高位池养殖尾水排放对海滩沉积物粒形分布的影响研究

doi:10.3969/j.issn.1000-5641.2025.02.010

华东师范大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 2025 ›› Issue (2): 97-105.doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2025.02.010

• 海岸带人类活动与沉积响应 • 上一篇下一篇

高位池养殖尾水排放对海滩沉积物粒形分布的影响研究

李高聪¹(), 袁明明¹, 廖健², 祁雅莉¹, 唐杰平¹, 夏琼¹^,*()

1. 广东海洋大学电子与信息工程学院, 广东湛江　524088
2. 广东海洋大学水产学院, 广东湛江　524088

收稿日期:2023-12-26 接受日期:2024-03-11 出版日期:2025-03-25 发布日期:2025-03-27
通讯作者: 夏琼 E-mail:gcli@gdou.edu.cn;xiaqiong2013@gmail.com
作者简介:李高聪, 男, 博士, 研究方向为河口海岸环境演变. E-mail: gcli@gdou.edu.cn
基金资助:
广东省基础与应用基础研究基金(2022A1515240023); 广东海洋大学科研启动经费 (060302112304, 060302112312, 060302112104); 广东海洋大学“恒立生科卓越科研项目”重点项目 (B23335-1)

Study on the influence of high-level pond aquaculture effluent discharge on the particle shape distribution of beach sediments

Gaocong LI¹(), Mingming YUAN¹, Jian LIAO², Yali QI¹, Jieping TANG¹, Qiong XIA¹^,*()

1. College of Electronic and Information Engineering, Guangdong Ocean University, Zhanjiang,Guangdong　524088, China
2. College of Fisheries, Guangdong Ocean University, Zhanjiang,Guangdong　524088, China

Received:2023-12-26 Accepted:2024-03-11 Online:2025-03-25 Published:2025-03-27
Contact: Qiong XIA E-mail:gcli@gdou.edu.cn;xiaqiong2013@gmail.com

摘要/Abstract

摘要：

高位池养殖尾水直排海滩后滨是华南海岸较为普遍的人类活动, 探究此类活动对海滩沉积物信息分布格局的影响机理对于提升海岸带资源的可持续利用具有重要意义. 基于表层沉积物5种粒形参数的特征值、空间变化特征、粒形参数之间的相关性, 探讨了湛江东海岛中部高位池影响岸滩和未影响岸滩粒形参数分布信息的异同及其原因. 结果表明: ① 两类岸滩粒形参数平均值的特征值较为接近; ② 两类岸滩的宽长比、圆度和凸度的空间变化趋势存在一定差异, 而对称度和球度的空间变化趋势一致; ③ 两类岸滩的粒形参数之间、粒形参数与粒度参数之间的拟合方程主要呈相关性不显著关系. 高位池养殖尾水的排放过程及其产物冲沟地形改变了海滩剖面的流场和物质分配过程, 是两类岸滩粒形参数存在差异的主要原因. 提供了一个高位池养殖活动如何影响海滩沉积物粒形信息分布特征的研究案例, 成果有助于提升对海水养殖活动与砂质岸滩地貌过程相互作用机理方面的认识.

关键词: 海滩表层沉积物, 粒形参数, 高位池尾水排放, 湛江东海岛

Abstract:

The direct discharge of high-level pond aquaculture effluent onto beaches is a common human activity along the South China coast. Investigating the mechanisms by which such activities affect the distribution patterns of beach sediment information is crucial for the sustainable utilization of coastal resources. This study explored the similarities and differences in the distribution of particle shape parameters between the beach influenced by high-level pond aquaculture and the unaffected beach, along with the reasons behind them, using characteristic values, spatial variation characteristics, and correlations among five particle shape parameters of surface sediments. The results show that: ① the characteristic values of the average particle shape parameters of the two types of beaches are relatively close; ② presence of certain differences in the spatial variation trends of aspect ratio, circularity, and convexity between the two types of beaches, amidst consistent spatial variation trends of symmetry and sphericity; and ③ the relationships between particle shape parameters and between particle shape parameters and grain size parameters in the two types of beaches were not significantly correlated. The discharge process of high-level pond aquaculture effluent and the resulting changes in gully topography alter the flow field and material distribution process of beach profiles, the primary reasons for the differences in particle shape parameters between the two types of beaches. This study provides a case study on how high-level pond aquaculture activities affect the distribution characteristics of beach sediment particle shape information. The findings contribute to a better understanding of the interaction mechanisms between marine aquaculture activities and sandy beach geomorphological processes.

Key words: beach surface sediments, particle shape parameters, high-level pond effluent discharge, Donghai Island, Zhanjiang

中图分类号:

P736.21+3

李高聪, 袁明明, 廖健, 祁雅莉, 唐杰平, 夏琼. 高位池养殖尾水排放对海滩沉积物粒形分布的影响研究[J]. 华东师范大学学报（自然科学版）, 2025, 2025(2): 97-105.

