珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

珠江口内伶仃洋水下地形地貌特征

珠江口海底管线、跨海大桥及港口码头堤坝等近岸海底工程构筑越来越多,为服务于当地的经济发展需要,广州海洋地质调查局使用数字测深仪、多波束水深测量系统和旁侧声纳扫描系统,对珠江口内伶仃岛以北水域(内伶仃洋)的水下地形地貌进行了调查。利用调查资料,分析了内伶仃洋的水下地形地貌特征,认为内伶仃洋水下格局总体上呈三滩两槽分布,发展趋势处于不断的淤浅和萎缩,但人为作用已对水下地形地貌产生了较大的影响,破坏了水下生态环境,应加强水域综合管理,加大环境保护力度。     

珠江口内伶仃洋沿岸土地利用动态分析

珠江口内伶仃洋沿岸地区近年来大规模填海造田,使虎门、蕉门、洪奇沥和横门四大口门日益缩窄,水泄不畅,对环境造成很大影响。根据2003年在珠江口内伶仃洋水域获得的海洋地质环境与地质灾害综合调查资料,结合调查区5个时相的遥感影像资料,运用遥感影像机助解译方法、GIS空间分析方法、GPS定位方法以及相应的数理统计方法,综合分析了内伶仃洋沿岸老城区土地利用动态变化的特点及若干驱动因素,认为内伶仃洋沿岸的土地利用已从早期的填海造田、围海养殖,转向用于发展工业及高新技术的厂房和港口建设的土地开发。     

珠江冲淡水季节变化及动力成因

依据珠江口及其附近海域2006-2007年4个航次的CTD资料,分析珠江冲淡水的扩展形态和垂向结构,结果表明:表层冲淡水仅在夏季同时向粤西和粤东扩展,其余季节以西向扩展为主,而底层冲淡水全年向西扩展;冲淡水的主体部分大致位于10 m水深之上,但最大厚度在秋季可以超过20 m水深。通过结合同期风、海流、潮汐资料分析发现径流和风是控制冲淡水扩展范围和垂向结构的关键因子,夏季珠江冲淡水的范围最广,其次是春季,冬季最窄;夏季西南季风有利于其向东及向外海扩展,东北季风驱使珠江冲淡水向西扩展并制约冲淡水向外海扩散;粤西的水位梯度全年都驱动沿岸流向西流,而粤东的水位梯度仅在夏季有利于珠江冲淡水东向扩散,相应的粤东沿岸流在夏季指向东北,其余季节均指向西南。     

珠江口最大浑浊带的形成与季节变化

应用Delft3D研究了珠江口最大浑浊带的分布以及影响因素。盐度和悬沙浓度的垂向分布揭示出最大浑浊带范围的变化。最大浑浊带在干季的悬沙浓度比湿季更大,而其中心位置与湿季相比向上游移动10 km。最大浑浊带的形成受到潮汐、径流和地形的综合影响,而沉积物的再悬浮和垂向环流为影响最大浑浊带的主要因素。     

珠江口伶仃洋滩槽发育演变影响因素的分析

珠江口伶仃洋汇集了虎门、蕉门、洪奇沥、横门的来水来沙,这些水、沙进入伶仃洋后,在各种因素的综合作用下,不断地运移,造成今天的伶仃洋三滩两槽复杂的水下地形。     

珠江口沉积物中重金属及其相态分布特征

分析了在珠江口采集的21个表层柱状沉积物样品重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg)的分布特征，并采用连续提取法，首次较系统地对该区沉积物中重金属元素的相态进行了研究。结果表明，珠江口表层沉积物中Zn、Cr、Cu、Cd等重金属含量呈现由西北逐渐向东南递减的变化特点，而Pb、As、Hg等重金属元素的含量分布无明显规律。重金属的相态分布表现为，Cu、Cd以吸附相为主，Cr、Hg以铁锰氧化物和有机结合相为主，Pb、Zn和As则表现为相对较为均匀地分布在3个或4个相态中，其中Pb以有机相稍占优势，Zn以铁锰氧化物相稍占优势，As则以水相稍占优势。重金属含量及相态分布的影响因素主要为污染源的排放(人为因素)和珠江口的水动力条件(自然因素)，如强径流和弱潮所引起的沉积物粒度组成、海水、底质的盐度以及pH、Eh等。     

