潮间带沉积物抗侵蚀性的垂直分异机制：暴露蒸发作用的季节性调控

针对潮间带沉积物稳定性受气象条件影响机制不明的问题，研究人员通过冬夏两季现场观测，揭示了暴露蒸发对沉积物抗侵蚀性（τcr 和SS）的垂直梯度强化效应。研究发现夏季蒸发使τcr 提升近2倍，且水分含量（夏季）与粒径D50（冬季）分别成为季节性主导控制因子，为理解潮滩地貌动态响应气候变化提供了新依据。

　　

在全球气候变化与海平面上升的背景下，潮间带泥滩作为海岸带重要的生态屏障，其沉积物稳定性直接关系到地貌维持与生态功能。然而，潮滩沉积物抗侵蚀性（erodibility）的时空异质性机制尚未明晰，特别是大气暴露过程中蒸发作用如何通过物理-生物耦合过程影响沉积物垂直结构稳定性，成为制约海岸带适应性管理的关键科学问题。现有研究多聚焦表层毫米级沉积物对水动力的响应，忽视了暴露蒸发可能通过水分迁移、盐度梯度、生物膜（EPS）生长等过程对深层沉积物产生的"自上而下"的调控效应。

针对这一空白，江苏海岸带研究团队在《Marine Geology》发表的研究，通过冬夏两季的现场观测与分层采样，首次系统揭示了暴露蒸发对潮滩沉积物抗侵蚀性垂直分异的季节性驱动机制。研究采用分层临界剪切应力（τ_cr
）测量、剪切强度（SS）测试、环境参数连续监测等技术，结合盐城大丰斗龙港潮滩的0-4 cm垂直分层样本分析，构建了暴露持续时间-蒸发强度-沉积物稳定性响应的定量关系框架。

主要技术方法
研究选择江苏盐城斗龙港潮滩为实验区，在2021年1月（冬季）和2022年8月（夏季）分别开展5天和14天的现场观测。采用分层采样装置获取表面层、2 cm亚表层和4 cm深层的沉积物，同步测定τ_cr
、SS、水分含量、盐度、粒径（D50）和胞外聚合物（EPS）等参数，结合气象站记录的蒸发强度数据，建立参数间的相关性模型。

研究结果

1. 单潮周期内水分含量的动态响应
夏季蒸发强度达冬季2倍，导致暴露期各层水分含量骤降（夏季表层降幅达15%），而冬季仅表层出现轻微脱水。这种差异直接导致夏季τ_cr
垂直梯度显著增强，深层SS值较冬季提升近1倍。

2. 垂直抗侵蚀性的主控参数
夏季水分含量与τ_cr
呈强负相关（R²
=0.82），而冬季D50和盐度成为主导因子。生物膜（EPS）在夏季的增殖进一步通过生物胶结作用增强沉积物稳定性，但其调控效应弱于物理脱水过程。

3. 暴露持续时间与蒸发强度的协同效应
延长暴露时间使τ_cr
垂直变异性提升40%，且夏季高温加速盐分向亚表层迁移，形成盐度-水分耦合的"抗侵蚀壳层"。这种结构在后续潮汐循环中仍能保持部分稳定性。

结论与意义
该研究证实潮滩暴露蒸发通过"脱水-盐析-生物膜"三重机制塑造沉积物抗侵蚀性的垂直分异格局：夏季强蒸发驱动水分快速流失，使τ_cr
垂直梯度较冬季扩大2倍，且效应可延伸至4 cm深度；冬季则以粒径分选和盐度冻结为主导过程。这一发现突破了传统表层侵蚀模型的局限，为预测海平面上升背景下潮滩地貌演变提供了关键参数化依据。研究特别指出，未来极端气候事件（如热浪）可能通过增强蒸发-脱水正反馈，进一步加剧潮滩沉积物的空间异质性，这为海岸带韧性规划提出了新的科学挑战。