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海岸盐沼湿地是海岸系统的重要组成部分。江苏海岸湿地总面积超过5000km2,但人类围垦活动的加剧潮滩使盐沼湿地面积迅速减少;为了达到海岸防护、保滩促淤的目的,先后引种了大米草和互花米草。米草的引种对原有沉积地貌演化格局产生很大影响,并由此引起潮间带物质循环和生态系统特征的变化。
本文通过对江苏王港潮滩盐沼的剖面形态的测量、以及不同季节的盐沼表层沉积物、滩面水样和柱状样的采集,研究了引种互花米草对江苏潮滩沉积地貌演化的影响。根据滩面表层底质样品的粒度数据,分析了不同季节不同盐沼植被类型中沉积物的富集特征及表层沉积物的输运趋势;对不同植被类型的潮滩盐沼沉积物柱状样,分析了常规柱状样采集方法中经常出现的压缩率问题;根据对沉积剖面的210Pb和137Cs测年分析,探讨了210Pb的本底及影响210Pb富集的因素,估算了王港潮滩盐沼的沉积速率;根据所获的沉积物和地貌资料,讨论了王港潮滩沉积地貌演化过程的阶段性,并探讨了计算过程中可以使用的指标。
王港潮滩盐沼沉积物以细颗粒物质为主,沉积物类型可细分为砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和粘土质粉砂等5类;总体上沉积物由岸向海逐渐变粗,但在互花米草区域沉积物变细,这是由于互花米草具有很强的捕集细颗粒沉积物的功能。受水动力作用和生物生长的季节性差异影响,沉积物粒度特征呈现明显变化,其中互花米草滩内沉积物秋季最细、夏季最粗;大米草滩内沉积物春季最细、秋季最粗;盐蒿滩内沉积物沉春季最细、夏季最粗,且略粗于互花米草滩内沉积物而比大米草滩内沉积物细。粒径趋势分析表明,互花米草滩内的物质无一定输运趋势,而盐蒿滩和大米草滩有明显的向岸和向附近潮水沟的物质输运趋势。9个柱状样沉积物粒度参数资料表明,有两个柱状样的沉积过程出现数个旋回,其他柱状样沉积剖面上的粒度变化均出现了向上先变细、然后逐渐变粗、再逐渐变细的特征。
潮滩被潮水周期性淹没,沉积物含水量不能达到饱和状态,再加上生物钻穴活动,在柱状样采集过程中出现采样管内压缩。正确认识柱状样采集的压缩过程对恢复柱状样长度和解译沉积记录有重要的影响。在采集柱状样过程中存在着两种类型的压缩过程,第一类压缩是管内沉积物样品的压缩,第二类压缩是采样管以下样品的压缩。压缩率与沉积物含水量、分选系数、粘土含量有关。根据对两类压缩的分析,提出了将采样管内所获柱样长度换算为实际长度的计算方法。
王港潮滩盐沼沉积物对210Pb的吸附作用很弱;受风暴潮、生物扰动、物源变化及实验误差等因素的影响,在210Pbex剖面上出现了数据异常点,将这些数据点剔除后计算得到的沉积速率为3.3cma-1;137Cs测年显示,该地区1963年以来的平均沉积速率3.1cma-1,与210Pb法及前人研究结果相一致。根据一个典型剖面的137Cs测年数据分析,王港潮滩盐沼的沉积过程根据地貌特征的不同可分为三个阶段,大米草覆盖阶段滩面高程迅速增加,互花米草覆盖阶段滩面淤积速率略有减缓,但仍高于相同高程上的其他滩面类型;将中潮时滩面水体平均悬沙浓度和悬沙中值粒径代入滩面淤长模型计算,结果与137Cs测年结果相当。