夏季珠江口溶解氧垂向输运数值模拟研究

通过建立一个珠江口三维水质模型,对夏季珠江口溶解氧垂向输运进行研究。结果表明:潮汐、风及上升流间歇性破坏层化,令溶解氧垂向对流及扩散通量的方向和大小随潮汐发生周期性变化。在西四口门海域,由于水体层化稳定,垂向上对流及扩散作用产生的溶解氧输运通量都较小,且相互平衡;在伶仃洋内的深槽,径流与潮汐的相互作用强烈,层化被间歇性地打破,溶解氧的垂向对流通量大于扩散通量,导致底层溶解氧浓度产生波动;在伶仃洋内的西部浅滩上,层化相对稳定,溶解氧的垂向扩散通量大于对流通量。这表明在珠江口不同区域,垂向的对流扩散作用对溶解氧垂向输运起不同作用,从而影响表底层溶解氧的浓度。     

珠江口海域灾害地质因素及其与环境变化的关系

珠江口海域地质环境比较复杂, 孕育着多种灾害地质因素。通过收集的浅地层剖面、卫星遥感、钻孔资料及系统的野外调查, 研究了珠江口海域灾害地质类型及其分布, 编制了珠江口灾害地质示意图。珠江口海域灾害地质类型很多, 可划分为新构造灾害地质、侵蚀堆积灾害地质、承压流体塑性体灾害地质、结构不均匀性灾害地质4个类型, 包括活动断层、地震、浅层气、沙波、潮流沙脊、冲蚀槽沟、海岸侵蚀与淤积、陡坎、埋藏古河道、浅埋基岩面等。它们的分布范围很广且密集。新构造运动及晚更新世以来海平面变化, 决定了珠江口海域复杂的海洋灾害地质类型及分布。珠江口众多的灾害地质问题将会对经济发展和海底工程建设安全构成潜在威胁, 应该引起高度重视。     

珠江口内伶仃洋海域近百年来沉积物粒度变化和重金属分布特征

对珠江口内伶仃洋不同海域3个柱状样沉积物进行的210Pb测年和重金属分布特征垂向变化分析;研究了近百年来珠江口沉积速率时空变化;探讨了在自然作用和人类活动影响下重金属分布特点和累积因素。结果表明,珠江口内伶仃洋海域东西两岸的沉积物平均粒径4~7.5 φ,横门和深圳海域沉积物敏感组分呈现出显著双峰分布,粗细组分分界线为5.25 φ,淇澳岛沉积物敏感组分不明显,沉积环境较为稳定。基于210Pb测年的CIC模式,获得了各个岩心的现代沉积速率,横门海域沉积速率1.6 cm/a,淇澳岛海域沉积速率4.08 cm/a,0~70 cm深度内深圳西海岸海域沉积速率2.58 cm/a,70 cm以深沉积速率为4.47 cm/a。重金属含量分析表明,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb含量从1923-1986年维持较高水平,但是变化不大;1967-1983年的深圳海域和1983-2004年的淇澳岛海域,各重金属元素含量快速上升;进入2000年以后,2003-2005年和2008-2012年,重金属含量呈现逐年减小趋势,2005-2008年则表现为逐年上升;这些变化与沿岸的社会经济发展、重金属入海量紧密相关。     

伶仃洋表层沉积物特征及其泥沙运移趋势

根据伶仃洋表层沉积物的粒度分析资料,探讨表层沉积物的特征,并在此基础上应用Gao-Collins粒径趋势分析方法(GSTA模型)分析了伶仃洋表层沉积物的泥沙净输运趋势。结果表明,伶仃洋表层沉积物共有6种类型,其中以黏土质粉砂分布最广泛。受径流、潮流、波浪和陆架水入侵等多种动力作用,伶仃洋表层沉积物颗粒在北面最粗,南面次之,中间最细,东面略粗,西面略细;分选由中部向东、西两岸逐渐变好,但总体分选差;不同级配的泥沙分布和沉积特征存在差异。伶仃洋泥沙运移规律较复杂,泥沙呈现出向西南输运的总趋势;内伶仃洋四周泥沙受各种力作用,呈现出顺时针方向的环流运移,中心区域为最大浑浊带,泥沙以垂直落淤为主。淇澳岛以南至澳门半岛以东海域受粉砂和黏土向西扩散影响,泥沙向西运移。大屿海峡及外伶仃岛附近海域为高盐水入侵通道,泥沙向西北运移。     