Gaocong LI, Mingming YUAN, Jian LIAO, Yali QI, Jieping TANG, Qiong XIA. Study on the influence of high-level pond aquaculture effluent discharge on the particle shape distribution of beach sediments[J]. J* E* C* N* U* N* S*, 2025, 2025(2): 97-105.

图/表 4

图1

表1

表2

表3

参考文献 32

1	李高聪, 莫金玲, 王中铎, 等. 高位池养殖尾水排放对海滩表层沉积物横向粒度分布的影响初探 [J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2025(2): 86-96.
2	徐德峰, 李彩虹, 王冼民, 等.. 湛江对虾产业现状、困境与发展建议. 广东农业科学, 2014, 41 (6): 136- 139.
3	牛金中, 武沛文, 宋大伟, 等.. 湛江地区对虾养殖模式调查与分析(上). 科学养鱼, 2017, (7): 1- 3.
4	牛金中, 武沛文, 宋大伟, 等.. 湛江地区对虾养殖模式调查与分析(下). 科学养鱼, 2017, (8): 1- 3.
5	彭亚非. 砂质海滩溅浪带表层沉积物粒度特征及其与水动力环境的关系——以东海岛龙海天沙滩为例 [D]. 广州: 华南师范大学, 2007.
6	李志强, 刘长华, 杜健航, 等.. 复经验正交函数方法对湛江南三岛海滩剖面季节变化动态特征研究. 海洋工程, 2012, 30 (2): 79- 86.
7	朱士兵, 李志强, 张智在, 等.. 雷州半岛东部平直海滩地形动力状态研究. 黑龙江水利, 2015, 1 (11): 24- 28.
8	李天光, 高伟, 周庆杰, 等.. 东海岛东北部砂质岸滩年度冲淤变化及沉积物运移分析. 海岸工程, 2016, 35 (4): 10- 18.
9	李志强, 陈杏文.. 湛江东海岛裂流风险评价. 海洋开发与管理, 2016, 33 (S2): 73- 78.
10	ZHANG J B, YANG B, CHEN T, et al.. Metal speciation and pollution assessment of Cd and Pb in intertidal sediments of Donghai Island, China. Regional Studies in Marine Science, 2016, 6, 37- 48.
11	杨奇铮, 李萍, 高伟, 等.. 东海岛东北部典型岸段短期冲淤变化及影响因素分析. 海洋科学进展, 2016, 34 (4): 532- 541.
12	冯淼彦, 董治宝, 黄日辉, 等.. 广东省东海岛海岸老鼠艻(Spinifex littoreus)草丛沙堆形态及沉积特征. 中国沙漠, 2019, 39 (6): 167- 176.
13	李志强, 朱士兵, 曾春华.. 台风影响下海滩表层沉积物变化研究. 中国水运, 2021, 21 (2): 68- 70.
14	MACHENDIRANATHAN M, HU Y Q, CHEN W C, et al.. Consequences of anthropogenic activities and beach dynamics on vertical distribution of microplastics in the mid-intertidal sediments of Donghai Island, China. Water Science and Technology, 2022, 86 (6): 1342- 1357.
15	李德文, 康艳蕊, 李大伟.. 基于动态图像法的河流砂和湖滩砂粒形-粒度特征对比. 第四纪研究, 2015, 35 (2): 484- 492.
16	罗章, 蔡斌, 陈沈良.. 动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较. 沉积学报, 2016, 34 (5): 881- 891.
17	程武风, 陈沈良, 钟小菁, 等.. 岬湾海滩沉积物粒度粒形分布及其输运趋势的指示. 沉积学报, 2024, 42 (5): 1541- 1552.
18	RETSCH. Evaluation software CAMSIZER X2 Manual [Z]. Hann, Germany: Retsch Technology GmbH, 2018.
19	FRIEDMAN G M.. Comparison of moment measures for sieving and thin-section data in sedimentary petrological studies. Journal of Sedimentary Research, 1962, 32 (1): 15- 25.
20	BLOTT S J, PYE K.. GRADISTAT: A grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments. Earth Surface Processes and Landforms, 2001, 26 (11): 1237- 1248.
21	葛同明, 樊利民, 徐行, 等.. 雷琼地区湛江组、北海组的古地磁学研究. 海洋地质与第四纪地质, 1994, 14 (4): 61- 70.
22	林晓东, 宗永强.. 湛江组沉积相特征. 地层学杂志, 1990, 14 (3): 195- 202.
23	黄镇国, 蔡福祥, 韩中元, 等. 雷琼第四纪火山 [M]. 北京: 科学出版社, 1993.
24	李平日.. 华南沿海沙堤的年代学研究. 科学通报, 1989, 34 (12): 928- 931.
25	李拴虎.. 湛江湾外航道二侧浅滩冲淤变化的成因分析. 科学技术与工程, 2013, 13 (35): 10595- 10599.
26	王庆, 朱君, 战超.. 海岸侵蚀与防护技术研究进展. 海岸工程, 2022, 41 (4): 301- 312.
27	李高聪, 李志强, 朱士兵, 等.. 图解法和矩值法海洋沉积物粒度参数的对比. 广东海洋大学学报, 2020, 40 (6): 96- 101.
28	李高聪, 梁荣鑫, 仝长亮, 等.. 图解法和矩值法粒度参数的定性对比: 以琼州海峡岸滩表层沉积物为例. 海洋学报, 2023, 45 (2): 98- 109.
29	张才学, 孙省利, 陈春亮.. 湛江港湾表层沉积物重金属的分布特征及潜在生态危害评价. 广东海洋大学学报, 2006, 26 (3): 45- 49.
30	李自超, 蒲晓强, 赵辉, 等.. 湖光岩玛珥湖表层沉积物粒度特征及其物源指示意义. 广东海洋大学学报, 2017, 37 (3): 93- 99.
31	黄鑫, 蒲晓强.. 热液活动对海底沉积物中有机质的影响. 广东海洋大学学报, 2017, 37 (1): 117- 124.
32	谭靖千, 高苑, AVINMALSIM A G, 等.. 环雷州半岛海底表层沉积物brGDGTs组成分布特征及其环境意义. 广东海洋大学学报, 2021, 41 (5): 84- 93.

