近海对台风的响应注记──Ⅰ.大亚湾海况对8708和8710号台风的综合响应

根据大亚湾海洋生态零点调查获得的水温、海流、潮位和气象观测资料，分析了1987年8月间大亚湾对8708和8710号台风的综合响应。结果显示，台风期间除增水外，整个大亚湾的水文结构因台风的影响发生了显著变化。其主要特征表现为：湾内垂直环流改变，海水层化消失，以及总体水温升高。分析表明，台风作用下垂直环流的调整可能是造成台风过程中大亚湾层化消失、总体水温升高的重要因素，而陆地边界的存在显然改变了海洋对热带风暴的响应特征。     

大亚湾海水混合交换特征

本文研究了大亚湾海水垂直与水平交换特征。结果表明:由于夏季表层水升温和粤东沿岸上升流高盐冷水入侵,大亚湾海水分层。大亚湾海水垂直循环属于单次混合型。高盐冷水入侵大亚湾的过程变异性很大,变化的时间尺度约15d,抬升速度为1.8×10~(-3)cm/s。     

近海对台风的响应注记：I.大亚湾海况对8708和8710号台风的综合响应

根据大亚湾海洋生态零点调查获得的水温，海流，潮位和气象观测资料，分析了１９８７年８月间大亚湾地８７０８和８７１０号以风的综合响应。结果显示，台风期间除增水外，整个大亚湾的水文结构因台风的影响发生了显著变化。其主要特征表现为：湾内事过境垂直环入变，海水层化消失，以及总体水湿。析表明，台风作用下垂直环流的调整可能是造成台风过程中大亚湾层化消失，总体水温升高的重要因素，而陆地边界的存在显然改变了海洋对热     

大亚湾温跃层形成及其对有关环境要素的影响

温跃层是海洋环境中的一种重要物理现象,对海洋的环境生态系统有着重要的影响。大亚湾温跃层是受粤东上升流和夏季表层海水升温双重作用而形成的。通过对大亚湾海域水温、盐度、溶解氧等众多环境要素的长期调查取样分析显示,该海域温跃层是季节性温跃层,一般发生在每年的5—10月份,6月下旬到9月中旬分层现象比较显著,盐跃层和氧跃层会相伴发生。受核电站热排水的影响,湾西侧尤其是核电站前海域的温跃层较其它区域明显和持久。数据显示在温跃层发生期内,由于海水的分层效应,温度、盐度、pH值、DO、BOD5和COD、营养盐及叶绿素等都受到不同程度的影响,形成明显的表底层差异或层次梯度。     

大亚湾西南海域尖笔帽螺2020年7月暴发期内的分布特征

尖笔帽螺是一种分布广泛的翼足类生物,在食物网与生物地球化学循环中起着重要作用。2020年7月,大亚湾出现高密度尖笔帽螺,给当地生态安全带来潜在风险。文章利用浮游生物成像仪（PlanktonScope）,以定点的方式对大亚湾西南海域的环境因子与尖笔帽螺密度进行采样,并对大亚湾高密度尖笔帽螺的分布特征进行研究。结果显示：在水平方向上,尖笔帽螺主要分布于西部湾口及长湾附近海域,其他海域分布相对较少;在垂向上,尖笔帽螺多分布于高温低盐的表层,低温高盐的下层水体分布较少;体长分布方面,湾口西部及其北侧海域尖笔帽螺体长较长,小辣甲西侧、北侧海域尖笔帽螺体长偏短,湾口中部海域体长远小于其他区域。通过分析结果发现,此次大亚湾湾内高密度尖笔帽螺存在随外海海流输入的可能;温盐分布结果表明,尖笔帽螺多出现在海水表层,其垂直分布可能也受海水分层及海流的影响。通过对尖笔帽螺分布特征的归纳与讨论,可以为后续该种生物的进一步溯源提供参考。     

