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河海大學師生在重要學術期刊上發表沿岸流作用下平行潮溝系統形成機制研究

2024-06-25科學

潮溝系統是河口海岸環境中典型的地貌單元,作為海陸間交換水、沙、營養等物質的重要通道,其規模和發育過程決定著潮灘濕地系統的穩定,並對海岸地區生態環境的健康有著深遠影響,被譽為濱海濕地的「血管」。潮溝系統的形態千姿百態,以往研究主要關註樹枝狀的潮溝系統,而鮮有針對平行潮溝的報道。其實,平行潮溝系統在全球範圍內也是一種廣泛分布的河口海岸地貌結構,該系統的各條潮溝具有規模相似、間距相等、走向平行且與岸線垂直等特點。特別地,這些垂直於岸線的平行潮溝可以在沿岸流主導的環境中產生。雖然平行潮溝系統分布廣泛、特征鮮明,但目前系統性研究較少,其形成機制和演變規律尚不清楚。

河海大學師生聯合華東師範大學、紐西蘭奧克蘭大學、義大利帕多瓦大學研究人員,透過遙感影像技術分析了全球的21處典型平行潮溝系統,並結合海岸動力地貌學數值模擬對平行潮溝系統的形成與演變規律進行了深入研究。遙感分析的結果表明,相當一部份平行潮溝與岸線近似呈現90°夾角,夾角大小受到剖面地形、水動力、植被等環境因子在沿岸方向上的均勻性控制,其中潮灘剖面形態是主要影響因素。透過對陡坎型和緩坡型兩種潮灘演變過程的模擬,發現陡坎型潮灘上沿岸流漫灘時迅速的流向偏轉是使潮溝垂直於岸線的根本原因,而緩坡情況下流向平緩的過渡更容易形成彎曲、傾斜的潮溝。

本研究由河海大學港口海岸與近海工程學院海岸帶資源與環境研究所周曾教授、龔政教授、張長寬教授、耿亮博士、張穎碩士、韋以璋博士生、谷玉先博士生和華東師範大學徐凡副研究員、奧克蘭大學Giovanni Coco教授、帕多瓦大學Andrea D’Alpaos教授、Alvise Finotello博士共同完成,研究成果在學術期刊【Nature Communications】上發表了題為「Cross-shore parallel tidal channel systems formed by alongshore currents」的研究論文(https://www.nature.com/articles/s41467-024-49176-2)。該研究得到了國家重點研發計劃計畫「典型海岸侵蝕防護與活力海岸構建關鍵技術(2022YFC3106201)」的資助,對於深入理解海岸地貌系統演變機制、評估海岸生態環境對氣候變遷的響應規律等具有重要意義。(通訊員:張春平)