Environmental Impact of Undular Tidal Bores in Tropical Rivers

A tidal bore impacts significantly on the estuarine ecosystem, although little is known on the flow field, mixing and sediment motion beneath tidal bores. In the absence of detailed systematic field measurements, a quasi-steady flow analogy was applied to investigate undular tidal bores with inflow Froude numbers between 1.25 and 1.6. Experimental results indicated that rapid flow redistributions occur beneath the free-surface undulations, with significant variations in bed shear stress between wave crests and troughs. Dynamic similarity was used to predict detailed flow characteristics of undular tidal bores. The effects of periodic loading on river sediments, scour of river bed and flow mixing behind the bore are discussed. A better understanding of these processes will contribute to better management practices in tidal bore affected rivers, including the Styx and Daly rivers in tropical Australia.     

普兰店湾潮流场数值模拟

针对近年来我国近海海洋环境影响评价的需要，运用具有移动边界的潮波动力学有限 差分模型，模拟了普兰店湾 潮 流场，复演了该湾的潮流结构和时空变化过程。验证结果表明，模拟计算的流速平均差为－1.52cm/s，流向平无差为-2.5 度，完全符合潮流预报的精度要求。     

黄河中游水保措施对入黄干支流泥沙特性的影响:Ⅰ. 泥沙粒径变化

过去关于水土保持措施影响的研究多侧重于减水减沙的影响,对泥沙组成影响的研究则相对较少。本文以大量的实测资料为依据,以河口至龙门间区域自然与水土保持条件为背景,将水保措施类型、河道水流泥沙条件与流域地貌条件结合考虑,借助统计分析方法对采用水保措施前后该区域（尤其是与黄河中游水土流失密切相关的黄土高原与沙砾丘陵区域）的泥沙粒径分布变化进行了探讨。分析表明,泥沙粒径分布变化极其复杂,对应于不同地貌类型条件的泥沙组成遵循不同的分布规律。黄土丘陵区河流中的悬移质泥沙级配服从正态分布规律,而沙砾丘陵区河流中的泥沙级配则服从皮Ⅲ型分布规律。当分布函数的类型确定后,泥沙粒径分布由该分布函数的几个参数共同决定,这些参数分别反映了泥沙从流域表层搬运到对应级别河流的过程中地貌形态及水土保持措施的影响。文中由多学科综合研究得到的结论,对黄河中游水土保持效益研究具有重要意义。     

北黄海北部海域潮余流的模拟研究

基于二维水动力模型,在仅考虑潮流作用条件下,通过计算欧拉余流和拉格朗日余流并结合粒子追踪方法研究了辽宁大连—朝鲜龙渊郡连线北侧的北黄海北部海域的潮余流结构和粒子运移的趋势。结果表明:欧拉余流和拉格朗日余流流速整体较小,呈现由南向北的流向,但在獐子岛及长山群岛的附近岛屿和朝鲜半岛沿岸的海域欧拉余流和拉格朗日余流流速较大。对比粒子追踪计算的结果与欧拉余流和拉格朗日余流的结果表明,流向与粒子运移路径基本一致。该海湾的余流及粒子运动规律特点对辽东半岛东岸及朝鲜半岛西侧海域的排污及污染控制有重要的借鉴意义。     

黄河口典型潮沟土壤碳氮分布特征规律

为探究黄河三角洲盐沼土壤碳氮含量在潮沟水系中的时空分布特征,选取黄河口一条典型的潮沟系统,采集一、二、三级潮沟表层土壤,探寻土壤有机碳、总氮与土壤容重、盐度、pH等理化因子的相关关系。结果表明：土壤有机碳和总氮在时空尺度上表现出极大的异质性特征。时间尺度上,土壤有机碳和总氮出现先上升后下降的趋势。空间尺度上,一级潮沟土壤有机碳和总氮平均值（2.9 g·kg^-1、0.36 g·kg^-1）大于二级（1.4 g·kg^-1、0.18 g·kg^-1）、三级（1.6 g·kg^-1、0.21 g·kg^-1）潮沟。相关分析表明,土壤有机碳和总氮与盐度呈显著正相关（P<0.01）,与容重呈显著负相关（P<0.01）。盐沼湿地土壤碳氮含量受土壤水盐条件的影响,而潮沟水系的树状结构对水盐条件的影响是导致土壤碳氮含量时空差异分布的重要因素。     

闽江河口短叶茳芏湿地及其围垦的养虾塘CH4排放通量的比较

以闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地及由其围垦而成的养虾塘为研究对象,2016年5月—2017年3月,分别采用静态箱-气相色谱法和悬浮箱/静态箱-气相色谱法对短叶茳芏湿地和养虾塘白天CH_4排放通量进行观测,并同步测定短叶茳芏湿地和养虾塘水体/沉积物理化指标.观测期间短叶茳芏湿地和养虾塘均表现为大气中CH_4的排放源,释放量变化范围分别为1.09~38.38 mg·m~(-2)·h~(-1)和0.01~65.38 mg·m~(-2)·h~(-1),均值分别为(11.67±1.99)mg·m~(-2)·h~(-1)和(18.69±4.84)mg·m~(-2)·h~(-1),重复测量方差分析统计结果表明:虽然在整个观测时间尺度上,养虾塘CH_4排放通量与短叶茳芏湿地无显著性差异(p0.05),但是在养殖期养虾塘CH_4排放通量显著高于同期短叶茳芏湿地(p0.05),增加了68.0%.短叶茳芏湿地CH_4排放通量与沉积物温度、间隙水总磷含量呈显著正相关关系(p0.01),养虾塘水-气界面CH_4排放通量与养殖水水深呈显著负相关关系(p0.01).亚热带河口感潮沼泽湿地围垦成为陆基养虾塘后增加了CH_4排放通量.     