大亚湾及其邻近海域冬季温度、盐度的分布及日变化特征

根据2018年1月冬季航次的水文实测资料,详细分析了大亚湾海水温度(T)、盐度(S)的分布特征。整体而言,观测海区海表相对于海底具有高温低盐的特征;同时,无论是表层还是近底层,大亚湾湾内的海水相对于湾外都呈现高温低盐的特征。观测期间,应是受到大亚湾核电站温排水的影响,湾内西侧存在一个高温中心。盐度的差异在近底层更加明显,低盐中心位于大亚湾的湾顶和大亚湾的中部海域,而高盐中心则主要分布于湾口西侧及惠东以东附近海域。太阳辐射和潮流变化是影响大亚湾温度、盐度变化的两大重要因素。其中,太阳辐射的影响主要局限于表层3~4 m,对近底层海水的影响较小;其加热效应使湾内和湾口附近的表层海水都表现出明显的昼夜变化。由潮汐和温度、盐度的对应关系可知,潮流对湾内温度、盐度的影响较大,而对湾外温度、盐度的影响较小。     

大亚湾1988年秋季水温层化的消退过程

本文利用1988年大亚湾海洋生态零点调查水文气象观测资料,分析讨论了1988年秋季大亚湾水温层化的消退过程。结果表明,该层化消退过程与1987年秋季的类似,始于9月初,历时约10d。消退过程主要表现为夏季侵入湾内的下层外海冷水和伴随它形成的强温跃层向外海退却。消退过程结束后湾内水柱平均温度升高,热含量增加。综合两年的观测结果表明:该水温层化消退是大亚湾夏秋之交出现的一种规律性的季节现象,可能是季风转变时陆架环流动力调整作用于大亚湾的结果。     

大亚湾秋季水温的层化消退过程

本文利用1986～1987年大亚湾海洋生态零点调查水文气象观测资料,分析讨论了大亚湾秋季水温层化消退过程。结果表明,该层化消退过程出现在初秋,历时短暂且伴随湾内水体热含量增加。该过程与秋季季风转换期粤东沿岸海洋动力调整及其和大亚湾的相互作用密切相关,外海暖水入侵和层化消退是河口和近海沿岸水相互作用的结果。     

乐清湾秋冬季养殖池塘水域环境变化特征

根据乐清湾北部养殖池塘内2013—2014年秋冬季水质监测资料分析:水温、溶解氧和表观耗氧量存在显著半日和日周期变化,盐度日周期变化比较复杂且不规则,盐度受降水过程影响显著。池塘水温在15℃以上时,易发生水体贫氧状态,需要进行水体增氧作业;水温在15℃以下时,水体处于富氧状态。水温变化位相超前溶解氧10~13h显著负相关,水温可以作为启动增氧作业的指标参数。     

大亚湾海水、表层沉积物中重金属含量及其分布特征

2014年8月和2019年8月分别对大亚湾海水以及表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的含量进行了两次调查,分析了各重金属元素的含量分布特征、超标情况及其变化趋势。结果表明,海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr在2019年的平均含量分别为0.9、0.8、4.2、0.01、0.33 μg/L,与2014年相比,各重金属元素在大亚湾湾内的含量明显下降。2014年,大亚湾海水中Cu、Pb、Zn、Cr的高值区靠近石化区第1条排污管线排污口所在海域。受石化区第2条排污管线投入使用的影响,2019年海水中Pb、Zn、Cr含量的高值区均位于大亚湾湾口附近,呈现出湾口含量高于湾内的分布特征。表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr在2019年的平均含量分别为14.3、31.6、74.4、0.07、27.1 μg/g,与2014年相比,Cd的平均含量明显下降,Cu、Pb、Zn的平均含量出现小幅上升。表层沉积物中重金属的分布特征在两次调查中基本相似,各重金属元素含量均在湾顶的石化区南侧海域较高,这与大亚湾的水动力特征以及陆源输入等因素有关。根据2019年的调查结果,海水中Pb的含量在大亚湾湾口和大鹏澳湾口附近超过第一类海水水质标准,其他元素未出现超标现象。表层沉积物中各重金属元素含量全部符合第一类海洋沉积物标准。     

