是什么推动了中国沿海地区潮滩形态的变化?
你知道吗?1984年至2016年间,全球范围内的潮滩面积减少了约16%,是什么原因造成的呢?2022年发表在《Science》的一篇研究,通过全球卫星数据解释了这一现象的主要驱动因素,其中只有27%是与人类活动直接相关,剩下的部分则归因于间接因素驱动。
自然状态下的潮滩一般受潮汐范围、波高和沉积物等影响,虽然有些人说,沉积物的可用性是影响潮滩形态的关键因素,毕竟沉积物影响物质输送,这种理解显而易见。然而,大范围内潮滩变化也主要是由于沉积物影响吗?潮汐和波浪又扮演着什么角色?他们是否才是大范围潮滩变化的关键因素?目前,这些还尚不清楚。
中国拥有广阔而多样的海岸线,拥有世界第二大潮滩面积,然而,中国潮滩生态系统的丧失速度是全球最快的,每年的潮滩面积减少约2.6%。虽然受沿海开发活动的影响,自1950年以来,人为活动造成每年240~400km2的潮面积转换成其他用途,但自然影响因素还是主要因素。
为了探究中国潮间带形态的时空变化及其驱动因素,特别是潮汐、波浪和沉积物浓度如何影响潮间带的宽度和坡度,2025年3月4日,由中山大学海洋学院和南方海洋科学与工程广东实验室(珠海)引导的一项研究,利用2002年~2016年间中国沿海2538个潮间带断面的遥感数据,再结合悬浮沉积物浓度、潮汐范围和波高等环境因素,分析了潮间带宽度和坡度的时空变化情况。
通过定量分析,沉积物浓度越大,潮间带越宽,潮间带宽度与悬浮沉积物浓度呈显著正相关的关系,其相关系数R=0.71;而波高越大,潮间带则越窄,潮间带宽度与波高呈较弱的负相关,其相关系数R=−0.20。
在潮间带坡度坡度方面,潮汐范围越大,潮汐坡度约陡,他们之间呈现正相关的关系,相关系数R=0.34;反而沉积物浓度越大,潮间带坡度越小,这也很好理解,沉积物越多越容易沉积,更容易形成缓坡,他们之间的呈现一个负相关的关系,相关系数R=−0.26。
在这研究还有一个有趣的发现,那就是在沉积物丰富的区域,潮间带在沉积物供应减少的情况下损失得更快,而沉积物贫乏的区域,潮间带则相对稳定。
值得注意的是,在富含沉积物的区域,并没有出现沉积物浓度快速增加的现象,这也反映了中国潮滩生态系统目前正在经历全国范围内沉积物供应减少的事实。
为了验证研究结果的普遍性,研究团队还对比了印度尼西亚、美国和澳大利亚的潮间带数据,均观察到了类似的关系,表明潮滩的这种变化规律是广泛的。
图:中国沿海潮滩宽度与坡度分布
a潮滩宽度分布。b潮滩坡度分布。图中列出了中国沿海各省,即辽宁(LN)、河北(HB)、山东(SD)、江苏(JS)、浙江(ZJ)、福建(FJ)、广东(GD)、广西(GX)、海南(HN)和台湾(TW)。图上红色框表示宽度或坡度较大的地区,蓝色框表示值较小的地区。图中的数值表示框内数据的中值。右侧面板显示了潮滩宽度和坡度沿纬度的变化。阴影区域代表25和75百分位值。c各组潮滩宽度与中值坡度之间的关系。数字N表示数据点数。上面的晶须延伸至75百分位数加上1.5倍四分位距,下面的晶须延伸至25百分位数减去1.5倍四分位距。源数据以源数据文件的形式提供。
❓思考题:潮间带形态变化的主要由哪些因素驱动?
A.海平面上升
B.悬浮沉积物浓度
C.潮汐范围
D.波高
E.以上都是
正确答案:(点击查看)
E.
解析:潮间带形态变化受多种因素影响,包括悬浮沉积物浓度、潮汐范围、波高以及海平面上升。悬浮沉积物浓度是影响潮间带宽度的主要因素,潮汐范围则主要影响潮间带的坡度,波高也对潮间带形态有一定影响。此外,长期来看,海平面上升也会对潮间带形态产生显著影响。
这项研究通过遥感数据分析和模型模拟,深入揭示了潮间带形态变化与沉积物供应之间的关系,为全球潮间带的保护和恢复提供了科学依据,我们可以更好地管理和保护潮滩,确保其在生物多样性保护和沿海保护中的作用。
参考文献:Shuai Liu, Zhan Hu, Tim J. Grandjean, Zheng Bing Wang, Vincent T. M. van Zelst, Lin Qi, Tianping Xu, Jun Young Seo & Tjeerd J. Bouma ,Dynamics and drivers of tidal flat morphology in China. Nature Communications volume 16, Article number: 2153 (2025) ,doi:10.1038/s41467-025-57525-y