shugao012的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/shugao012

博文

“扬子大三角洲演化与陆海交互作用过程及效应研究”项目中期总结

已有 2997 次阅读 2015-2-4 10:38 |个人分类:研究评论|系统分类:科研笔记

现在向各位专家汇报“扬子大三角洲演化与陆海交互作用过程及效应研究”项目的执行情况,请批评指正。汇报内容分为四个部分:(1)前两年计划任务完成情况;(2)研究队伍与组织管理情况:(3)研究进展与创新性;(4)预期成果与研究前景。

本项目是在去年年初正式开始运行的,于2013227-29日召开了“项目启动学术研讨会”。本项目的研究对象是中国东部海岸及邻近大陆架的晚第四纪巨大沉积体系,它是海面变化和陆域沉积物输入形成的产物,而这两个因素都与气候变化驱动因素相关。该沉积体系的形成过程和未来演变对于海岸带社会经济发展影响很大,同时对于依照“联合国海洋法公约”进行大陆架及专属经济区划分也有重要意义。本项研究涉及的最大时间尺度为“第四阶”海面变化,相当于晚更新世以来(最近5万年左右)的时期,涉及末次冰期之后的海面上升、全新世高海面、海岸带人类活动加剧等事件;这一时期形成的沉积记录的地层厚度为101~102m量级。

本项目的前沿科学问题是典型宽广陆架、陆源物质供给丰富的环境对气候与海面变化的响应以及相应沉积记录的形成,而国家需求目标是海岸带人类活动对气候变化的适应,以及沿海开发的可持续性。为了实现本项目的目标,我们设计了地层(通过钻孔和浅层地球物理探测)、沉积动力过程(通过现场观测和表层沉积取样)、地貌与生态系统(通过遥感、底栖生物取样、环境参数测定)分析以及数值模拟工作,试图厘清沉积相和陆架沉积体系时空分布格局并进行动力过程解释,获得沿海开发所依据的资源禀赋信息,再结合未来气候变化和人类活动特征,提出沿海开发的对策。根据本项研究的基础工作性质,我们形成了四个课题,它们在上述研究框架下通过数据资料接口和成果出口相互联系。

前两年的计划任务是项目整体研究的重要基础。在项目计划书中,我们根据项目五年目标,确定了前两年的研究内容和预期目标,拟完成研究所需的大部分或主要材料(即样品、数据与资料)采集、数据处理和分析方法的建立、以及阶段性研究论文的发表。

目前已进行的工作主要为钻孔和浅层地球物理探测(针对晚更新世以来沉积记录问题)、水动力沉积动力观测和表层沉积取样(针对物质交换过程和沉积体形成过程)以及底栖生物取样和环境参数(针对目前海岸环境、生态系统动态)。

浅层地球物理探测进行了三个航次的工作,完成测线1015km,目前探测作业仍在进行,争取在近期完成前两年的计划(2900km)。在浅层地球物理探测的基础上,拟钻取9个重要钻孔,目前已完成6个,其余3个正在进行之中。这些钻孔的深度为80~120m,以确保过去5万年沉积记录的获取。另外,还收集整理了研究区的其他钻孔30个,对钻孔样品进行了粒度、磁化率、烧失量、年代测定等实验室分析。对收集的海面变化研究结果进行了再分析,分辨了不同曲线由于研究地点不同或海面位置计算误差而造成的差异,为建立研究区海面曲线提供了对比资料。

在物质交换动力过程的现场观测方面,在多个测站及走航断面上获得了流速流向、悬沙浓度、温盐度数据,为物质输运过程分析提供了基础数据。在研究区进行了大面表层沉积(包括柱状样)采样和资料收集,形成了可供本项目使用的数据集。

在环境参数和底栖生态系统方面,完成了遥感影像现场验证的工作(含研究区40个站位),为环境参数的遥感分析提供了支持。此外,在江苏海岸潮间带进行了底栖生物取样;组织了长江口水下三角洲区的底栖生物调查。20148月完成的海上综合航次(由南京大学高建华博士担任首席科学家),完成了研究区内陆架底栖生物取样,目前样品分析正在进行之中。

统计数据表明,本项目已经实施了大量现场观测取样、实验室分析和数据处理工作(总天数达280天),实现了前两年预定的主要目标。

接下来汇报研究队伍与组织管理情况。当初制定研究计划时,本项目的学术骨干来自六家单位,四位课题负责人来自南京大学、中山大学和厦门大学。在年龄结构上,是以中青年研究人员为主,大部分人员拥有高级职称。近两年的工作实践表明,虽然部分人员在多学科交叉上还缺乏经验,但大家在合作、交流中形成了对多学科交叉问题的兴趣,已逐步适应了相关的研究工作。为了协助首席科学家进行日常管理,建立了项目办公室,在协调海上工作、组织学术研讨会和编辑项目进展简报中发挥了积极作用。随着研究的进展,我们将提高近期学术研讨会的频率,并计划举办开放科学研讨会。在数据共享上,采取了6个月提交数据、此后6个月数据采集者优先使用、之后对全体成员开放的措施。整个研究队伍在项目专家组和责任专家的指导下,总体上处于积极向上的状态,课题负责人努力提高自己的多学科交叉合作能力,年轻学术骨干得到了锻炼,博士后和研究生在项目执行中得到了培养,并为项目的研究做出了贡献。

