大气中微量元素的沉降对海洋生态系统的影响

大气中的微量元素通过大气的干、湿沉降过程最终进入海洋，对海洋生态系统产生重要的影响。重金属对生物具有毒性，对生物的生长起抑制作用，而由降水事件带入的营养元素使海洋初级生产力的短期内迅速增加。本文根据近年来国内外对大气中微量元素的研究成果，介绍了气溶胶中营养盐和重金属的浓度、来源及其时空变化，较为系统地评述了营养盐和重金属的输入对海洋环境、海洋生态系统的影响，并探讨了今后该领域的研究重点。     

珠江口风暴潮的初步研究

珠江是我国三条最大的河流之一，由三大支流——东江、北江和西江组成。珠江口是三角洲网河区型的河口,无数水道彼此交织,方向各异。大小不一,地形十分复杂。每当台风侵袭本区时,强制波夹带盛潮进入河口向内推移,与洪水相遇时,则相互拥高,水位暴涨,严重威胁着珠江三角洲地区人民的生命财产。 统计表明(见图1),1949-1970年间,侵袭广东沿岸地区的台风共有149次;平均每年7次，八、九月份出现最多,约占58%，五月和十一月份最少,占8%。可以认为,珠江河口区是我国风暴潮的多发区。 近几年来,关于珠江河口区台风暴潮的研究和预报已有论述,获得了一些有益的成果。本文仅对珠江口(伶仃洋)台风暴潮的一些特性从理论和实相结合的角度予以讨论。     

珠江口的碳通量和碳循环

珠江口河口湾是一个独特的、极其复杂的生态系统,其受径流影响显著.本文根据实际调查资料,计算并研究了三大河口湾(伶仃洋、磨刀门、崖门)中碳的迁移速率,河水和海水在河口湾中的转移系数,碳在河口湾的通量系数,碳在贮库的停留时间和变动系数.     

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.     

珠江河口氮和磷循环及溶解氧的数值模拟 Ⅱ.模拟结果

将生态型水质模式应用于珠江口模拟研究,模式结果较好地再现了珠江口丰水期营养物质和溶解氧的水平及垂直分布趋势,说明模式已抓住了珠江河口的动力和生化变化的关键过程.进一步的研究表明,丰水期珠江河口计算区域氮处于富裕状态,磷和光照控制着浮游植物的生长.     

珠江口夏季水体中的氮和磷

根据1999年7月17～28日于珠江口现场调查和实验的资料,研究夏季水体中氮、磷的分布、形态变化和初级生产力的限制因素.结果表明该海域氮含量高,N/P属于世界上高值区之一.从河口向外海运输过程中,氮和磷的形态和浓度均有剧烈的变化.虽然氮在中途中有新源的补充;但由于外海水的入侵稀释、生物吸收和形态变化的迁移作用,NO₃-和可溶无机氮的浓度总的变化趋势仍是随盐度增大而大幅度地降低,以至珠江口外出现N/P低于16.由于夏季水体层化稳定,在表、底层其生物地球化学变化方向相反,PO₄3的浓度变化互成镜像关系并可按盐度分为3段不同特征的反应区.初级生产力的限制因素在大部分区域是磷,但从口门至最大浑浊带和口外区则分别是浊度(或光照)及可溶无机氮.现场培养实验再现了真光层和底层氮和磷的生物地球化学过程差异并表明磷的循环和再生比氮迅速;在可溶无机氮浓度大且高N/P的海域,磷的再生可成为水华的引发因素,而氮被耗尽却是水华消亡的原因.总体上夏季该区水体氮的迁出率比磷高.于水体层化稳定的区域,氮和磷的生物地球化学作用在真光层以浮游生物吸收占优势、在下层以有机物的降解和可溶无机态的再生为主,当层化消失、上下水体充分混合则可完成循环.     

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。     

珠江口咸淡水交汇区营养盐的化学自净研究

珠江口咸淡水交汇区是河流污染物质的集散地。为了揭示营养盐（氮、磷）在河口区复杂的化学自净过程，深入了解其微妙变化，首次用珠江口咸淡水交汇区采集的水和沉积物，在香港浸会学院进行自净试验，探索其自净过程和变化规律。     

太湖大气氮、磷营养元素干湿沉降率研究

分析了2002年7月—2003年6月太湖周边地区太湖站、拖山岛、东山站、无锡、苏州、湖州、常州、金坛等8个站、点大气TN、TP沉降通量和降水化学组成观测资料,测定和计算了水气界面TN、TP的表观总沉降率(RT)、湿沉降率(RW)和干沉降率(RD)。太湖大气TN的年平均RT为4226kg/(km2.a),TP的年平均RT为306kg/(km2.a)。大气TN、TP的年沉降负荷分别占由环湖河道等点污染源输入的N、P总负荷的48.8%和46.2%。指出形成太湖大气TN污染的主要途径是湿沉降,而大气TP污染则主要来自气溶胶等固体物质的干沉降;小雨携带入湖的大气TN、TP污染物通量高于中雨和大雨。TN总沉降率曲线在春季3—5月出现高峰值的现象对太湖水体的富营养化具有潜在的促进影响。     

