环境磁学指标已被用来区分中国近海沉积物中长江和黄河物质来源,但是该方法会受到潜在的成岩作用影响。硅酸盐中的磁性矿物包裹体不受成岩作用影响,具有可靠区分物源的潜力。本研究将盐酸(10 mol/L)处理后样品的磁性特征视作硅酸盐中磁性矿物包裹体的贡献,以提供区分长江和黄河沉积物的新指标。结果表明,盐酸处理后样品中与磁性矿物含量有关的参数(χ、 SIRM、χARM、 HIRM)不到处理前样品参数值的10%;硅酸盐中的磁性矿物包裹体以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主,相比原样中的亚铁磁性颗粒更细;盐酸处理后长江沉积物相比黄河,具有更高的SIRM、χARM、 HIRM值,表明前者包裹体中亚铁磁性矿物和不完整反铁磁性矿物含量更高。分粒级的磁学参数显示,两个河流沉积物磁性矿物包裹体SIRM与HIRM值随着粒级的增大而增大。由于长江支流众多,岩石类型复杂,包裹体磁性参数变化较大,而黄河物质主要来自于黄土高原的黄土,黄土由源区至高原的风力搬运过程中的分选和混合,使得包裹体磁性矿物含量较低,但磁性参数相对均一。本研究表明,利用硅酸盐中磁性矿物包裹体SIRM和S-100散点图、磁性参数主成分分析和热磁曲线,可有效区分长江和黄河沉积物。

关键词：包裹体环境磁学物源粒级分离长江黄河

长江口M内潮生成、传播和耗散的机制研究及其季节性特征

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海洋与湖沼 2024年

作者：蓝鑫张凡汪亚平华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

河口海域，冲淡水可造成强烈的水体层化，而潮流在层化海水中经过复杂地形时可形成活跃的内潮；内潮引起的输运与混合可对河口海域的物质交换造成重要影响，然而过去对该海域内潮的形成演变机理鲜有研究。为了研究河口海域内潮的形成演... 详细信息

河口海域，冲淡水可造成强烈的水体层化，而潮流在层化海水中经过复杂地形时可形成活跃的内潮；内潮引起的输运与混合可对河口海域的物质交换造成重要影响，然而过去对该海域内潮的形成演变机理鲜有研究。为了研究河口海域内潮的形成演变机理，此研究利用高分辨率数值模型深入探讨了长江口及其邻近海域M2内潮的时空特征。结果表明，在20 m等深线、岛屿周边以及水下河谷等区域，正压潮强迫力尤为显著，正压至斜压的能量转换率高，斜压动能强。能量收支分析表明，M2内潮动能主要从近岸区域向外传播，当能量传播至20 m等深线或岛屿周边地形陡峭区域时会发生显著的能量耗散。此外，M2内潮呈现出显著的季节性变化，总体看来斜压动能在夏季最高，秋季在舟山群岛附近较强，而冬季则变得非常微弱，这种季节性变化与长江口海域的季节性层化紧密相关。长江口内潮的时空变化特征可对该海域物质的输运与混合有重要的影响，研究结果可为理解该海域的生态、沉积等过程提供理论依据。

关键词：长江口 M 内潮季节性变化混合

长三角生态绿色一体化发展示范区鱼类物种多样性特征

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生态学杂志 2024年

作者：马程浩童春富华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

鱼类是区域水生生态系统的重要组成部分，其多样性特征及其维持对示范区生态保护和可持续发展具有重要意义。2022年9月和11月在位于长三角生态绿色一体化发展示范区（以下简称“示范区”）内的元荡和大莲湖各设置10个固定站位对鱼类群... 详细信息

