钱塘江河口浮游植物分布与环境因子的典范对应分析

2013年5月至2014年1月对钱塘江河口的浮游植物和环境因子进行了4个季度的航次调查,运用典范对应分析(CCA)技术对该海域浮游植物组成及与其他环境因子之间的关系进行了分析。主要结论为:钱塘江河口春、夏、秋、冬季水体中叶绿素a含量分别为0.48μg/L、0.83μg/L、0.77μg/L和0.51μg/L;浮游植物的总量以春季(444×105 cell/m3)最高,夏季(420×105 cell/m3)、秋季(405×105 cell/m3)次之,冬季(54×105 cell/m3)则显著降低;该海域主要浮游植物为硅藻,占浮游植物总量的87.5%~96.8%,优势种为中肋骨条藻和圆筛藻;浊度是控制该海域浮游植物种类的限制性因子,其次是温度,并在群落结构演替中发挥关键作用。与历史数据相比,该海域叶绿素a含量以及浮游植物细胞数明显降低,硅藻种类数减少了30%~50%,另外绿藻、蓝藻和甲藻的出现频率也明显增加,营养盐结构变化可能是浮游植物数量和种类变化的重要原因。     

钱塘江河口治理开发的回顾与展望

本文简要概述了钱塘江河口的地貌形态及水动力特征,回顾了其开发历史与演变过程。对今后开发治理的各种设想方案作了介绍和评述,可为制定近远期开发规划提供参考。     

钱塘江河口风暴潮经验预报

钱塘江河口的风暴潮预报工作可归结为澉浦或乍浦两个单站的预报,这使得经验预报成为可能。利用一种动力线性模型将动力学的线性问题转化为统计学的线性回归模型,通过合理选取预报量及预报因子,并采用正交筛选技术确定每个预报因子所对应的系数,建立经验预报方程。后报结果表明该方法可取得较好的效果。     

钱塘江河口段通航能力的初步分析

本文阐述了钱塘江通海航道的现状,指出仓前至尖山的中段航道影响着河口出海通航能力,四工段浅滩是主要的碍航浅滩。文中还对不同水文条件下,钱塘江河口段的乘潮保证率和最大可能出海运量作了分析,在此基础上提出了改善航道条件的措施。     

钱塘江河口资源的开发和保护

根据收集到的有关钱塘江河口防洪、御潮、灌溉、航运、供水、旅游等方面的资料,分析、计算了该河口防洪御潮资源和水资源、滩涂、岸线及涌潮资源等的储存量。并提出了对这些资源开发和保护的初步设想,为促进钱塘江河口两岸经济可持续发展提供科学决策的依据。     

钱塘江河口围涂对杭州湾风暴潮影响数值模拟

应用二维水动力模式Mike21对钱塘江河口治江围涂对杭州湾风暴潮的影响进行了数值模拟。首先采用概化地形做了围涂对风暴潮影响的主要因素分析,然后采用实际地形计算极端工况和百年一遇工况条件下已有围涂前后风暴潮的变化,最后对今后规划围涂所造成的影响进行了预测。结果表明,围涂引起的平面边界改变是影响杭州湾风暴潮的主要因素,围涂引起的地形抬升的影响是次要因素;已有围涂使杭州湾极端风暴高潮位抬升1.85~0.09 m,抬升幅度由湾顶向湾口递减;规划围涂后,杭州湾风暴高潮位总体抬升,抬升值最大的湾中部为0.25 m。     

引水对钱塘江河口段河床淤积的影响

利用钱塘江河口段丰富的水文、泥沙、地形资料,在分析和研究这些资料的基础上,根据闸口—盐官沿程河床形态及冲淤变化特征,将该沿程分成4个河段,分别建立了多年平均高潮位下的河床冲淤量与两次测图间的月平均流量、前期沙坎高程以及多年平均高水位下的河床容积与上游河段同次测图多年平均高水位下的容积、前期平均径流量、两次测图间的月平均潮差之间的经验关系式。经方差分析,经验关系式显著性水平均在0.01以上,回归方程计算值与实测值拟合程度良好,经验式精度较高,可以用于估算和预测。应用这些关系式,预测了由跨流域引水而造成的河口段河床淤积面貌,为进一步预测潮位抬高、河道纳污能力降低等提供依据。     

