福建海壇島海岸海灘—沙丘系統(tǒng)表層砂物質(zhì)粒度特征及其環(huán)境意義

張文靜，李志忠，洪東銘，于曉莉，苑秀全,賴海成，申健玲

(1. 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，福建 福州350007； 2. 濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)地理過程省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州350007；3. 福建師范大學(xué)地理研究所，福建 福州350007)

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福建海壇島海岸海灘—沙丘系統(tǒng)表層砂物質(zhì)粒度特征及其環(huán)境意義

張文靜1,2，李志忠1, 2, 3，洪東銘1,2，于曉莉1,2，苑秀全1,2,賴海成1,2，申健玲1,2

(1. 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，福建 福州350007； 2. 濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)地理過程省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州350007；3. 福建師范大學(xué)地理研究所，福建 福州350007)

摘要：通過對(duì)福建海壇島北部蘆洋海岸海灘—沙丘系統(tǒng)3個(gè)典型剖面的表層砂樣的粒度分析，探索海灘與海岸沙丘砂物質(zhì)輸移特征及其動(dòng)力環(huán)境意義.結(jié)果表明： 1) 蘆洋海岸橫向沙丘表面粒度組成以細(xì)砂和中砂為主，平均值為1.76 Ф；海灘砂的粒度組成以細(xì)砂、中砂和粗砂為主，平均值為1.82 Ф，總體粒度特征為分選較好、正態(tài)分布和中等峰態(tài).2)蘆洋海灘砂樣品主要是波浪作用的產(chǎn)物，雖然海岸沙丘砂部分樣品具有一定的波浪作用特征，但顯示風(fēng)力搬運(yùn)沉積為主的粒度特點(diǎn).3)蘆洋海灘—沙丘系統(tǒng)各個(gè)地貌部位表層砂樣的粒度參數(shù)的空間變化較小，表明研究區(qū)波浪作用和風(fēng)力作用的耦合影響且沉積環(huán)境比較穩(wěn)定.

關(guān)鍵詞：海灘—沙丘系統(tǒng)；粒度特征；動(dòng)力環(huán)境；福建海壇島

0引言

海岸帶是受陸—?！?dú)夤餐绊懙奶厥獾貛?，海岸沙丘和海岸風(fēng)沙沉積反映了陸地、大氣和海洋之間的相互作用，成為記錄海平面變化和海岸環(huán)境演變的良好信息載體[1-3].但是長(zhǎng)期以來，因外動(dòng)力作用因素的時(shí)空變異，研究者常將海濱和海岸作為獨(dú)立的地貌系統(tǒng)進(jìn)行研究[4].20世紀(jì)80年代，Short和Hesp通過分析海濱動(dòng)力狀態(tài)類型與海岸沙丘類型的關(guān)系，提出了海濱地貌動(dòng)力狀態(tài)與海岸沙丘相互作用的基本模式，認(rèn)為海灘與海岸沙丘共同構(gòu)成一個(gè)不可分離的復(fù)合動(dòng)力地貌系統(tǒng)[5].

近年來，國(guó)外關(guān)于海灘—沙丘系統(tǒng)相互作用關(guān)系的研究表明，海灘和沙丘演化過程經(jīng)常伴隨著強(qiáng)烈耦合的沉積通量聯(lián)系[5-7].國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)海岸沙丘形成發(fā)育、古地理環(huán)境演變與地貌變化特征進(jìn)行了一定的研究[8-11]，但通過對(duì)海灘—沙丘系統(tǒng)表層砂物質(zhì)的粒度特征分析探討兩者之間動(dòng)力聯(lián)系的研究還較為少見.

粒度特征是沉積物和沉積巖的主要特征之一，它可以作為沉積物及沉積巖分類的定量指標(biāo)，是對(duì)沉積環(huán)境進(jìn)行分析與對(duì)比的重要依據(jù)[12].因此，粒度分析是沉積環(huán)境研究中普遍運(yùn)用的方法之一，技術(shù)已相當(dāng)成熟.不同類型的沉積，由于搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)強(qiáng)度的不同造成粒度組成的時(shí)空變化，所以通過粒度分析可以有效地重建沉積物形成的環(huán)境及體現(xiàn)搬運(yùn)動(dòng)力的特征[13-16].