鱼类是区域水生生态系统的重要组成部分，其多样性特征及其维持对示范区生态保护和可持续发展具有重要意义。2022年9月和11月在位于长三角生态绿色一体化发展示范区（以下简称“示范区”）内的元荡和大莲湖各设置10个固定站位对鱼类群落进行调查。结果表明：元荡采集鱼类18种，分属6目6科，主要优势种为刀鲚（Coilia ectenes）和翘嘴鲌（Erythroculter alburnus）（IRI>20），子陵吻虾虎鱼（Rhinogobius giurinus）具有一定的优势特征（20>IRI>10）；大莲湖采集鱼类17种，分属6目6科，主要优势种为鲫（Carassius auratus）（IRI>20），斑条鱊（Acheilognathus taenianalis）和子陵吻虾虎鱼具有一定的优势特征（20>IRI>10）；元荡在多度和生物量上均以中上层、肉食性和江海洄游型鱼类为主；大莲湖在多度和生物量上均以中上层、淡水定居型鱼类为主，食性上杂食性鱼类多度占优，生物量上浮游生物食性鱼类占优；元荡与大莲湖Margalef物种丰富度指数（D）和Shannon多样性指数（H′）存在显著差异（P0.05）；元荡、大莲湖以及淀山湖群其他水系之间优势鱼种和鱼类生态类型组成存在明显差异；湖泊鱼类群落组成及其物种多样性特征受渔业捕捞、增殖放流、施工等人类活动和鱼类自身的生物学特征以及水位、水质、水文连通性、局部生境复杂程度等环境因素的综合影响；鱼类调查要考虑多种网具的优化组合和季节性连续监测，要有效协调增殖放流和渔业捕捞强度，以保障示范区内湖泊鱼类群落结构和水生生态系统的稳定。未来还需要加强示范区生态建设和人类活动的监管与引导，促进示范区生态条件的良性发展。

关键词：长三角生态绿色一体化发展示范区元荡大莲湖鱼类群落物种多样性

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长江河口水体暗碳固定的温度适应性

华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期 104-112页

作者：陈家明王世明杨荣荣陈子彦梁霞侯立军华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

为了明确全球增温如何影响富营养化河口中基于碳氮耦合过程产生的暗碳固定,以长江河口作为典型研究区域,分别在河口近岸和近海不同盐度区域设置采样断面,利用14C(NaH14CO3)标记方法结合烯丙基硫脲(allylthiourea,ATU)抑制剂法,对不同温... 详细信息

为了明确全球增温如何影响富营养化河口中基于碳氮耦合过程产生的暗碳固定,以长江河口作为典型研究区域,分别在河口近岸和近海不同盐度区域设置采样断面,利用14C(NaH14CO3)标记方法结合烯丙基硫脲(allylthiourea,ATU)抑制剂法,对不同温度和氮营养盐添加条件下的水体总暗碳固定(dark carbon fixation,DCF)和由氨氧化微生物驱动的暗碳固定(DCFAOB)速率进行了研究.结果表明,长江河口水体中的DCF速率介于0.23~0.33µmolC·L^(-1)·d^(-1)之间,其中氨氧化微生物驱动的暗碳固定约占总暗碳固定的4.13%~43.61%.在最适温度范围内,水体中的DCF速率随着环境温度的增加而显著上升,但整体上低盐度条件下DCF速率受环境温度的影响更明显.此外,低盐度和高盐度水体的DCF速率最大值分别出现在30℃和25℃,在该温度条件下添加氨氮可明显促进水体DCF速率的增加.研究结果揭示了河口水体暗碳固定对环境温度变化的响应过程,能够为全面认识和科学评估河口生态系统碳固定与碳汇通量提供理论支持与数据参考.

关键词：暗碳固定长江河口氨氧化微生物盐度

水体微塑料的垂向分布及采样方法比较研究——以九龙江河口为例

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华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期 79-89页

作者：蒋春华易津旭朱礼鑫刘凯宗常兴李道季华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

由于受到潮汐过程的影响,河口区微塑料的调查和研究存在着方法不统一、数据误差较大的问题.2019年夏季使用泵采法在九龙江河口开展原位全水层微塑料采样,对不同水层、不同站位间的微塑料丰度及其赋存特征进行分析,并与其他在该河口的相... 详细信息

