【摘 要】
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淤泥质潮滩广泛分布于河口海岸地区,是陆海相互作用和人类活动响应最敏感的地带,也是全球气候变化研究的热点区域。淤泥质潮滩作为沿海区域重要的土地储备资源,具有固碳、防洪、水质净化、消浪护岸及旅游开发等生态功能和经济价值。然而,在当前全球气候变暖、海平面上升及人类活动加剧的背景下,河口海岸地区淤泥质潮滩面临着侵蚀风险。淤泥质潮滩侵蚀不仅会导致潮滩生态系统受损,而且会增加海岸防护难度及威胁人民生命财产。研
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“风暴影响下潮滩沉积动力过程—底栖动物相互作用与反馈机制”,“全球气候变化和人类活动双重压力驱动下的长江口演变与综合治理研究”（No. 42076170,U2240220）； 科技部政府间（中荷）国际科技创新合作重点项目（2016YFE0133700）； 上海市科委重点项目（20dz1204701）；
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淤泥质潮滩广泛分布于河口海岸地区,是陆海相互作用和人类活动响应最敏感的地带,也是全球气候变化研究的热点区域。淤泥质潮滩作为沿海区域重要的土地储备资源,具有固碳、防洪、水质净化、消浪护岸及旅游开发等生态功能和经济价值。然而,在当前全球气候变暖、海平面上升及人类活动加剧的背景下,河口海岸地区淤泥质潮滩面临着侵蚀风险。淤泥质潮滩侵蚀不仅会导致潮滩生态系统受损,而且会增加海岸防护难度及威胁人民生命财产。研究淤泥质潮滩稳定性是揭示海岸侵蚀机制的先决条件,同时研究植被根系对盐沼—光滩过渡带沉积物抗冲刷稳定性的影响,能够加深理解潮滩盐沼植被在海岸防护中的作用,为潮滩的合理规划利用、生态环境保护和土地可持续发展提供重要科学支撑,具有重要的科学价值和应用价值。本研究选择中国典型淤泥质潮滩——长江口崇明东滩和黄河三角洲清水沟、刁口河潮滩为研究对象,利用世界上较先进的沉积物抗冲刷稳定性测定仪器CSM（Cohesive Strength Meter）对崇明东滩和黄河三角洲清水沟、刁口河潮滩盐沼—光滩过渡带的沉积物抗冲刷稳定性进行定量评估,归纳总结崇明东滩和黄河三角洲潮滩的沉积物抗冲刷稳定性时空变化特征。通过室内测量植被生物量及沉积物物理特性,系统分析在植被区域植被根系对沉积物抗冲刷稳定性的影响及在光滩区域沉积物物理特性对沉积物抗冲刷稳定性的影响,主要结论如下:（1）崇明东滩沉积物抗冲刷稳定性在空间上存在显著差异:不同断面上,沉积物抗冲刷稳定性北断面（临界剪切应力:2.80 Pa）＞中断面（2.67 Pa）＞南断面（1.60 Pa）;不同地貌单元上,沉积物抗冲刷稳定性植被带（3.30 Pa）＞过渡带（2.28 Pa）＞光滩（1.50 Pa）;不同沉积物深度上,沉积物抗冲刷稳定性随深度的增加而增强,从表层向下0-5 cm（1.62 Pa）＜5-10 cm（1.94 Pa）＜10-15 cm（2.34 Pa）＜15-20 cm（2.85 Pa）＜20-25 cm（3.06 Pa）（用临界剪切应力表示抗冲刷稳定性）。受植被类型的影响,不同断面沉积物抗冲刷稳定性的季节变化不同,北断面植被为互花米草群落,沉积物抗冲刷稳定性春冬季强,夏秋季弱;中、南断面植被为海三棱藨草群落,沉积物抗冲刷稳定性春秋季强,夏冬季弱;光滩沉积物抗冲刷稳定性常年（四季）变化不明显。（2）黄河三角洲清水沟、刁口河潮滩沉积物抗冲刷稳定性存在非均匀分布特征:不同地貌单元上,清水沟潮滩沉积物抗冲刷稳定性过渡带（1.90 Pa）＞光滩（1.24 Pa）＞植被带（0.87 Pa）;而刁口河潮滩沉积物抗冲刷稳定性光滩（1.25Pa）＞过渡带（1.24 Pa）＞植被带（1.05 Pa）;不同沉积物深度上,清水沟潮滩沉积物抗冲刷稳定性随深度增加逐渐减弱,刁口河潮滩沉积物抗冲刷稳定性随深度增加先不变后增强。（3）研究结果表明崇明东滩植被带沉积物抗冲刷稳定性大于光滩,其原因可能是植被根系对沉积物有“加筋”作用,而且,植被根系产生多价阳离子和胞外聚合物等化学物质也可能增强沉积物抗冲刷稳定性。对于相同类型植被带,其地下生物量越高,沉积物越稳定,海三棱藨草在地下生物量较高时（860 g/m~2）对应的沉积物抗冲刷稳定性是较低时（708 g/m~2）的1.32倍,互花米草在地下生物量较高时（1323 g/m~2）对应的沉积物抗冲刷稳定性是较低时（1103 g/m~2）的1.17倍。对于不同类型植被带,沉积物抗冲刷稳定性受根系特征影响,与海三棱藨草相比,根系较粗的互花米草增强沉积物抗冲刷稳定性的效果较差,根系较短的碱蓬对沉积物抗冲刷稳定性影响不明显。（4）研究表明崇明东滩光滩区域北断面和中断面的沉积物抗冲刷稳定性强于南断面,其原因可能是北、中断面黏土含量（均值为18.93%）较南断面的（均值仅为4.55%）高,泥沙颗粒所受重力作用小,黏结作用大,同时黏土颗粒吸附在粉砂和砂颗粒表面,填充粉砂和砂粒间空隙,使沉积物内部孔隙率减小,密实度增加,形成更加紧密的整体,增强了其抗冲刷稳定性。
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