目前，普遍采用的研究方法，是根據(jù)樣品的粒度分析數(shù)據(jù)計(jì)算出沉積物粒度參數(shù)和粒度組成，再依據(jù)這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)推測(cè)沉積環(huán)境動(dòng)力性質(zhì)和演變.Folk在Sinmpson沙漠[17]、Lancaster在Namib沙漠[16]縱向沙丘粒徑變化研究中，得出沙丘砂粒徑變化與沙源沉積物粒度組成密切相關(guān)的結(jié)論.Ahlbrandt[18]和Pye[19]肯定偏度與平均粒徑有一定的關(guān)系.周娜等[20]對(duì)雅魯藏布江米林寬谷段新月形沙丘的粒度分異進(jìn)行了研究.陳渭南等[21]對(duì)塔克拉瑪干沙漠腹地縱向沙垅表面和丘間地沙物質(zhì)進(jìn)行了粒度分析，總結(jié)出沙漠腹地表面沙物質(zhì)粒度特征的空間變化規(guī)律.王中波等[22]指出沉積物粒度分布受物源、外營(yíng)力等多種因素影響，因此導(dǎo)致粒度特征的空間變化.但上述研究基本上集中于內(nèi)陸沙漠沙丘的研究，鮮見有針對(duì)海灘—沙丘系統(tǒng)砂物質(zhì)粒度特征分異規(guī)律的研究.

近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者在我國(guó)海岸風(fēng)沙的粒度分布特征[23-25]、海岸沙丘砂與海灘砂粒度特征比較分析[26]、海岸風(fēng)沙地貌與成因[9]、風(fēng)沙災(zāi)害防治與海岸保護(hù)[27]等方面進(jìn)行了比較廣泛的研究，但是往往把海岸沙丘和海灘分開分析，很少將海灘—沙丘系統(tǒng)作為一個(gè)整體來研究.本文嘗試把福建海壇島北部砂質(zhì)海岸的海灘—沙丘作為系統(tǒng)整體，根據(jù)海灘—沙丘系統(tǒng)表層砂樣的粒度特征及其物源聯(lián)系，結(jié)合海壇島現(xiàn)代氣象(風(fēng)速、風(fēng)向的季節(jié)變化)資料，探討海壇島北部蘆洋海岸海灘—沙丘系統(tǒng)的動(dòng)力環(huán)境特點(diǎn).

1研究區(qū)概況

圖1　研究區(qū)域及采樣位置圖Fig. 1　Map of the study area and sampling location

海壇島位于我國(guó)閩中沿海，東瀕臺(tái)灣海峽，西臨海壇海峽.介于北緯25°20′～25°40′、東經(jīng)119°40′～119°52′之間(圖1).海壇島地貌以丘陵、臺(tái)地和濱海平原為主[28].氣候類型為南亞熱帶半濕潤(rùn)海洋性季風(fēng)氣候，暖熱濕潤(rùn).年平均氣溫19.5 ℃，最熱月為7月，最冷月為2月.年均降水量1 151.5 mm，且降水季節(jié)分配不均，全年降水主要集中在3～9月，占全年降水量的81%左右[29]，年相對(duì)濕度81%(圖2).海壇島地處臺(tái)灣海峽西岸，大風(fēng)日數(shù)多，風(fēng)力強(qiáng)勁，夏季多臺(tái)風(fēng).受季風(fēng)和臺(tái)灣海峽走向的制約，風(fēng)向具有明顯的季節(jié)性變化，夏季盛行西南風(fēng)，冬季盛行東北風(fēng).常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹NE，僅6～8月份以偏南風(fēng)為主[30].鄭斯中[31]研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)東南地區(qū)近兩千年氣候濕潤(rùn)狀況的變化表現(xiàn)出長(zhǎng)短不同的周期性，有逐漸變干的趨勢(shì),這種趨勢(shì)為海壇島海岸風(fēng)沙地貌發(fā)育提供了有利的條件.

