苏北辐射沙洲近岸潮滩现代沉积特征及重金属时空分布规律研究

发布时间：2020-10-29 10:23

　　 苏北辐射沙脊群所掩护的江苏中部岸段潮滩分布宽广,是江苏海岸中淤积速率最快的岸段,每年为缺少耕地资源的江苏省带来数量可观的土地后备资源,为沿海地区未来发展提供了广阔的空间。但近年来随着南北两侧外来泥沙的锐减及近岸潮滩的大规模围垦活动,该区域的沉积环境发生较大改变。同时潮滩作为海陆交互作用最为典型的区域,环境变化敏感,随着江苏沿海经济大开发,排放的工业和生活污水将大量陆源污染物携带入海,也给近岸海域环境造成巨大压力。本研究选择苏北辐射沙洲近岸潮滩的北部(新洋港XYG)、中部(川东港CDG)和南部(小洋口XYK)典型区域的柱状样沉积物为研究对象,通过~(210)Pb、~(137)Cs等放射性核素测年技术确定研究区过去百余年的现代沉积速率,并在此基础上,分析沉积序列中沉积物组分特征、沉积物重金属时空变化等及其对人类活动的响应特征,揭示研究区沉积环境演变过程及重金属污染历史,为辐射沙洲近岸潮滩现代沉积过程构建、滩涂资源的适度利用及生态环境保护提供依据,具有积极的科学意义和现实作用。本论文主要研究结果如下:(1)辐射沙洲近岸潮滩不同区域的沉积速率趋势各异,主要受泥沙供应量控制。新洋港、川东港和小洋口潮滩的现代平均沉积速率分别为1.27cm/yr,1.75-1.85cm/yr和2.43-3.3cm/yr。沉积速率由北向南呈增加趋势,这主要受控于泥沙供应量;沉积速率百余年来呈减小趋势,这是泥沙来源减少的必然趋势。此外,围垦活动也影响着潮滩自然沉积过程,造成局部区域沉积速率增大。(2)XYG的~(210)Pb_(ex)放射性活度垂直分布属于上部衰减、下部恒定的一般模式,表明新洋港潮滩沉积环境较为稳定。XYK的~(210)Pb_(ex)放射性活度垂向分布中131-40cm层位呈明显衰减趋势,说明2001年近岸围垦活动实施前,小洋口潮滩沉积环境相对稳定。CDG的~(210)Pb_(ex)放射性活度垂向分布规律性不强,主要由于潮沟发育且摆动频繁而导致川东港潮滩沉积环境不稳定。C-M粒径图表明,近岸潮滩沉积作用以递变悬浮为主,水动力较弱。(3)3个采样点区域矿物组合特征较为一致,表明沉积物来源相似,均受到废黄河三角洲侵蚀物的影响。XYG和CDG柱状样与废黄河三角洲表层沉积物粒度组合特征一致,XYK柱状样趋向于岸外辐射沙洲表层沉积物组合特征。结合前人研究成果,推断新洋港、川东港潮滩泥沙来源于废黄河三角洲侵蚀物,小洋口潮滩泥沙来源于岸外辐射沙洲侵蚀物。(4)建立苏北辐射沙洲近岸潮滩近百年高分辨沉积记录。沉积物类型以砂质粉砂为主。XYG沉积物粒径在1980年左右粗化记录了20世纪80年代废黄河三角洲侵蚀至低潮滩或水下岸坡的过程。CDG沉积物粒径在1957年左右细化,记录着20世纪50年代后期西洋水道贯穿至采样点附近,采样点物源由岸外辐射沙洲侵蚀物转变为废黄河三角洲悬浮物的变迁过程。XYK沉积记录记录着水动力和围垦活动的痕迹,其中沉积物粒径在1985年粗化,与该时期近岸潮流作用加强有关;粒径在2001年细化,与该时期人类围垦活动密切相关。总的来看,近岸潮滩沉积粒度呈粗化趋势。潮流动力是沉积环境演变的主导因素,围垦活动也起着重要作用。(5)建立苏北辐射沙洲近岸潮滩近百年的环境记录和污染历史。环境记录显示重金属元素含量垂向变化与沉积特征基本相适应:XYG于1975年左右元素含量由增加转变为减少趋势,CDG于1966年左右元素含量突变,XYK于1985年左右由减少转变为增加趋势。研究区总体环境质量较好,处于低潜在生态风险状态。近年来个别元素存在一定的污染,XYG的Cr达到中度~显著污染程度。CDG的Pb、Zn、Cu达到轻度程度。XYK的Cu达到中度~显著污染程度,As为轻度污染。(6)近岸潮滩重金属元素含量受到废黄河三角洲和岸外辐射沙洲沉积母质控制,为自然来源。部分元素受到人类活动的干扰,XYG的Cr受人为来源控制,Pb、Zn受人为来源影响,人为来源可进一步表示为外来工业源。CDG的Pb、Zn主要受人为来源控制,Cu、Cr受人为来源影响,人为来源具体为本地农业源和生活源及外来工业源。XYK的Cu、As主要受人为来源控制,人为来源具体为本地农业源和工业源。苏北辐射沙洲近岸潮滩重金属含量人为来源主要为工业源、农业源和生活源。(7)射阳县工业发展与XYG的Cr有着良好的响应关系,元素Cr人为贡献量在1992年之后显著增加。大丰区城镇化、畜牧业和煤炭业发展的历程与CDG的Zn、Pb、Cu人为贡献量具有较好的响应关系,人为贡献量在1992年后呈增长趋势。1986年后XYK的Cu、As人为贡献量显著增加指示着如东县农业发展、围垦工程以及化工园的建设等经济特征。论文创新性体现在:(1)系统提出了苏北辐射沙洲近岸潮滩由北到南的现代沉积速率及特征,建立苏北辐射沙洲近岸潮滩高分辨率的沉积记录,揭示了苏北辐射沙洲近岸潮滩沉积粒度指示的现代沉积环境特征和沉积环境演变过程;(2)首次建立了苏北辐射沙洲近百年的环境记录和污染历史,提出了苏北辐射沙洲近岸潮滩近百年历史重金属垂向分布及特征污染物来源。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV148;X145
【部分图文】：