排水速率对潮汐流人工湿地中CANON作用的强化

为强化潮汐流人工湿地（TFCW）中基于亚硝化的全程自养脱氮（CANON）作用,探究了不同排水速率（v_d）下系统中氮素的迁移转化机制与微生物特征.结果表明,v_d可显著影响TFCW中脱氮功能微生物的数量与活性,进而影响其氮素转化速率.当v_d由1.00降至0.50L/min时,填料层中逐渐形成较为严格的限氧环境,有利于短程硝化的稳定和厌氧氨氧化菌的富集,进而有助于CANON反应体系在TFCW中形成.而当v_d小于0.50L/min时,填料层中溶解氧相对不足,好氧氨氧化菌活性受到抑制,数量随之减少,CANON作用的强化效果有限,系统脱氮性能受到影响.当v_d为0.50L/min时,TFCW中的CANON作用可得到最大限度的强化,系统脱氮性能达到最佳,其TN和NH₄⁺-N的去除负荷分别为（116.79±13.16）和（102.75±4.35） mg/（L·d）.对v_d的合理设置可实现TFCW中CANON作用的强化,有利于CANON型人工湿地的构建.     

氮、硫输入对河口湿地土壤有机碳矿化的实验研究

通过室内培养实验,研究了氮、硫输入对闽江河口湿地土壤有机碳矿化和土壤理化性质的影响.结果表明:NH_4Cl(N1)、NH_4NO_3(N3)、K_2SO_4(S)和NH_4Cl+K_2SO_4(NS1)处理显著促进了湿地土壤有机碳矿化速率(p0.05),较对照分别提高了76.57%、60.09%、83.20%和52.59%,并且不同处理下土壤有机碳矿化速率均表现为随培养时间的增加而递减.氮、硫输入在不同时间对湿地土壤有机碳矿化的影响不尽一致,在前6 d各处理的促进作用最明显.湿地土壤有机碳累积矿化量在不同处理下均表现为随培养时间逐渐增加,其增长速率在培养初始阶段较快,而后逐渐减慢;不同培养时间有机碳累积矿化量在N1、N3、S和NS1处理下与对照处理间均存在显著差异(p0.05).短期培养结束后,N3、NS1处理显著增加了湿地土壤DOC含量(p0.05);N1、N3、NS1和NH_4NO_3+K_2SO_4(NS3)处理均显著增加了土壤NH_4~+-N含量(p0.05);KNO_3(N2)、N3、NS2和NS3处理均显著增加了土壤NO_3~--N含量(p0.05);S、NS1、NS2和NS3处理均显著增加了土壤SO_4~(2-)含量(p0.05).不同处理下湿地土壤Cl-、pH、EC具有微弱的波动变化特征,但在不同处理组间均不存在显著差异(p0.05).多元回归分析显示,DOC、NH_4~+-N和SO_4~(2-)是氮、硫输入处理下影响闽江河口湿地土壤有机碳矿化速率的主要控制因素.     

Predictors of specialist avifaunal decline in coastal marshes

Coastal marshes are one of the world's most productive ecosystems. Consequently, they have been heavily used by humans for centuries, resulting in ecosystem loss. Direct human modifications such as road crossings and ditches and climatic stressors such as sea‐level rise and extreme storm events have the potential to further degrade the quantity and quality of marsh along coastlines. We used an 18‐year marsh‐bird database to generate population trends for 5 avian species (Rallus crepitans, Tringa semipalmata semipalmata, Ammodramus nelsonii subvirgatus, Ammodramus caudacutus, and Ammodramus maritimus) that breed almost exclusively in tidal marshes, and are potentially vulnerable to marsh degradation and loss as a result of anthropogenic change. We generated community and species trends across 3 spatial scales and explored possible drivers of the changes we observed, including marsh ditching, tidal restriction through road crossings, local rates of sea‐level rise, and potential for extreme flooding events. The specialist community showed negative trends in tidally restricted marshes (?2.4% annually from 1998 to 2012) but was stable in unrestricted marshes across the same period. At the species level, we found negative population trends in 3 of the 5 specialist species, ranging from ?4.2% to 9.0% annually. We suggest that tidal restriction may accelerate degradation of tidal marsh resilience to sea‐level rise by limiting sediment supply necessary for marsh accretion, resulting in specialist habitat loss in tidally restricted marshes. Based on our findings, we predict a collapse of the global population of Saltmarsh Sparrows (A. caudacutus) within the next 50 years and suggest that immediate conservation action is needed to prevent extinction of this species. We also suggest mitigation actions to restore sediment supply to coastal marshes to help sustain this ecosystem into the future.     

疏勒河上游地表水水化学主离子特征及其控制因素

在系统收集了疏勒河流域上游河水、地下水、降水和冰雪融水水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和Piper阴阳离子三角图等方法,对疏勒河上游地表水中主离子组成特征及其控制因素进行了分析.结果表明,流域内不同水体(大气降水、河水和地下水)之间的主离子组成以及水化学类型差异显著.河水TDS的变化范围为51.7~432.3 mg·L-1,平均值为177.7 mg·L-1;河水中阳离子Ca2+、Mg2+的百分比为45%和31%,优势阴离子为HCO-3,占阴离子总量的75%,河水的水化学类型主要为HCO-3-Ca2+-Mg2+型;河水中主离子浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给;地表水样品的水化学组成落在Gibbs分布模型的中翼偏左端,表明研究区的水化学离子组成受到岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,且岩石风化作用对水化学离子组成的影响更加显著.