圖2　福建海壇島多年平均降水量(mm)、氣溫(℃)、風(fēng)向頻率、平均風(fēng)速及最大風(fēng)速Fig. 2　Averaged annual precipitation,temperature,wind direction frequency,mean and maximum wind velocity ofHaitan Island,Fujian

2材料與方法

2.1研究區(qū)海岸帶沙丘地貌特征與采樣

海壇島北部的蘆洋浦平原海岸沙丘帶，大致呈現(xiàn)NNW-SSE向條帶狀平行于海岸線分布，覆蓋面積約68 km2(圖1C)[32-33].根據(jù)野外調(diào)查，蘆洋海岸沙丘系統(tǒng)主要由岸前沙丘、平沙地、穹形沙丘、線形沙丘和臺(tái)地丘陵覆蓋沙地組成[34]，以岸前沙丘、線形沙丘、平沙地最為常見[35].本研究所選取的沙丘類型主要是平行于盛行風(fēng)方向的岸前沙丘(橫向沙丘).沙丘的迎風(fēng)坡及部分丘頂已被沙生植被所覆蓋，背風(fēng)坡鮮有植物，無喬木植被.由于本文研究的重點(diǎn)是現(xiàn)代海岸海灘—沙丘系統(tǒng)的動(dòng)力環(huán)境特點(diǎn)，所以已經(jīng)被木麻黃(CasuarinaequisetifoliaL.)防護(hù)林體系穩(wěn)定的岸后沙丘不予考慮.

采樣斷面設(shè)計(jì)為3條平行于主導(dǎo)風(fēng)向NNE向且垂直海岸線的縱斷面，依次采集現(xiàn)代海灘—沙丘系統(tǒng)的表層粒度沙樣10個(gè)，分別是潮間帶下、潮間帶中、潮間帶上、潮上帶下、潮上帶上、迎風(fēng)坡坡腳、迎風(fēng)坡坡中、丘頂、背風(fēng)坡中、背風(fēng)坡坡腳,3個(gè)采樣縱斷面分別編號(hào)為ly101～ly110，ly201～ly210，ly301～ly310.

2.2實(shí)驗(yàn)方法

粒度測(cè)試采用英國(guó)馬爾文儀器公司生產(chǎn)的MasterSizer2000激光粒度分析儀，儀器測(cè)量范圍為0.02～2 000 μm，粒級(jí)分辨率為0.01 Ф，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)試3次，以減小誤差.重復(fù)測(cè)試相對(duì)誤差小于5%，最后取其平均值.實(shí)驗(yàn)過程如下：稱取經(jīng)過2 mm篩后混合均勻的風(fēng)干待測(cè)樣品9 g，放入潔凈的燒杯，加入5 mL10%的H2O2溶液靜置24 h以去除有機(jī)質(zhì)，加入5 mL10%的HCL，加熱使其充分反應(yīng)后，給燒杯注滿蒸餾水靜置24 h.之后再抽取幾次蒸餾水(一般3～5次)，重復(fù)幾次直至溶液呈中性為止.正式上機(jī)測(cè)試前，加入5 mL 0.05 mol·L-1的(NaPO3)6進(jìn)行分散，并用超聲波振蕩3～5 min之后上機(jī)測(cè)試.

粒度分級(jí)根據(jù)溫德華粒徑分級(jí)表中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，共分為7 級(jí)，分別為粘土(<0.002 mm)、粉砂(0.002～0.063 mm)、極細(xì)砂(0.063～0.125 mm)、細(xì)砂(0.125～0.25 mm)、中砂(0.25～0.5 mm)和粗砂(0.5～1.0 mm)、極粗砂(1～2 mm).

粒度參數(shù)計(jì)算方法為Folk-Ward圖解法[13]，其公式如下：

其中：φ為尤登-溫德華式等比例粒級(jí)；φ5、φ16、φ25、φ50、φ75、φ84、φ95分別代表累積曲線上5%、16%、25%、50%、75%、84%、95%對(duì)應(yīng)的φ值粒徑.上述粒度實(shí)驗(yàn)在福建省濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)-地理過程省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成.