关注的重点区域之一[2-11]。根据潮汐作用范围，淤泥质海岸带可划分为潮上带、潮间带和潮下带。潮滩则主要是指淤泥质海岸的潮间带浅滩（图 1.1），广泛分布于大河入海沿岸平原，如辽东湾、渤海湾、江苏沿岸、杭州湾等[12]。潮滩是在潮汐为主要外动力、细颗粒来源丰富的条件下形成[13]。江苏沿岸受东海前进波和南黄海旋转波两大潮波系统控制，加之古黄河和古长江丰富的泥沙供应，发育了我国面积最大、分布最广的潮滩。潮滩既是海岸带重要的地理单元，也是湿地的重要类型，在海洋资源与环境中占有突出的地位，具有很高的综合价值和广阔的开发前景[14]。首先，潮滩宜于陆生生物和水生生物的栖息繁衍，生物多样性丰富，是海岸带高生产力生态系统之一；其次潮滩作为一种空间区域，可供海水养殖、围垦造地、盐业生产等。江苏沿海人口众多，用地紧张，近年来在沿海经济大开发的背景下，沿海各市（县）开始纷纷向海洋谋求发展空间和生存空间。潮滩以其特殊的自然地理位置，丰富的生物、土地和矿产资源，成为沿海经济发展重要的空间载体。然而人类活动的扰动，加之海、陆各种营力作用导致潮滩生态环境脆弱，使之也成为一个灾害频发的敏感地带。