变化环境下的钱塘江河口潮位特性及其影响因素

利用钱塘江河口沿程的闸口、七堡、仓前、盐官、澉浦和乍浦等7个潮位站的实测资料,分析了1953～2007年各站年最高潮位、年平均高潮位、年平均低潮位的不同变化特性,并对主要的影响因素进行了分析。线性拟合结果表明,自20世纪50年代以来,钱塘江河口沿程各潮位站年最高潮位抬升幅度达0.57～1.05m,其中七堡站年最高潮位抬升值最大;年最高潮位显著抬升的时间主要发生在20世纪90年代后,该时段年最高潮位抬升值占年最高潮位总抬升值的70.5%～92.6%,极值潮位出现频率显著增加。分析表明,1990年后钱塘江围垦面积仅占总围垦面积的21.6%,因此河口围垦不是造成年最高潮位抬升的唯一因素,而影响浙江的台风频次增多及围垦造成的潮波反射加剧是造成高潮位抬升的主要原因。钱塘江河口年平均高潮位的沿程变化出现趋势性的抬升现象,各站年平均高潮位抬高幅度接近,为0.43～0.49m,但不同潮位站因与围垦河段的相对位置不同,年平均高潮位抬升的历史过程存在明显差异。河口下游段的澉浦、乍浦站年平均高潮位呈现单一的抬升趋势,且与河口逐年累计围垦面积存在很好的相关关系(相关系数大于0.95);而河口上游段的闸口—盐官河段则以1970年为界,年平均高潮位明显有两次抬升过程,受围涂进程影响的机制比较复杂。钱塘江河口年平均低潮位多年来维持在一个相对稳定的水平上,但沿程年际间平均低潮位的变化却不相同。河口上游段的潮位站受径流丰枯及其引起的江道冲淤影响,年平均低潮位年代际呈现出波动的特性;澉浦以下的潮位站年平均低潮位受潮汐控制为主,年代际变化幅度甚微。钱塘江河口不同河段因受径流、潮流、治江围垦等因素的影响程度不同,其潮位特征值沿程的变化特点也不同,需要在河口工程设计、防洪减灾与河口治理等方面引起重视。     

超强台风作用下钱塘江河口的台风浪计算

基于SWAN波浪传播模型建立包含风暴潮与天文潮耦合传播的台风浪数值模型,将1949年以来登陆我国大陆沿海最强的5612#台风作为典型的超强台风,计算了超强台风沿中线和北线路径登陆遭遇天文潮高潮位时产生的沿海波高过程。结果显示:河口波高总体分布下游大于上游,北岸大于南岸,两岸代表断面堤前最大有效波高可达5.5 m;中线路径生成的近岸台风浪波高为单峰过程,北线路径时北岸的波高出现双峰过程,波高峰值与风暴高潮位并非总是同步出现,两者时间差最大为4 h;根据频率曲线分析,中线、北线路径超强台风作用下乍浦站台风浪的重现期分别为135 a和350 a;中潮时的近岸台风浪波高比大潮降低0.1~0.2 m,小潮时再比中潮降低同样幅度。这些结论对海堤工程设计和防灾减灾具有重要意义。     

人类活动影响下的钱塘江河口环境演变初探

钱塘江河口是强潮喇叭状河口,其演变既受到自然因素的制约,又受到人类活动的强烈影响。诸如修筑堤坝、围垦造陆等一系列工程措施改变了河口水动力、沉积和地貌特征,使得人类活动影响逐渐加强,自然影响因素退居次要位置,河口的自动调整作用亦随之减弱。通过分析河口主要自然特征,根据近几十年来大规模人类活动过程及其对河口的影响,研究河口演变特征对人类活动的响应及其发展趋势。研究结果表明:潮滩围垦和江道缩窄等工程措施稳定河口区主槽,加快河道延长,不同河段因过水断面改变而使潮流量变化各异,但总潮位并未减弱,且有所抬高;河口持续淤积,河口沙坎受季节影响呈现"洪冲枯淤"的变化,且位置总体下移;河口喇叭状地貌形态日益突出,口门位置不断向外海延伸。     

夏季长江口海域溶解态铁的分布及混合行为研究

本文基于2015年7月长江口的现场调查资料,分析讨论了长江河口区溶解态铁(DFe)的含量分布与混合行为及其影响因素。结果表明:长江径流携带大量的DFe入海,且口内区(Ⅰ)浓度高于混合区(Ⅱ)和外海区(Ⅲ),平均浓度分别为166.45±6.26nmol/L,14.04±8.80nmol/L和6.18±1.51nmol/L。受去除作用和海水稀释的影响,在河口区DFe的浓度下降率达到96.92%。DFe浓度与盐度的关系符合指数模型,由模型与理论稀释线估算的长江口海域DFe的理论最大去除率为97.75%,与实际测得的最大浓度下降率相近。长江冲淡水、苏北沿岸流和台湾暖流影响DFe的水平分布。受长江冲淡水影响,长江口外海域DFe浓度高达176.50nmol/L。苏北沿岸流主要影响研究区域北部的表层水,其携带的DFe浓度低于长江冲淡水。台湾暖流是导致研究区域东南部DFe浓度较低的主要原因,使得中层和底层水中浓度分别低至4.04nmol/L和4.79nmol/L。另外,在表层海水中DFe的分布受到叶绿素a、溶解有机碳和溶解氧的共同影响,DFe与叶绿素a、溶解氧呈显著负相关,与溶解有机碳呈显著正相关。     

