南海三个珊瑚礁沙洲地貌特征及其演变
文献类型：学位论文
| 作者 | 周胜男 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 施祺 |
| 关键词 | 南海，沙洲，数字高度模型DEM，多光谱遥感，地貌特征与演变 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 海洋地质 |
| 其他题名 | Geomorphic Feature and Evolution of Three Coral Cays in the South China Sea |
| 英文摘要 | 南海珊瑚岛礁广泛分布，具有重要的战略地位和意义。珊瑚礁沙洲和灰沙岛出露于珊瑚礁之上，经历着不同的发育阶段，改变着南海珊瑚岛礁的数量、分布以及地貌特征。珊瑚礁沙洲是灰沙岛发育早期阶段的一种地貌类型，其地貌特征及演变研究有助于揭示南海珊瑚礁灰沙岛地貌形成演变机制，也可为人工岛礁稳定性研究提供重要参考。但目前国内相关方面的研究少之又少，本文的研究有利于弥补相关领域的空缺。珊瑚礁沙洲具有较高的不稳定性，其形成发育是生物动力地貌过程的结果，与礁坪水深密切相关，受到气候和水动力条件的影响。遥感测深因覆盖广、速度快、实时高效等优点而广泛用于珊瑚礁水下地形调查研究，为沙洲的地貌与动力过程和机制研究提供重要支撑。本文开展了南海三个珊瑚礁上三个沙洲的现场调查测量和4个时期卫星影像的遥感分析。利用现场测量数据构建了珊瑚礁现代沙洲的三维数字高度模型DEM，利用遥感影像数据重建了近十年来不同时期珊瑚礁沙洲的DEM，分析揭示了珊瑚礁现代沙洲和过去不同时期沙洲的地形地貌特征以及近十年来沙洲地貌演变过程和规律，并探讨了珊瑚礁沙洲形成及演变过程中气候及水动力环境的影响。主要结论如下：（1）根据现场实测DEM，并基于理论最低潮面和平均海平面，分别划分了三个珊瑚礁沙洲的整体沙洲和出露沙洲，计算获得各自的基本地形地貌参数。整体沙洲明显呈现为周边低的砾滩和中部高的沙洲凸起两部分，地形高度和坡度转折明显，外围砾滩地势平缓，坡度较小；沙洲中部凸起地势较高，坡度较大。出露沙洲形态大小各异，但整体都呈现NE-SW向弧形展布，西北侧外凸，东南侧内凹；出露沙洲外缘斜坡明显，内部坡度平缓；出露沙洲外凸侧平均坡度则略小于内凹侧平均坡度。（2）南沙洲和中沙洲区的出露沙洲地势呈现周高中低，西高东低的特点，且中部分布有多条砾脊相交于沙洲外凸侧的一条连续的主砾脊，并逐渐降低汇聚于沙洲东部。而北沙洲区的出露沙洲呈简单的中高周低的特点，无多重砾脊分布。推断沙洲的发育由最初珊瑚枝块堆积于中部形成凸起，逐渐向北东和南西两侧以砾脊形式扩展，最终形成沙洲由内向外的洼地-砾脊-砾滩的地貌分带模式。（3）通过珊瑚礁现代沙洲的遥感影像与实测DEM的拟合分析，构建了沙洲和礁坪高度反演的多波段拟合模型，对4个时期的珊瑚礁沙洲进行了遥感影像的高度反演，并重建了不同时期沙洲的DEM。近十年来三个珊瑚礁整体沙洲的变化较为一致，整体沙洲的范围和堆积量都呈增长趋势，主要体现在较低高度的砾滩面积的增大。而出露沙洲的变化不尽相同，总体上北沙洲区出露沙洲的位置向北西方向有较大幅度的移动，沙洲的范围和堆积量减小；南沙洲区出露沙洲的位置向东有小幅移动，沙洲范围和堆积量增大；而中沙洲区出露沙洲位置向南东方向有小幅移动，沙洲范围减小但堆积量变化不明显。（4）珊瑚礁沙洲形成发育的关键动力因素是礁区波浪的折射汇聚，在礁坪上某个水动力平衡位置发生堆积。通常在礁坪前端迎风面形成高能汇聚区而发育砾洲，在礁坪后端形成低能汇聚区而发育砂洲。在季风和水动力条件季节性交替影响下，研究区珊瑚礁礁坪上高能和低能环境交替出现，砂洲遭受侵蚀，砾洲合为一体，最终发育形成以砾洲为主体的与盛行风向较为一致的珊瑚礁沙洲。（5）三个珊瑚礁区近十年来的风场较为稳定，而表层海流年际变化较大，长期的风和海流对三个珊瑚礁沙洲变化的影响呈现出从北往南的过渡变化。位置偏北的北沙洲主要受风的影响，位置居中的中沙洲则受到风和海流的共同影响，而位置偏南的南沙洲主要受海流的影响。长期风和海流形成的风浪和海浪作用促进了三个礁整体沙洲水下浅滩部分的堆积和扩展。但风的作用造成北沙洲区出露沙洲偏北向的移动和侵蚀缩小；风和海流的共同作用造成中沙洲区出露沙洲偏南向的移动，同时风的侵蚀也造成中沙洲区出露沙洲的缩小；而海流的作用则造成南沙洲区出露沙洲的堆积增加以及偏东向的移动。（6）珊瑚礁沙洲的形态和位移也受到热带气旋的影响。近十年来途径研究区的热带气旋多为热带低压，对南沙洲和中沙洲造成短暂影响，而对这两个沙洲的长期变化趋势影响不显著；但对北沙洲的影响主要表现为热带气旋叠加到长期风场的影响之上，共同驱动沙洲的变化。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18111]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（硕士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周胜男. 南海三个珊瑚礁沙洲地貌特征及其演变[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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