现在汇报本项目的研究进展情况。已经发表了一些以本项目为第一或唯一资助标注的论文,部分论文发表于本领域主流学术刊物。在以下汇报中,将按照三个时间尺度的研究内容来介绍,即晚更新世、全新世高海面以来的及历史时期、以及目前的海岸动态。要注意的是长时间尺度的变化是短时间尺度变化产生效应的基础,我们看到的当前变化格局是多种尺度效应叠加后的结果。

首先是晚更新世时期沉积体系的研究,驱动力是来自10万年周期气候变化。我们在沉积体系的时空分布格局和海面变化曲线研究上取得了进展。对钻孔的沉积相分析揭示了海面变化的不同时期所形成的沉积体系,如3.5万年前的高潮滩沉积,它应该对应于MIS3的海面波动时期,从中可以确定这一时期形成的沉积层序的空间分布,为后续模拟工作提供验证材料。同时,钻孔分析也揭示了全新世江苏海岸的潮流脊演化特征,在这片面积超过2km2的沙脊区,潮流脊底部物质年龄小于2000年,说明虽然潮流脊形成的动力条件早就存在,但其沉积记录并不久远,其原因应是沙脊的侧向迁移;这一过程消除了更老的沉积记录,根据潮流脊的形态特征,推算潮流脊的侧向迁移速率至少为5m/a。为了寻找钻孔中的海面位置的控制机理,我们对研究区海面高程进行了初步模拟,得到了全球冰量与海面位置的关系,结合研究区水深图给出了不同时期海水淹没范围,经与钻孔对比,海侵层位出现的高程与预测的同期海面位置对应良好。这项工作完成后,可望绘制出钻孔资料和模拟海面所获不同时期海岸线的对比图件。

其次是近期地貌沉积环境演化问题,所作的贡献是在过程—产物关系上的推进。过程主要是指输运与堆积过程,而产物是指全新世陆架沉积。我们提出了长江全新世沉积记录是高分辨率片段、可通过动力学研究连接起来的观点。在沉积层序和记录形成的模拟上提供了研究的路线图,以正演方式实现对产物形成历史的重现。按照这个研究框架,开展了研究区多种输运过程的观测研究,如长江河口在潮流和河口环流共同作用下的悬沙输运、长江水下三角洲的底坡重力流输运、近岸与岸外泥质沉积区的边界层悬沙动态、研究区细颗粒物质的侵蚀条件、江苏海岸潮流脊上的悬沙环流及地貌演化等。悬沙水平输运、沉降和底部重力流可以在沉积体系中表现出来:我们的论文指出,陆架泥质沉积在悬沙潮流输运和垂向沉降阶段形成辐聚式斜坡沉积,而在重力流输运阶段形成平行推进式斜坡沉积。黄河远端泥已进入成熟阶段,而长江远端泥仍处于发展阶段,这在浅层地球物理剖面上有清晰的展示。

最后,在气候变化背景下的地貌和生态系统研究中,我们着重探讨了人类活动作为驱动力的影响。近期地貌演化趋势与河流入海通量有明显的关联性,例如,由于长江流域建设水库的缘故,各个子流域对悬沙入海通量的比例发生了变化,这与入海通量总量变化、河床物质冲刷等共同成为改变长江三角洲及远端泥物质组成的因素。在长江水下三角洲的短柱样沉积物粒径向上变细而远端泥向上变粗,可能就是物源变化的影响所致。研究区底栖生态系统的分析正在进行,初步建立了本区域的生态系统健康的判据及其控制因素。据此分析获得的生态系统结构在整个区域有一致性,但生态系统健康状况似乎在江苏海岸水域中部相对较差,可能与潮间带的围垦活动及辐射沙脊群中心部位的环境条件有关,这还需要进一步研究。为了探讨底栖生态系统与人类活动的关系,我们在南通市如东海岸开展了一项生态系统生物量与市场需求量研究,结果表明,生产的规模受到社会经济发展水平和市场价格控制,并非受生物量控制,因此,如果前面两个因素不发生改变,潮间带生态系统在不久的将来就会难以为继,也就是说,目前的滩面渔业生产方式是不可持续的。

关于本项目的预期成果和研究前景,如上所述,我们认为前两年的研究工作是有成效的,获得了丰富的样品和数据,项目组成员正在学会多学科交叉的方法,发表了一些较好的研究结果;按照目前的趋势,可望在区域性海面变化、沉积体系与沉积记录、海岸资源与生态系统禀赋等方面发表高水平学术论文。IPCC5次报告对海岸带问题给予了前所未有的关注,不久前本项目组人员参与了一个由30多位海岸研究的高层专家出席的研讨会,大家讨论了气候变化和近期人类活动影响下的全球海岸带状况,得出的结论是人类社会的适应方式应是多元的,关注的重点应是海岸带未来风险的复杂性。这篇发表于“NatureClimate Change”的文章很好地表达了本项研究的未来方向:以“沿海开发对全球变化的适应”为主题,针对区域海面变化、沉积体系演化、海岸资源禀赋、人类活动影响、未来沿海开发、海岸风险与应对等方面发表一系列重要学术论文,为国家海岸风险管理业务化提供科学支撑。谢谢各位专家关注。

 

(本文是2014919日在科技部重大科学研究计划2013年立项项目中期评估会议上所作的汇报发言。)




http://blog.sciencenet.cn/blog-2336082-865423.html

上一篇:关于改进高校学位证书格式的建议
下一篇:拟研究的科学问题:海洋沉积的碳氮储库效应

3 陈昌春 朱朝东 吕洪波

该博文允许实名用户评论 评论 (1 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-9-23 14:30

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部