广西北仑河口红树林保护区表层海水溶解态重金属时空分布及其影响因素

根据2013年5月(春季)和8月(夏季)对广西北仑河口红树林保护区的现场调查监测数据,研究了表层海水中溶解态重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg的时空分布特征,探讨了其影响因素,并对其污染水平进行了评价。结果表明,表层海水各溶解态重金属的浓度、空间波动程度在春、夏季均存在一定的差异;Hg的污染明显超过国家一类海水水质标准,且夏季污染水平高于春季。Cu-Zn、Cu-Cd、Zn-Pb、Zn-Cd之间存在显著正相关,春、夏季As以及夏季Cr分别与盐度之间呈显著正相关,其他重金属与盐度之间无显著相关性。各重金属的时空分布主要受到陆源输入、沿岸江河冲淡水和海水盐度变化等因素的影响。     

长江口邻近海域沉积物和间隙水中硅的研究

以2011年6月和8月在长江口邻近海域采集的沉积物和间隙水样品为研究对象,讨论了沉积物中生物硅（BSi）和间隙水中溶解硅（DSi）的分布情况和影响因素,并初步探讨了生物硅的循环和保存。结果表明,表层沉积物中BSi的含量较低,且均小于1%。柱状沉积物中BSi的含量范围为0.34%~0.52%。C3、D1站位柱状沉积物中BSi的记录主要是由早期成岩过程控制,33#站位的分布特征主要是由水动力等变化控制。沉积物间隙水中DSi的浓度范围为101.6~263.9 μmol/L,低于纯BSi的溶解度;间隙水的pH值越大,沉积物的含水率越低,还原性越强,间隙水中DSi的含量越高。3站位生物硅的埋藏效率均较高,表明长江口邻近海域是潜在的硅的汇。沉积通量的分布与沉积速率和埋藏效率的分布一致,均有近岸高于远海的趋势。     

长江口溶解有机物光漂白和光矿化表观量子产率

溶解有机物(DOM)经太阳光照射导致其吸光度(光漂白)和溶解有机碳(光矿化)损失,从而影响水体生态系统光学特性及碳循环。本文通过测定冬季长江口及其邻近海域DOM光降解表观量子产率(AQY),初步探讨了DOM光反应活性在河口及陆架海的变化特征。DOM光降解AQY由口内至口外逐渐递减,且有色溶解有机物(CDOM)光漂白速率是溶解有机碳(DOC)光矿化速率的10倍。Φ_ble(CDOM光漂白表观量子产率)和Φ_min(DOC光矿化平均量子产率)在最大浑浊带以东海域与盐度和SUVA₂₅₄分别呈显著的线性负相关与正相关,表明DOM光反应活性在长江口外受物理混合影响为主,且陆源DOM光反应活性比海源高。此外,最大浑浊带下游DOM光降解AQY显著低于上游。DOM光降解速率随波长的变化呈现非高斯分布,且峰值出现在330 nm,积分结果表明UVA是DOM光降解的主要贡献者。本研究结果将为完善我国东海碳通量模型提供帮助。     

Modelling nitrogen and phosphorus cycles and dissolved oxygen in the Zhujiang Estuary Ⅱ. Model results

In the present study, the ecosystem-based water quality model was applied to the Pearl River (Zhujiang) Estuary. The model results successfully represent the distribution trend of nutrients and dissolved oxygen both in the horizontal and vertical planes during the flood season, and it shows that the model has taken into consideration the key part of the dynamical, chemical and biological processes existing in the Zhujiang Estuary. The further studies illustrate that nitrogen is in plenty while phosphorus and light limit the phytoplankton biomass in the Zhujiang Estuary during the flood season.     

长江口生物硅的组成、行为和收支

基于在长江口开展的三个综合航次对河口生物硅组成、行为和收支进行了研究。结果表明,长江口生物硅主要是由植硅体、硅藻和海绵骨针三部分组成,其中植硅体有16种形态,在高混浊区对生物硅的贡献量为23%-83%。收支计算显示,长江输送的生物硅是河口区获取外部生物硅的主要途径,占河口生物硅总输入量的95%;维持河口生物硅水平的主要过程是初级生产（55 Gmol a^-1）和沉积过程（46 Gmol a^-1）;初级生产所贡献的生物硅分别是长江生物硅输送量的2.3倍和河口区向外输送生物硅的63%。从河口区向东海和黄海输送的生物硅是26 Gmol a^-1,与长江的生物硅输送量相当;河口区沉积的生物硅是向外输送量的1.7倍,在其中植硅体贡献了53%至88%的生物硅,表明河口是陆源生物硅汇的作用;反风化作用也是河口活性硅去除的一个重要途径。本研究显示植硅体是河口生物硅的重要组成部分,长江口在生物硅收支与循环中表现出汇的作用。     