3樣品分析結(jié)果

3.1粒度組成與粒度參數(shù)

粒度分析結(jié)果(表1)顯示，蘆洋海岸橫向沙丘粒度組成以中砂、細(xì)砂和粗砂為主，三者總含量約為97.19%.其中，中砂平均含量為47.42%，細(xì)砂平均含量為37.12%，粗砂平均含量為12.65%，同時(shí)含有少數(shù)極細(xì)砂和極粗砂.海灘砂的粒度組成以細(xì)砂、中砂和粗砂為主，平均含量分別為39.47%，48.41%，9.37%.從粒度組成上看，海岸沙丘砂的粗砂、極粗砂含量高于海灘砂，而粉砂、極細(xì)砂、細(xì)砂、中砂含量小于海灘砂，說明這兩個(gè)沉積環(huán)境的動(dòng)力條件具有一定的差異性，可能反映了其風(fēng)力作用和波浪動(dòng)力作用的不同，同時(shí)粒度組成的相似性可能指示了兩種沉積環(huán)境在物源和動(dòng)力條件方面的緊密聯(lián)系.

與現(xiàn)代海岸沙丘[23]對(duì)比(表2)，蘆洋海岸的沙丘砂的極粗砂、極細(xì)砂、粉砂、粘土含量較少，粗砂含量較多，中砂和細(xì)砂含量相差不大.極粗砂和粉砂、粘土含量較少說明研究區(qū)海岸帶風(fēng)速較穩(wěn)定，不如溫帶海岸的風(fēng)速變化大.蘆洋海灘砂具有受波浪作用的特征，但極粗砂含量較溫帶海岸海灘砂少，粉砂含量較多，證明研究區(qū)海灘地帶波浪作用較溫帶海岸更弱，且后期遭受強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用，使粉砂含量增多.

表1　海壇島蘆洋砂質(zhì)海岸各位置的平均沉積粒度組成

表2　海壇島蘆洋砂質(zhì)海岸與其他風(fēng)力沉積環(huán)境砂物質(zhì)平均粒度組成比較

圖3為各采樣位置樣品的粒度參數(shù)對(duì)比.從圖中可以看出，蘆洋海岸橫向沙丘砂的平均粒徑介于0.93～2.18 Ф之間，平均值為1.76 Ф；海灘砂的平均粒徑介于1.49～2.19 Ф之間，平均值為1.82 Ф.沙丘砂與海灘砂的標(biāo)準(zhǔn)差非常接近，總體分選較好，表明二者的搬運(yùn)動(dòng)力具有相對(duì)的穩(wěn)定性.所采集的30個(gè)樣品中，除局部?jī)商幊事晕⒄拓?fù)偏外，其余均呈近對(duì)稱分布.所有樣品均為中等峰態(tài).總體粒度參數(shù)特征基本符合海岸沙丘沉積物粒度的一般規(guī)律.海灘砂與沙丘砂粒度特征的相似性，表明二者可能具有共同的砂物質(zhì)來源.

從表3可知，研究區(qū)蘆洋海岸沙丘砂的粒度參數(shù)特征與其他區(qū)域典型海岸風(fēng)成砂粒度參數(shù)[23,36]相似，總體表現(xiàn)出明顯的海岸風(fēng)成砂特征.各地海岸沙丘砂粒度特征的差異，應(yīng)當(dāng)是由我國(guó)東部沿海南北自然地理?xiàng)l件的區(qū)域性差異造成的.

粒度參數(shù)具有一定的判別沉積環(huán)境的意義，但單一的粒度參數(shù)難以區(qū)分兩種相似的沉積環(huán)境.所以本文嘗試運(yùn)用粒度參數(shù)散點(diǎn)圖來進(jìn)一步綜合分析沙丘砂與海灘砂的沉積環(huán)境差異.對(duì)比蘆洋海岸的海灘砂和沙丘砂粒度參數(shù)散點(diǎn)圖(圖4)可以看出，兩者之間的區(qū)分程度很低，說明研究區(qū)海灘砂與沙丘砂的沉積環(huán)境具有很大的相似性和穩(wěn)定性，這一點(diǎn)與董玉祥觀點(diǎn)[23]一致.