剖面	粒形参数	$r_{\mathrm{A}} $		$d_{\mathrm{CI}} $		$d_{\mathrm{CO}} $		$d_{\mathrm{SY}} $
剖面	粒形参数	r	p	r	p	r	p	r	p
P1	$d_{\mathrm{CI}} $	0.759	0.004	1.000	0.000	0.895	0.000	–0.307	0.332
	$d_{\mathrm{CO}} $	0.872	0.000	0.895	0.000	1.000	0.000	0.050	0.876
	$d_{\mathrm{SY}} $	0.262	0.411	–0.307	0.332	0.050	0.876	1.000	0.000
	$d_{\mathrm{SP}} $	0.932	0.000	0.837	0.001	0.936	0.000	0.246	0.442
P2	$d_{\mathrm{CI}} $	–0.768	0.004	1.000	0.000	–0.687	0.014	–0.329	0.296
	$d_{\mathrm{CO}} $	0.904	0.000	–0.687	0.014	1.000	0.000	–0.790	0.002
	$d_{\mathrm{SY}} $	0.546	0.067	–0.329	0.296	–0.790	0.002	1.000	0.000
	$d_{\mathrm{SP}} $	0.368	0.239	0.000	1.000	0.616	0.033	0.921	0.000
P3	$d_{\mathrm{CI}} $	0.437	0.206	1.000	0.000	0.501	0.140	0.738	0.015
	$d_{\mathrm{CO}} $	0.938	0.000	0.501	0.140	1.000	0.000	0.904	0.000
	$d_{\mathrm{SY}} $	0.760	0.011	0.738	0.015	0.904	0.000	1.000	0.000
	$d_{\mathrm{SP}} $	0.792	0.006	0.781	0.008	0.903	0.000	0.992	0.000
P4	$d_{\mathrm{CI}} $	–0.323	0.306	1.000	0.000	–0.354	0.259	–0.148	0.646
	$d_{\mathrm{CO}} $	0.967	0.000	–0.354	0.259	1.000	0.000	0.802	0.002
	$d_{\mathrm{SY}} $	0.732	0.007	–0.148	0.646	0.802	0.002	1.000	0.000
	$d_{\mathrm{SP}} $	0.647	0.023	0.312	0.324	0.661	0.019	0.835	0.001
P5	$d_{\mathrm{CI}} $	0.263	0.434	1.000	0.000	0.044	0.898	0.001	0.998
	$d_{\mathrm{CO}} $	0.873	0.000	0.044	0.898	1.000	0.000	0.486	0.129
	$d_{\mathrm{SY}} $	0.521	0.100	0.001	0.998	0.486	0.129	1.000	0.000
	$d_{\mathrm{SP}} $	0.590	0.056	0.460	0.154	0.475	0.140	0.875	0.000
P6	$d_{\mathrm{CI}} $	0.442	0.150	1.000	0.000	0.530	0.076	0.427	0.166
	$d_{\mathrm{CO}} $	0.842	0.001	0.530	0.076	1.000	0.000	0.790	0.002
	$d_{\mathrm{SY}} $	0.505	0.094	0.427	0.166	0.790	0.002	1.000	0.000
	$d_{\mathrm{SP}} $	0.575	0.051	0.589	0.044	0.831	0.001	0.973	0.000