6图 1.3 黄河北归后岸线变迁[44]（2）现代近岸潮滩物质来源和动力机制丰富的物源和潮汐动力是潮滩形成的必要条件。海洋沉积研究将沉积物按源划分为五类：陆源碎屑沉积物、海底火山沉积物、海洋自生沉积物、有机沉积物和残留沉积物等[45]。秦蕴珊等（1963、1982）[46, 47]指出内陆架主要物为陆源碎屑沉积物。结合辐射沙洲形成和演变历史，辐射沙洲物源主要为碎屑沉积物。黄河北归后，陆源碎屑物供应断绝，而苏北辐射沙洲近岸潮滩不断淤长[18, 19]，相关研究表明，物质来源于辐射沙洲内部的再悬浮物，且同备泥沙向潮滩输运的动力机制。现代苏北海岸泥沙来源包括两个方面[18, 33]：一是废黄河水下三角洲不断侵来的侵蚀物，但随着废黄河水下三角洲夷平，泥沙存量逐步减少；二是岸外沙洲侵蚀物，并且逐步成为近岸潮滩不断淤长的主要物质来源。而现代长江

第一章 绪论活动影响下重金属来源做定性研究，综合分析研究区生态环境受污染的程度和原因。同时将人为污染贡献量按照不同时间段分离出来，结合区域经济发展历史和特征，探究重金属环境记录对人类活动的响应过程。1.3.2 技术路线本论文研究的技术路线如图 1.4 所示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 闵建;蔡平;;浅谈辐射沙洲开发利用的现状及对策[J];海洋开发与管理;2008年S2期

2 李从先,赵娟;苏北弶港辐射沙洲研究的进展和争论[J];海洋科学;1995年04期

3 季子修;蒋自巽;;苏北辐射沙洲的开发利用方向[J];海洋开发;1987年02期

4 张忍顺,陈家记;弶港辐射沙洲内缘区海岸发育及近期演变[J];海洋通报;1988年01期

5 桂峰,陶丽华,朱晓东,吴小根,朱大奎;辐射沙洲沿岸地区海洋旅游资源开发初探——以江苏如东为例[J];海洋通报;2001年05期

6 朱玉荣,常瑞芳;南黄海辐射沙洲成因的潮流数值模拟解释[J];青岛海洋大学学报;1997年02期

7 陈黎恒;吴德安;宋宵锟;;江苏辐射沙洲海域悬浮泥沙输运分析[J];科学技术与工程;2018年17期

8 刘永学,李满春,张忍顺;江苏辐射沙洲水边线自动提取方法研究[J];海洋科学;2004年06期

9 陈君,张忍顺;江苏岸外辐射沙洲区域动态变化的遥感研究进展[J];海洋科学;2004年02期

10 朱晓东,朱大奎;苏北辐射沙洲环境资源特征及其可持续发展策略[J];海洋开发与管理;2001年05期

相关博士学位论文 前4条

1 孟昆;苏北辐射沙洲近岸潮滩现代沉积特征及重金属时空分布规律研究[D];南京师范大学;2018年

2 宋召军;南黄海辐射沙洲海区悬沙及沙洲演变的遥感研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2006年

3 李飞;南黄海辐射沙洲内缘区演变驱动机制及围垦布局研究[D];南京师范大学;2014年

4 陈可锋;黄河北归后江苏海岸带陆海相互作用过程研究[D];南京水利科学研究院;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 任晓光;黄河北归和通州湾建港对辐射沙洲影响分析[D];天津大学;2017年

2 郭磊;辐射沙洲人工岛周边稳定性研究[D];长沙理工大学;2009年

3 吴国栋;南黄海辐射沙洲内缘区水环境承载力研究[D];南京师范大学;2017年

4 吴淑雄;辐射沙洲区域围填工程对水沙环境稳定性影响[D];天津大学;2014年

5 张静;辐射沙洲北翼海岸动态特征研究[D];南京师范大学;2017年

6 刘向南;南黄海辐射沙洲岸滩演变动态特征研究[D];南京师范大学;2016年

7 张正龙;辐射沙洲内缘区潮沟发育对人类活动的响应[D];南京师范大学;2004年

8 严士清;苏北辐射沙洲海洋资源与可持续发展研究[D];南京师范大学;2005年

9 侯庆志;辐射沙洲中南部“水道—沙洲”系统稳定性研究[D];南京师范大学;2006年

10 陶菲;经泥沙遥感参数校正的辐射沙洲水深遥感模型研究[D];南京师范大学;2007年

本文编号：2860773