圖3　海壇島蘆洋砂質(zhì)海岸各采樣點(diǎn)樣品的粒度參數(shù)Fig. 3　The grain-size parameters at different sites on coastal dunes at Luyang,,Haitan Island

地點(diǎn)類型平均粒徑均值/Ф標(biāo)準(zhǔn)偏差均值偏度均值峰態(tài)均值蘆洋沙丘砂1.840.600.010.95海灘砂1.760.620.000.94長(zhǎng)樂沙丘砂2.310.510.000.93海灘砂————溫帶海岸沙丘砂2.010.600.071.19海灘砂1.650.59-0.080.96

圖4　海壇島蘆洋海灘砂與沙丘砂粒度參數(shù)散點(diǎn)圖Fig. 4　The grain size parameter plot of beach and dune sands in Luyang, Haitan Island

3.2頻率分布曲線和概率累積曲線

頻率分布曲線圖以粒度為橫坐標(biāo)，各個(gè)粒級(jí)的百分含量為縱坐標(biāo)，曲線的形狀能非常直觀地反映出沉積物粗?；蚣?xì)粒部分的頻率大小及眾數(shù)的分布，沉積物的分選性也能明顯看出.從圖5中可以看出，所測(cè)的30個(gè)樣品的頻率曲線大多呈正態(tài)分布，峰值粒徑出現(xiàn)在208.93～316.228 μm之間，以細(xì)砂和中砂為主，說明蘆洋海岸海灘砂及沙丘砂的粒徑分布較為均一，在一定范圍內(nèi)不隨海灘長(zhǎng)度和所處位置而變化.樣品的頻率分布曲線均具有明顯的單峰特點(diǎn)，單峰高而窄，分選較好，粒級(jí)比較集中.由單峰頻率曲線的出現(xiàn)可知，海壇島蘆洋砂質(zhì)海岸的物源單一、且沉積環(huán)境較穩(wěn)定.

此外，剖面3的頻率累計(jì)曲線具有略微的細(xì)尾，而剖面1、2沒有，反映了該剖面的蘆洋海岸風(fēng)沙沉積后可能遭受了一定的化學(xué)風(fēng)化作用，從而導(dǎo)致細(xì)粒組分含量增加.

圖5　海壇島蘆洋海岸海灘砂和沙丘砂頻率曲線圖Fig. 5　The grain size distribution curves of beach and dune sands of the coast in Luyang，Haitan Island

概率累積曲線可定性地分析樣品的粒度特征，它表示大于任一選定粒徑的顆粒在樣品中的含量，橫坐標(biāo)為Ф值粒徑，縱坐標(biāo)為各粒徑的累積百分含量.由圖6可以看出，蘆洋海灘砂的概率累計(jì)曲線大部分呈現(xiàn)滾-跳-懸三段式.其滾動(dòng)組分不高；跳躍次組分為主，剖面1的跳躍組分中有一個(gè)截點(diǎn)，呈兩線段相交，可能由波浪的進(jìn)流與退流造成；懸浮組合含量很少，剖面1、3的背風(fēng)坡中段有小于4%的懸浮組分.

圖6　海壇島蘆洋海岸海灘砂和沙丘砂概率累積曲線圖Fig. 6　The probability cumulative curves of beach and dune sands of the coast in Luyang,Haitan Island

海壇島蘆洋海岸沙丘3個(gè)剖面非常相似，均以滾動(dòng)組分和跳躍組分占優(yōu)勢(shì).滾動(dòng)組分小于2%，跳躍組分含量大于90%，呈單一的直線段，斜率很大，分選較好，懸浮組分含量幾乎為0.僅剖面3的背風(fēng)坡中處有明顯的懸浮組分，含量約為0.5%～5%，總體區(qū)間較寬，斜率較小，分選較差.除此處外，其余3個(gè)剖面的各個(gè)采樣點(diǎn)砂樣概率累計(jì)曲線基本上由滾-跳-懸三段式組成.

綜合以上分析，海壇島蘆洋海灘砂具有波浪作用的典型特征，沙丘砂是來源于海灘砂，后經(jīng)風(fēng)力作用影響再搬運(yùn)沉積的產(chǎn)物，所以二者在粒度特征上呈現(xiàn)總體相似同時(shí)也存在著差異性.其中，海岸沙丘迎風(fēng)坡坡腳樣品的粒度特點(diǎn)，與海灘砂極為相似，而海岸沙丘頂部和背風(fēng)坡則具有典型風(fēng)成砂的粒度特點(diǎn)，即距離海灘(高潮線)越遠(yuǎn)的下風(fēng)方向，沙丘砂的粒度風(fēng)成特征越明顯.