粒度参数	剖面	$r_{\mathrm{A}} $		$d_{\mathrm{CI}} $		$d_{\mathrm{CO}} $		$d_{\mathrm{SY}} $		$d_{\mathrm{SP}} $
粒度参数	剖面	r	p	r	p	r	p	r	p	r	p
平均粒径	P1	0.654	0.021	0.972	0.000	0.842	0.001	−0.408	0.188	0.750	0.005
	P2	0.973	0.000	−0.778	0.003	0.929	0.000	0.541	0.069	0.335	0.288
	P3	0.269	0.453	−0.554	0.097	0.031	0.931	−0.386	0.270	−0.359	0.308
	P4	0.934	0.000	−0.300	0.343	0.955	0.000	0.617	0.032	0.556	0.061
	P5	0.738	0.009	0.058	0.864	0.889	0.000	0.052	0.879	0.105	0.759
	P6	0.663	0.019	0.290	0.361	0.481	0.114	−0.129	0.690	−0.045	0.890
分选系数	P1	−0.743	0.006	−0.892	0.000	−0.728	0.007	0.204	0.525	−0.806	0.002
	P2	−0.709	0.010	0.215	0.501	−0.682	0.015	−0.501	0.097	−0.567	0.055
	P3	−0.756	0.011	−0.526	0.118	−0.552	0.098	−0.438	0.205	−0.522	0.122
	P4	−0.264	0.407	−0.543	0.068	−0.278	0.381	−0.130	0.686	−0.521	0.082
	P5	−0.120	0.726	−0.493	0.123	−0.138	0.686	−0.062	0.856	−0.332	0.318
	P6	−0.407	0.189	−0.790	0.002	−0.449	0.143	−0.333	0.290	−0.445	0.148
偏态	P1	−0.124	0.701	−0.597	0.040	−0.392	0.208	0.786	0.002	−0.159	0.622
	P2	−0.504	0.095	0.362	0.247	−0.317	0.315	0.047	0.884	0.172	0.594
	P3	−0.191	0.597	0.694	0.026	−0.186	0.606	0.155	0.669	0.211	0.559
	P4	−0.918	0.000	0.233	0.466	−0.894	0.000	−0.689	0.013	−0.666	0.018
	P5	−0.834	0.001	−0.167	0.623	−0.888	0.000	−0.343	0.302	−0.372	0.259
	P6	−0.407	0.189	−0.261	0.412	−0.295	0.351	0.138	0.669	0.003	0.992
峰态	P1	0.617	0.033	0.319	0.313	0.430	0.163	0.206	0.521	0.463	0.130
	P2	0.385	0.216	−0.054	0.867	0.161	0.617	−0.241	0.450	−0.173	0.591
	P3	0.815	0.004	0.533	0.113	0.858	0.002	0.777	0.008	0.772	0.009
	P4	0.431	0.161	0.617	0.033	0.403	0.194	0.226	0.479	0.610	0.035
	P5	0.020	0.953	0.182	0.591	0.094	0.784	−0.308	0.357	−0.152	0.655
	P6	0.548	0.065	0.066	0.839	0.462	0.131	0.302	0.340	0.335	0.287

海岸类型	自变量	因变量	回归方程相关程度的占比/%
			p < 0.01				0.01 ≤ p <0.05				p ≥ 0.05
			\|r\|<0.3	0.3≤\|r\|<0.5	0.5≤\|r\|<0.8	\|r\|≥0.8	\|r\|<0.3	0.3≤\|r\|<0.5	0.5≤\|r\|<0.8	\|r\|≥0.8	p ≥ 0.05
受影响岸滩	粒形参数	粒形参数	0	0	16.67	36.67	0	0	13.33	0	33.33
	平均粒径	粒形参数	0	0	13.33	26.67	0	0	6.67	0	53.33
	分选系数	粒形参数	0	0	13.33	13.33	0	0	20	0	53.33
	偏态	粒形参数	0	0	6.67	0	0	0	13.33	0	80
	峰态	粒形参数	0	0	13.33	13.33	0	0	6.67	0	66.66
未受影响岸滩	粒形参数	粒形参数	0	0	6.67	26.67	0	0	10	0	56.67
	平均粒径	粒形参数	0	0	6.67	20	0	0	13.33	0	60
	分选系数	粒形参数	0	0	6.67	0	0	0	0	0	93.33
	偏态	粒形参数	0	0	0	26.67	0	0	13.33	0	60
	峰态	粒形参数	0	0	0	0	0	0	13.33	0	86.67

高位池养殖尾水排放对海滩沉积物粒形分布的影响研究

Study on the influence of high-level pond aquaculture effluent discharge on the particle shape distribution of beach sediments

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 32

相关文章 1

编辑推荐

Metrics

本文评价