由于受到潮汐过程的影响,河口区微塑料的调查和研究存在着方法不统一、数据误差较大的问题.2019年夏季使用泵采法在九龙江河口开展原位全水层微塑料采样,对不同水层、不同站位间的微塑料丰度及其赋存特征进行分析,并与其他在该河口的相关调查研究结果进行对比.结果表明:九龙江河口表、中、底层水体中的微塑料赋存量存在明显差异,河流入海口及靠近污染源处表层水中微塑料丰度明显高于中、底层中,在潮汐作用剧烈的河口区,中、底层中微塑料丰度高于表层水中,存在明显分层现象;使用不同采样方法获取的微塑料数量浓度值存在较大差异,泵采法相比拖网法能更有效地截留塑料纤维;使用泵采法过滤水样体积、滤经筛网孔径大小都对收集到的微塑料丰度、尺寸有显著影响.采样方法的不同将导致微塑料丰度结果的显著差异,在潮汐河口进行微塑料监测有必要将潮汐作用考虑在内.因此,建议建立潮汐河口的微塑料业务化监测和通量观测,并采用洪、枯季,大、小潮的全潮时段的观测采样方法.

关键词：微塑料采样方法垂向分布九龙江河口

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特大洪水期间长江口浑浊带分粒级输沙特征

海洋通报 2024年第3期43卷 335-345页

作者：朱春燕董坚谢卫明郭磊城何青华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

基于2020年7月特大洪水期间长江口浑浊带南槽、北槽和北港多站位同步实测水沙动力数据,研究了河口浑浊带分粒级输沙时空特征及其对泥沙来源响应的指示意义,结果表明:(1)北港和北槽是流域泥沙净向口外输移的主要输沙通道,南槽是海域泥沙... 详细信息

基于2020年7月特大洪水期间长江口浑浊带南槽、北槽和北港多站位同步实测水沙动力数据,研究了河口浑浊带分粒级输沙时空特征及其对泥沙来源响应的指示意义,结果表明:(1)北港和北槽是流域泥沙净向口外输移的主要输沙通道,南槽是海域泥沙净向口内输移的主要输沙通道,主槽内粉砂是主要输沙组分,占比63.2%,口外粉砂和黏土是主要输沙组分,分别占比43.2%、40.9%;(2)大潮粉砂输运占比高于小潮,黏土输运占比低于小潮,口外测站砂组分在大小潮期间于横沙浅滩和九段沙间沿岸输移,横沙浅滩附近大、小潮离岸输沙分别是北港口外的1.7倍和8倍,不利于横沙浅滩淤涨;(3)当前流域减沙高达70%,此次特大洪水期间黏土、粉砂和砂三组分近底净向口内输移为减沙背景下的口外供沙提供了有力的佐证。

关键词：长江口浑浊带特大洪水分粒级输沙泥沙来源流域减沙

无人机高光谱影像水面耀光去除及信息重构方法研究

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华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期 36-49页

作者：王世瑞沈芳李仁虎李鹏华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241

抑制遥感影像水面耀光污染并重构影像信息,是改善无人机遥感信息质量、扩大水环境监测区域的有效途径.针对传统经典的耀光信息重构算法难以适用于无人机高光谱影像这一问题,提出了一种耀光自动检测去除与信息重构算法,即采用归一化水体... 详细信息

抑制遥感影像水面耀光污染并重构影像信息,是改善无人机遥感信息质量、扩大水环境监测区域的有效途径.针对传统经典的耀光信息重构算法难以适用于无人机高光谱影像这一问题,提出了一种耀光自动检测去除与信息重构算法,即采用归一化水体指数提取水体,以全波段总和灰度图像的最低值为阈值对耀光进行分割,利用拉普拉斯算子提取水面耀光纹理,通过多轮形态学膨胀与阈值更新迭代计算出两者面积差值,以投票机制获得最小差值的出现频率,并逆向获取最佳阈值自动去除耀光.而后,基于主成分分析确定匹配波段,通过改进Criminisi算法对去除区域进行重构.去除算法应用于四个真实耀光场景,去除率均在99%以上.重构算法结果在主观和客观上均优于其他算法,耀光重构水体与正常水体各波段变异系数差值在1%以内,具有良好的光谱应用能力.