4分析與討論

蘆洋海岸沿岸盛行風(fēng)年平均風(fēng)速僅為5.0 m/s(圖2)，但海壇島大風(fēng)天氣(氣象上把瞬間風(fēng)速達(dá)到或超過17.0 m/s的風(fēng)定義為大風(fēng))出現(xiàn)頻率較高，明顯地大于表層海灘砂粒的起動(dòng)風(fēng)速(6.07 m/s)[37]，強(qiáng)勁的向岸風(fēng)為產(chǎn)生由海灘向陸的風(fēng)沙流提供了動(dòng)力條件.從潛在風(fēng)沙搬運(yùn)量來看，風(fēng)能越大，潮上帶風(fēng)沙搬運(yùn)量越大，但是太大的風(fēng)能又對(duì)海岸沙丘產(chǎn)生強(qiáng)烈的風(fēng)蝕作用.平潭全年≥8級(jí)的大風(fēng)天數(shù)較多(62 d)，研究區(qū)海岸岸前沙丘高度并非最大，可能與較強(qiáng)的海岸風(fēng)能限制了沙丘高度的生長(zhǎng)有一定關(guān)系.

研究區(qū)地處閩江入?？谀喜亢Ｓ?，沿岸流攜帶了大量閩江泥沙在海壇島北部海灣堆積.研究區(qū)蘆洋浦具有向北敞開的寬廣海灘，且長(zhǎng)江澳海灣南部為地形起伏平坦的砂質(zhì)平原，為強(qiáng)勁的向岸風(fēng)提供了充沛的沙源和足夠長(zhǎng)的風(fēng)區(qū)，使研究區(qū)具有較高輸沙強(qiáng)度的風(fēng)沙流并形成了向岸堆積發(fā)育海岸沙丘的地貌動(dòng)力環(huán)境.

蘆洋海岸橫向沙丘表面粒度總體特征為以細(xì)砂和中砂為主，分選較好，正態(tài)分布和中等峰態(tài).表層海灘砂和表層沙丘砂的粒度組成與粒度參數(shù)的特征符合我國(guó)海岸帶海灘砂和沙丘砂的一般特征.在海灘砂和沙丘砂的粒度參數(shù)散點(diǎn)圖中，幾乎無法區(qū)分表層海灘砂與表層沙丘砂(圖4)，說明海灘上部和沙丘迎風(fēng)坡腳具有極其相似的沉積環(huán)境和動(dòng)力環(huán)境.且兩者的頻率分布曲線(圖5)與概率累積曲線(圖6)大體一致，也說明了這一點(diǎn).表明海壇島北部海岸的表層沙丘砂和表層海灘砂是以風(fēng)力作用和波浪作用為主要的外動(dòng)力因素，具有單一的砂物質(zhì)來源.陳方等[38]研究指出，海壇島大量的海岸帶第四紀(jì)松散堆積物是海岸風(fēng)沙沉積的物質(zhì)來源之一.結(jié)合野外考察結(jié)果，推測(cè)海灘砂以陸源河沙為主要沙源，沙丘砂則以海灘砂為主要沙源.由于蘆洋海灘和海岸沙丘之間是毗鄰的近源砂物質(zhì)輸移，隨著波浪作用向岸轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)力作用，海灘砂的粒度特點(diǎn)尚未充分發(fā)生距離分異，海灘砂就堆積發(fā)育為表層海岸沙丘砂，因此兩者的粒度組成和粒度參數(shù)表現(xiàn)出相當(dāng)程度的相似性.

從蘆洋海灘—沙丘表層系統(tǒng)粒度特征的空間分異特點(diǎn)看，是由海岸地貌系統(tǒng)中的波浪、季風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、海陸風(fēng)等因素綜合作用的結(jié)果.海灘砂和沙丘砂兩者粒度特征的空間變異，總體上顯示了由海灘向海岸沙丘的沉積環(huán)境的梯次變化，而各個(gè)部位粒度特征細(xì)節(jié)上的差別，是由海灘—沙丘系統(tǒng)局部動(dòng)力、波浪高低、潮汐大小以及海灘—沙丘系統(tǒng)之間的相互作用所導(dǎo)致的.