珠江口伶仃洋地貌特征演变与纳潮能力变化研究

在自然和人为的双重作用下,珠江口伶仃洋地貌特征发生了巨大变化,改变了水动力环境,致使纳潮能力也发生深刻变化。本文以珠江口伶仃洋地貌变化和纳潮能力变化为研究对象,采用近百年来的古地图资料、人类活动和水文特征等资料,通过第四纪地质学、地图学、遥感学、历史地理学等方法,反演内伶仃洋形态变化过程,探讨1906年以来珠江口伶仃洋的地貌变化过程。采用岸线分维数、形状指数、纳潮量、潮差消减能力,定量反映地貌变化对纳潮能力的影响。结果表明,1906-2014年,地形演变造成伶仃洋纳潮量减少了14.50%;1971-2014年,伶仃洋纳潮量减少了11.27%。海岸线的变化引起纳潮能力逐渐变弱,潮差沿程变化率减小了0.23,尤其是自1971年以来,因堤围等建设,河口岸线逐渐平直,纳潮能力逐渐减弱。     

珠江口海域营养盐比及与浮游植物的关系

根据2004-2006年珠江口海域的调查资料,对营养盐含量和比值与浮游植物群落结构的关系进行分析.结果显示,调查海域维持丰富的氮、磷、硅,其中氮、硅以东宝河口最高,磷以深圳湾最高;丰富的氮、磷、硅和较高的N:P均可能是形成调查海域多年来浮游植物群落以硅藻类占优势的主要原因;但是在深圳湾、桂山岛、万山列岛及横琴岛附近海域(主要是4月),营养盐含量及其之间的比例发生变化(深圳湾主要是 N:P,后三个岛屿附近海域主要是Si:N),对浮游植物群落结构变化产生影响;并且近年来珠海高速发展的养殖业造成其海域赤潮的频发.     

珠江口异养细菌时空分布特征及其调控机制

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。     

珠江口内伶仃洋沉积物重金属富集特征及其生态危害评价

对珠江口内伶仃洋表层沉积物中重金属的质量分数分布、富集状况进行分析,并采用潜在生态危害指数法进行评价。结果表明:Cu,Pb,Hg的质量分数分布由虎门海域沿珠江东西两岸向湾口呈递减趋势,Zn和5种金属累计质量分数则呈现为由西岸向东岸递减,Cd的质量分数分布无明显规律;Cu,Pb,Zn的富集程度较重,富集程度由大到小依次为PbCuZnHgCd;潜在生态危害评价显示,5种元素均属轻微生态危害,危害程度由重到轻依次为HgPbCuCdZn。     

珠江黄茅海河口洪季侧向余环流与泥沙输移

2012年洪季对珠江黄茅海河口湾侧向动力结构与泥沙输移过程进行了系统观测,采用动量平衡和泥沙通量机制分解等方法,分析了河口流、温盐和泥沙侧向分布特征以及泥沙输移过程,探讨了侧向动量平衡与泥沙输移机制。洪季黄茅海河口存在明显的侧向流,西滩和北槽均形成表层向东、底层向西的两层侧向流,拦门沙滩顶呈现表、底层向西、中层向东的三层侧向流,而拦门沙前缘侧向流整体向西。河口湾纵向净泥沙通量表现为北槽向海、西滩向陆,拦门沙滩顶及其前缘均向海;侧向净泥沙通量表现为滩顶及其前缘均向西,西滩向东、北槽向西。这种侧向泥沙辐聚过程是高浓度悬沙聚集于滩槽界面的重要原因,向陆净通量是西滩回淤的重要原因。滩槽间侧向余环流动量平衡主要是侧向斜压梯度力、科氏力和侧向平流作用。欧拉平流输运在侧向泥沙输运中起主要作用,潮泵效应也起重要作用。