珠江口溶解有机物的遥感动态监测

河口有色溶解有机物（colored dissolved organic matter,CDOM）的分布是各种物理-生物地球化学过程共同作用的结果。为实现河口高动态变化CDOM的监测,遥感是一种重要的手段。由珠江口四个不同季节的航次获得的实测数据,本文构建了一个遥感算法以反演CDOM在400 nm的吸收系数（a_CDOM （400））。该算法使用以波段反射率比值R_rs （667）/R_rs （443）和R_rs （748）/R_rs （412）为自变量。将构建的算法应用于2002-2014年的MODIS/Aqua数据,本文计算了珠江口不同季节的a_CDOM （400）气候态分布。CDOM的分布主要受珠江径流量和区域水下地形特征的影响。沿着垂直于水深梯度的断面,气候态a_CDOM （400）呈指数减少（y=ae^bx,b<0）,但不同季节差异很大。珠江口CDOM主要是河流淡水输运而来。其中,富里酸比例随盐度的增加而降低。基于构建的算法、CDOM保守混合方程和径流量,本文由MODIS/Aqua数据进一步估算了2002-2014年夏季和冬季珠江DOC的有效入海浓度和有效入海通量。珠江的有效入海浓度和有效入海通量都与流量存在正相关关系,且在夏季的相关性更明显,R2分别为0.698和0.9657。     

Seasonal variations of particulate silicon in the Changjiang (Yangtze River) Estuary and its adjacent area

Temporal and spatial distribution of biogenic (BSi) and lithogenic (LSi) silica were studied in the Changjiang (Yangtze River) Estuary and its adjacent area. The annual average BSi and LSi concentrations were (1.71 ± 1.79) μmol/L and (0.56 ± 1.41) mmol/L, respectively. Both BSi and LSi were high in the inshore areas, where they received terrigenous discharge from the Changjiang, and decreased towards the offshore region. BSi and LSi were most abundant at the near bottom layer due to the high sedimentation rates and resuspension of sediment. Diatom blooms occurred in summer with high Chl a concentration in the surface layer, which induced that BSi in the surface layer during summer was obviously higher than that in the surface layer of other seasons. LSi concentration was maximal in autumn and spring and minimum in summer, associated with the seasonal variation of SPM values. Drifting investigation and mesocosm experiments were conducted during dinoflagellate bloom, aiming to understand the effect of nutrients on BSi by changing the phytoplankton composition. The results show that the low dissolved inorganic phosphorus concentration and high molar ratio of N/P (dissolved inorganic nitrogen vs. dissolved inorganic phosphorus), were the important factors for decreasing diatom biomass in the study area, and it would subsequently decrease the BSi concentration in aquatic ecosystem.     

夏季长江口南北支溶解有机质的比较

本文以2021年5月长江口南北支采集的表层水为研究对象,通过测定氢、氧同位素,溶解有机碳(DOC)浓度,有色溶解有机质(CDOM)的吸收光谱和荧光光谱参数,探讨了夏季长江口北支、南支(北港、北槽、南槽)水体溶解有机质的组成、分布及其影响因素。沿长江下游到河口近海,南、北支DOC浓度分别为1.68±0.16 mg/L和1.46±0.31mg/L,CDOM的吸光系数a350分别为2.37±0.61 m^-1和1.59±0.24 m^-1。南支整体具有“高类腐殖质、低类蛋白”的特征,北支则具有“低类腐殖质、低类蛋白”的特征,这可能与南北支的径流量差异有关。在南北支不同分汊河道(北支、南支北港、南支北槽和南支南槽)中,南槽和北支有类似的海水入侵特征,但南槽具有较强的类蛋白组分输入,而南支北港和北槽样品间无显著差异,均表现为河流有机质为主的特征。对比2011年长江南北支DOC和CDOM数据显示,作为长江主河道的南支在2021年无明显变化,而北支有显著的变化。这些结果综合表明长江口DOM的变化格局可能受水动力条件(径流量)、人类活动因素共同作用的影响。比较全...     

长江河口淡水端溶解态无机氮磷的通量

1998年2和9月在长江河口淡水端连续观测了DIN(NO₃-,NO₂-,NH₄+),PO₄3-,流速和流向.结果表明,溶解态无机氮、磷浓度的时空变化较复杂;1998年2月NO₃-,NO₂-,NH₄+和PO₄3-的月通量分别为168241,974.4,19335和2648t,9月的月通量分别为905678,8317,5797和6281t;1998年NO₃-,NO₂-,NH₄+和PO₄3-年通量分别为497.1×104,3.911×104,10.22×104和4.155×104t.