5結(jié)論

根據(jù)以上的分析和討論，可將福建海壇島北部蘆洋海岸海灘—沙丘系統(tǒng)表層砂物質(zhì)特征及環(huán)境意義總結(jié)如下：

1)海壇島蘆洋海岸橫向沙丘砂的粒度組成以細(xì)砂和中砂為主，平均粒徑介于0.93～2.18 Ф之間，平均值為1.76 Ф；表層海灘砂的粒度組成以細(xì)砂、中砂和粗砂為主，平均粒徑介于1.49～2.19 Ф之間，平均值為1.82 Ф.總體粒度特征表現(xiàn)為分選較好、正態(tài)分布和中等峰態(tài).

2)海壇島蘆洋表層海灘砂和表層沙丘砂的頻率分布曲線呈單峰形態(tài)，表現(xiàn)出一定程度的相似性，表明了比較穩(wěn)定的沉積環(huán)境和單一的物質(zhì)來源，反映兩者既相似又有變化的動(dòng)力環(huán)境——由以波浪作用為主漸次過渡到以風(fēng)力作用為主；各個(gè)部位海灘砂和沙丘砂概率累積曲線的空間變化特點(diǎn)大體相似.從總體粒度參數(shù)特征看，沙丘砂表現(xiàn)出明顯的海岸風(fēng)成砂特征，而海灘砂表現(xiàn)出較典型的波浪分選搬運(yùn)特點(diǎn).

3)研究區(qū)沙丘砂的物源前期主要來自上風(fēng)方向由波浪作用搬運(yùn)堆積的海灘砂，后期受離岸風(fēng)向的交替變化影響，使海灘—沙丘系統(tǒng)表層砂物質(zhì)粒度特征產(chǎn)生一定程度的混合.總體上研究區(qū)波浪作用和風(fēng)力作用對(duì)沉積環(huán)境的影響比較穩(wěn)定.除區(qū)域風(fēng)況因素外，研究區(qū)平緩開闊的地勢(shì)十分有利于海岸風(fēng)沙發(fā)育.此外，植被覆蓋、人類活動(dòng)的因素對(duì)海灘—沙丘系統(tǒng)表層的砂物質(zhì)粒度特征的影響機(jī)制，有待進(jìn)一步研究.

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收稿日期：2015-11-27

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41271031); 國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金項(xiàng)目(J1210067)；福建師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(cxxl-2015129).

通信作者：李志忠(1962—)，男，教授，博士，主要從事風(fēng)沙地貌與環(huán)境演變研究.E-mail:lizz@fjnu.edu.cn

doi:10.3969/j.issn.1674-232X.2016.04.016

中圖分類號(hào):P532

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1674-232X(2016)04-0427-10

The Surface Grain-size Characteristics and Environmental Significance of Beach-dune System in Haitan Island, Fujian Province

ZHANG Wenjing1,2, LI Zhizhong1, 2, 3, HONG Dongming1,2, YU Xiaoli1,2, YUAN Xiuquan1,2,LAI Haicheng1,2, SHEN Jianling1,2

(1.College of Geographical Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350007; 2.Key Laboratory Humid Subtropical Ecosystem and Geography, Ministry of Education, Fuzhou 350007; 3.Institute of Geography, Fujian Normal University, Fuzhou 350007)

Abstract:Based on grain size analysis of three typical sand specimens on the surface of beach-dune system in Luyang Coastal, Haitan Island, Fujian Province, the study researched grain size characteristics of beach and coastal dune sand and their environmental significance. The results showed that fine sand and medium sand mainly composed grain size of transverse dune in Luyang Coastal, and its average was 1.76 Ф, the composition of beach sands was mainly fine sand, medium sand and coarse sand, the average was 1.82 Ф, in general, grain size was high sorting degree, symmetrical skewness and middle degree kuriosis. Luyang Coastal sands sample was mainly influenced by wave action, dune sand had the characteristics of wave action partly, but mainly displayed the granularity characteristic of wind carrying sediment. Beach-dune system in Luyang Coastal had basically identical grain size characteristics of sand specimen on surface in each topography position, its spatial variation of grain size parameter was small, which showed that research institute was mainly influenced by wave and wind action and their sedimentary environment was steady.

Key words:beach-dune system; grain size characteristics; dynamic environment; Haitan Island