关键词：无人机高光谱耀光去除信息重构主成分分析改进Criminisi算法

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上海淀山湖表层沉积物中卤代阻燃剂时空分布

中国环境科学 2024年第6期44卷 3376-3386页

作者：杨静邬言李月刘霞金芮合杨丁业王余意丁方方刘敏华东师范大学地理科学学院教育部地理信息科学重点实验室上海200241 华东师范大学河口海岸科学研究院河口海岸学国家重点实验室上海200241

通过方差分析、主成分分析和商值法探究了上海淀山湖28个表层沉积物中56种卤代阻燃剂(HFRs)的时空分布特征、污染源及潜在生态风险.结果表明,上海快速工业化和城市化进程导致典型水源地淀山湖表层沉积物中3种HFRs出现明显累积,其中替代... 详细信息

通过方差分析、主成分分析和商值法探究了上海淀山湖28个表层沉积物中56种卤代阻燃剂(HFRs)的时空分布特征、污染源及潜在生态风险.结果表明,上海快速工业化和城市化进程导致典型水源地淀山湖表层沉积物中3种HFRs出现明显累积,其中替代型溴代阻燃剂(Σ_(22)ABFRs,21.418ng/g)浓度已超出传统溴代阻燃剂(Σ_(23)PBDEs,10.344ng/g)约2倍.十溴联苯醚(BDE209,7.890ng/g),十溴二苯乙烷(DBDPE,17.990ng/g)和得克隆(Σ_(Syn+Anti)DP,1.176ng/g)是最主要的同系物.这些HFRs的高值点主要出现在环湖生活生产活动较密集的淀山湖西南区域,季节性差异不显著.主成分分析法揭示出商用十溴、五溴和八溴二苯醚及其替代品的使用,以及含新型阻燃剂的塑料制品的使用是主要来源.基于商值法的风险评估揭示出五溴联苯醚、BDE209、DBDPE、2,4,6-三溴苯氧基乙烷(BTBPE)和2-乙基己基-2,3,4,5-四溴苯甲酸酯(TBB)在绝大多数沉积物中对底栖生物均呈现中等风险,BDE209在个别采样点出现高风险,表明未来对这些卤代阻燃剂的环境监管仍需加强.

关键词：湖泊沉积物卤代阻燃剂分布源解析风险评估

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长江口潮滩高分辨率波流耦合模型

海洋通报 2024年

作者：邓珂彭忠于海升赵颖朱植阳何青华东师范大学崇明生态研究院华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

海岸带潮滩地区在潮汐的影响下呈现出复杂的地貌形态和波浪-水流的相互作用。建立高分辨率的潮滩波流耦合模型，以模拟潮滩中的精细波浪水动力过程，对于海岸防护设施设计和滨海湿地生态修复工程至关重要。本文以长江口南汇潮滩为研究... 详细信息

海岸带潮滩地区在潮汐的影响下呈现出复杂的地貌形态和波浪-水流的相互作用。建立高分辨率的潮滩波流耦合模型，以模拟潮滩中的精细波浪水动力过程，对于海岸防护设施设计和滨海湿地生态修复工程至关重要。本文以长江口南汇潮滩为研究区域，通过提出基于无人机RTK数据的潮滩高程反演技术，构建考虑潮滩干湿界面交替变化的波浪-水流耦合方法，开展潮滩波浪和水流现场观测等手段，借助Delft3D软件包建立了长江口潮滩高分辨率波流耦合模型。该模型嵌套长江口大尺度模型和潮滩小尺度模型，整合了海图水深数据、船测水深数据以及无人机高程反演数据，模型的边界条件包括天文潮汐、风场、径流和二维波浪谱等时序数据。研究结果表明，该模型不仅成功重现长江口水位、波浪和水流等关键参数，还能够精准模拟潮滩上的非线性波流耦合过程，模型模拟的潮滩水位、流速和波高与实际观测数据高度吻合。该模型不仅可为海岸水动力-结构相互作用模型提供边界条件，还能为滨海湿地生态修复和河口海岸管理提供精准的水动力支持。

关键词： Delft3D 潮滩降尺度模型非线性波流耦合