基于奇异谱分析的深圳近海净初级生产力时间序列研究

海洋净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)长时间序列分析可获取NPP多年变化趋势、季节变化等动态信息,对海洋环境的监测与预报具有重要意义。本文以2003～2013年月际尺度净初级生产力卫星遥感产品为数据源,通过奇异谱分析提取标准化净初级生产力时间序列的长期趋势和周期振荡特征。研究表明,①浮标监测数据的叶绿素a浓度、海表温度与MODIS的叶绿素a浓度、海表温度产品变化趋势基本一致,NPP时间序列产品可用于分析深圳近岸海域净初级生产力的变化趋势。②空间分布上,深圳西部海域的NPP和叶绿素a浓度远高于大鹏湾和大亚湾,大鹏湾和大亚湾的NPP和叶绿素a浓度均值及变化趋势非常接近。三个海区NPP、叶绿素a浓度、海表温度和光合有效辐射在季风转换期变化剧烈。③长期趋势上,深圳西部海域呈现2 a周期波动趋势,在均值附近以年为周期上下波动。大鹏湾和大亚湾2003～2006年NPP低于平均水平, 2008年后NPP开始以年为周期围绕平均值上下波动, 2012年后NPP整体与均值持平。④周期特征上,深圳西部海域、大鹏湾和大亚湾的NPP呈"W"或"M"型周年变化,存在夏季主高峰(6～7月)和冬季次高峰(12～1月)。     

大亚湾和大鹏湾两个相邻海湾潮波浅水变形的异同分析

利用实测资料分析重构了大亚湾和大鹏湾潮汐水位“双峰”现象,确定了浅水分潮的异常增长是潮位“双峰”现象的主要成因,其中四分之一日分潮和六分之一日分潮起着至关重要的作用。通过SCHISM模型构建大亚湾和大鹏湾附近海域高分辨率水动力模型,模拟结果表明近岸海域,在大亚湾以东,潮汐类型为不规则全日潮,以西为不规则半日潮,在两个海湾内均为不规则半日潮;研究海域的潮流均表现为不规则半日潮流。四分之一日分潮和六分之一日分潮在大亚湾和大鹏湾的不同变形过程是造成两个相邻海湾水文差异的直接原因。通过构建不同底摩擦强度、消除水底地形以及改变海湾水深的数值实验研究表明,分潮传播方向与水深变浅方向是否一致,是导致两个海湾潮波浅水变形不同的根本原因。     

大亚湾营养物质变异特征

利用大亚湾现场调查和室内模拟数据,以及大亚湾生态网络17～18年8个航次的现场调查资料,采用营养状态质量指数(NQI)的方法评价大亚湾海域富营养化水平,结果表明,大亚湾海域除部分养殖海区为中营养状态外,大部分为贫营养状态;溶解态的无机磷和硅在过去10a多有较大幅度的下降,而溶解态的无机氮、溶解氧和叶绿素a则上升;浮游植物生长由过去认为由氮控制转变为现在由磷控制.分析了养殖海区底层海水、上覆水、沉积物间隙水中营养盐的含量及其化学形态.估算了沉积物-海水界面营养盐扩散通量,NH₄+,NO₂-,NO₃-,HPO₄2-,H₄SiO₄平均通量分别为302.0,-0.06,-1.82,2.53,47.6μmol/(m2·d).室内模拟了天然海水体系表层沉积物营养盐的吸附-解吸及其磷酸盐在沉积物上的吸附等温线.论述了大亚湾海域营养盐与赤潮的关系.     

