【摘 要】
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海岸带是经济社会发展最重要、人类活动最频繁的区域之一,易受风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害影响。在可持续发展的背景下,为抵御未来可能的灾害风险,各国政府和学者近年来开始探讨利用盐沼植被构建海岸防护工程。现有研究主要关注盐沼植被消浪能力与评估,但较少关注其流速衰减能力。潮间带是潮流和植被相互作用最频繁的区域,该区域的盐沼植被通过减缓近底部流速,促进悬沙落淤、降低床面侵蚀风险,对沿海区域生态安全、社会经济与
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（金砖国家时空数据高可信关键技术及其应用研究,2018YFE0101000）； 上海市科委科研计划项目（崇明东滩生态修复评估与调控技术研究,18DZ1204802）；
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海岸带是经济社会发展最重要、人类活动最频繁的区域之一,易受风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害影响。在可持续发展的背景下,为抵御未来可能的灾害风险,各国政府和学者近年来开始探讨利用盐沼植被构建海岸防护工程。现有研究主要关注盐沼植被消浪能力与评估,但较少关注其流速衰减能力。潮间带是潮流和植被相互作用最频繁的区域,该区域的盐沼植被通过减缓近底部流速,促进悬沙落淤、降低床面侵蚀风险,对沿海区域生态安全、社会经济与生态环境的可持续稳定发展起到重要作用。为揭示不同季节、地上生物量、流速和水深条件下盐沼植被流速衰减能力差异,评估潮滩盐沼植被的流速衰减能力。本研究以长江口潮间带的海三棱藨草（Scirpus mariqueter）、互花米草（Spartina alterniflora）为研究对象,于2019年6月～11月以及2020年6月～11月在长江口崇明东滩与南汇边滩设计并建立野外观测样带开展野外原位观测,收集水文动力、植被和沉积地貌数据,研究水深缺失、异常流速数据处理和数据标记方法,并构建数据仓库存储处理后的数据。以单位距离流速衰减率量化不同季节、地上生物量、流速和水深条件下盐沼植被流速衰减能力差异。建立地物遥感分类、植被地上生物量遥感估算模型以及“流速-水深-地上生物量-单位距离流速衰减率”的关系方程,进而构建并实现基于遥感和野外观测数据的流速衰减能力空间评估模型,利用空间网格评估长江口典型岸段盐沼植被流速衰减能力空间差异,模拟特定植被和水文条件下流速随距离的变化过程,并构建Web GIS平台提供在线数据和评估服务。利用以上方法和手段,获得主要研究结论如下:（1）现场观测结果发现不同季节盐沼植被流速衰减能力存在差异,盐沼植被流速衰减能力与地上生物量成正比。不同季节盐沼植被单位距离流速衰减率强弱关系表现出海三棱藨草夏季（1.18%/m）>秋季（0.98%/m）>冬季（0.56%/m）,互花米草冬季（1.41%/m）>夏季（1.28%/m）>秋季（1.25%/m）的规律,冬季海三棱藨草由于其地上部分在水力作用下丧失,流速衰减能力快速下降,而冬季互花米草保持挺立,生物量损失较少且水深较低,流速衰减能力较高。海三棱藨草在地上生物量较高时（0.39 kg/m2）单位距离流速衰减率是较低时（0.18 kg/m2）的1.76倍;互花米草在地上生物量较高时（0.89 kg/m2）流速衰减能力是较低时（0.61 kg/m2）的1.36倍。（2）盐沼植被流速衰减能力与植被边缘流速正相关,与植被边缘水深为负相关。植被边缘流速不同时,夏季、秋季和冬季海三棱藨草单位距离流速衰减率与植被边缘流速的相关性系数分别为0.88、0.72和0.97,互花米草分别为0.99、0.97和0.69。植被边缘水深不同时,夏季、秋季和冬季海三棱藨草单位距离流速衰减率与植被边缘水深相关性系数分别为-0.96、-0.92和0.97,互花米草分别为-0.87、-0.91和-0.82。（3）模型空间评估结果显示崇明东滩盐沼植被总体流速衰减能力较强,中低风险岸段占比超过87%。模拟结果显示植被带中流速随距离均呈指数型衰减,完全衰减所需海三棱藨草植被带更宽。2020年8月崇明东滩海三棱藨草和互花米草盐沼面积分别为864.12 hm2和142.91 hm2,地上生物量分别介于0.33 kg/m2～0.86 kg/m2和1.39 kg/m2～6.70 kg/m2,生物量呈现由海向陆递增的趋势。崇明东滩东南部与互花米草区盐沼植被流速衰减能力强,东北部零星岸段弱。中低风险岸段长度合计大于87%,高风险岸段主要在崇明东滩东北部海三棱藨草生长较稀疏的区域。植被带内流速随距离呈指数型衰减的规律,海三棱藨草植被带中流速完全衰减所需的距离更长,在本文研究中的流速（18 cm/s）、水深（0.76 m）和植被地上生物量条件下,75 m左右的互花米草植被带即可使流速完全衰减,而海三棱藨草则需要超过150m。
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