大亚湾的环境研究

大亚湾自然条件优越,生物资源丰富,是当前广东经济开发的“热点”。本文从生态环境的角度讨论大亚湾的环境质量问题,并指出今后大亚湾的经济开发应注意环境保护问题。     

深圳东部近岸海域溶解氧的时空分布特征

根据2012—2016年的9个浮标自动监测数据, 分析了深圳东部近岸海域溶解氧浓度的时空分布特征及其与主要水质参数的相关关系。结果表明, 大亚湾海域溶解氧浓度含量在2.15~14.86mg·L^-1之间, 平均值为7.31mg·L^-1, 大鹏湾海域整体表层溶解氧浓度范围为1.43~15.61mg·L^-1, 平均值为7.13mg·L^-1; 在时间分布上, 深圳东部海域溶解氧含量呈现白天高于夜间, 春、夏、秋季低, 冬季高的趋势; 在空间分布上, 深圳东部海域溶解氧含量呈现出夏秋季大亚湾高于大鹏湾, 春冬季大亚湾和大鹏湾相差不大的特点。Pearson相关性分析表明, 该海区溶解氧含量与温度、盐度、浊度及叶绿素a存在显著的线性相关性, 且相关关系呈现出随季节变化的差异性。     

大亚湾夏季浮游植物群落结构及对淡澳河输入的响应特征*

浮游植物是水生生态系统的基础生产者, 其群落结构直接影响到生态系统的健康和安全。河流输入是人类活动影响大亚湾水体环境最重要的途径之一, 淡水输入改变了水体温度、盐度、浊度和营养盐等环境因子, 对浮游植物群落结构产生影响。文章调查研究了2015年河流输入最强的夏季丰水期大亚湾的水体环境因子和浮游植物群落结构, 分析了在较强河流输入影响下浮游植物群落结构的动态变化及其对环境因子的响应。结果发现, 夏季大亚湾淡澳河的输入使湾顶淡澳河口区域形成层化的低盐、高温、低透明度、高营养盐的水体, 湾中部表层水体则受一定强度河流羽流影响, 而湾口和湾中部底层水体主要受外海水影响。淡澳河淡水输入是夏季大亚湾外源性氮、磷营养盐的主要来源, 而硅酸盐除河流输入外, 外海水也输入较多的营养盐使得底层水体硅酸盐浓度较高。夏季大亚湾水体营养比例失衡较严重, 溶解无机磷是限制浮游植物生长的重要因子。硅藻是大亚湾夏季浮游植物的优势类群, 调查发现3种优势种[极小海链藻(Thalassiosira minima)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)]均为硅藻。通过聚类分析, 可将大亚湾夏季浮游植物群落主要分为3种类型, 分别为: 浮游植物丰度较大的极小海链藻藻华暴发的群落, 位于淡澳河口, 受河流输入影响明显; 中肋骨条藻占据优势的群落, 分布在受一定强度的河流及其羽流影响的湾顶和湾中部区域; 浮游植物丰度较低的群落, 无明显优势种, 主要分布在湾口海水影响区域。淡澳河口的水体环境有利于小型链状硅藻极小海链藻的快速繁殖并暴发了藻华, 藻华发生时的海水环境条件为: 温度30~31°C, 盐度17‰~31‰, 水体透明度0.45~1.2m。硅藻对不同营养盐利用的差异以及随后的生物碎屑和颗粒沉降过程导致藻华发生区域Si∶N值略降低, N∶P值显著升高。河流输入影响下, 单一物种大量生长使得浮游植物群落种类组成丰度分布极不均匀, 从而导致淡澳河口浮游植物群落的种类多样性和均匀度指数降低, 种类多样性和均匀度指数均从淡澳河口向湾口逐渐增大。     

大亚湾1987年与1989年海水特征的差异

本文利用大亚湾1987年与1989年海洋生态零点调查的资料,对该湾海水特征进行了分析。结果表明,冬季湾内存在着一个反气旋式环流的流动路径;夏季于不同年份该湾底层水向上涌升现的强弱有差异,南海沿岸底层水对大亚湾的入侵是明确的;春夏两季,局部气象条件对湾内的海水特征有明显影响。     

大亚湾海域温排水三维数值模拟

为了研究大亚湾海域核电站温排水热污染问题,本文利用POM模式建立了大亚湾潮流三维数值模型,在模型验证良好的基础上,结合建立在对流扩散理论基础之上的输运扩散模型,对大亚湾核电站和岭澳核电站一期工程合排后夏季两核电站温排水的稀释扩散过程进行了数值计算,得到了涨憩、涨急、落憩、落急四个典型时刻温升场的特征值,并进一步分析了温升场的变化特征。