珠江口鸡啼门近海海洋对台风的响应

海洋对台风的响应对台风预报具有重要意义,但是由于动力结构比较复杂,近岸水体对台风的响应仍然不明确。基于珠江口海洋生态环境教育部野外科学观测研究站的1号浮标观测资料(2021年7~8月),分析了珠江口鸡啼门海域在台风“查帕卡”和“卢碧”期间海洋动力学和热力学响应特征。台风过境引起水体的纬向流速显著增强,“查帕卡”激发了强烈的顺时针近惯性振荡,“卢碧”则激发了接近惯性频率的逆时针海水运动。受当地浅水深的影响,近惯性能量在一个惯性周期(32 h)后快速耗散。两个台风引起的海表温度(sea surface temperature,SST)降温幅度均大于2.2℃,这种降温受潜热通量影响较大;同时,台风过后晚上的SST均大于白天的SST,这也是受到潜热通量的影响。     

夏季长江口水体层化和潮汐作用对颗粒氮、磷运移的影响

于2018年7月对长江口及其邻近海域水体中的海洋化学参数进行了3个连续站和5个大面站的调查,分析了该海区水体层化和潮汐作用对颗粒氮(PN)和颗粒磷(PP)的影响.结果表明,该海区PN浓度为0.75～27.42μmol·L-1,平均值为5.39μmol·L-1;PP浓度为0.07～2.05μmol·L-1,平均值为0.3...     

珠江河口的能量传播和能量耗散

建立了包括河网区、河口湾区和近海水域的ECOMSED-3D数学模型,计算了珠江河口的能量传播和能量耗散特征。研究表明:1)珠江河口能量来源受潮汐和径流共同作用,季节性变化明显;2)珠江河口存在若干高能耗区,其单位面积能耗率比上下游河段平均能耗率高1—2个量级,它们和一定的动力结构与地貌单元相联系。根据地貌特征和消能特点,可以划分为以下3种类型:门的高能耗区、曲折河段高能耗区和分汊汇流高能耗区。     

珠江口水域浮游生态系统中磷的循环及其效应评估

根据现场调查和室内试验工作, 计算珠江口水域浮游植物有效光合作用水体体积, 同时研究浮游动物摄食行为对磷再生的补偿作用, 进而对该水域磷的生物利用状况进行初步评估。分析珠江口2002—2003年的数据发现, 珠江口水域浮游植物有效进行光合作用水体的体积存在季节性变化, 枯水期约为9.7×104m3, 而丰水期约为6.6×104m3。该水域总初级生产量在枯水期约为36kg.d-1, 在丰水期约为31kg.d-1, 呈现枯水期大于丰水期的特点。浮游动物的摄食作用可促进水体中磷的再生, 这部分磷可满足浮游植物生长对磷需求的1.5%—15.6%, 并呈现丰水期大于枯水期的特点。浮游动物摄食作用直接释放的量远大于其自身生理周转释放的量。     

珠江口大万山海域大气总悬浮颗粒物中微量元素富集因子特征及物源解析

利用2014年秋季珠江口大万山海域大气气溶胶样品,分析了总悬浮颗粒物中微量元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Cr和As)的含量,根据调查结果,利用富集系数法对微量元素的来源进行了分析。结果表明,Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Cr、As来源环境具有相同或相似性。调查海域大气颗粒物中的Pb、Zn、Cd和As含量相对于地壳均表现为强富集,富集系数远远大于10,属于污染元素,主要来自人类活动污染。珠江口大万山海域、辽东湾海域、青岛海域和东海海域这四个海域海洋大气中Pb、Zn和Cu的富集系数依次降低的顺序是一致的。整体而言,珠江口大万山海域Pb、Zn和Cu元素的富集因子相较国内其它海域低,但Cd的富集因子较高,达1000以上,受人类活动影响很大。     

珠江口磨刀门泥沙絮凝特征

本文利用激光粒度仪实测得到珠江口磨刀门河口2013年夏季悬浮泥沙现场絮凝及絮凝体特征,同时对比悬沙分散粒径和含沙量,研究表明:悬沙分散粒径平均值为27.9μm,现场实测絮团粒径平均值为91.6μm,表明磨刀门口外的悬浮泥沙絮凝现象显著;实测絮团平均粒径变化范围为13.0~273.8μm,小潮期间絮团粒径平均值为131.5μm,大于大潮平均值76.9μm;絮凝体粒径在垂向上的变化表现为由表及底先变大再变小。絮团体积浓度、沉速与粒径的关系在不同情况下有差异,体积浓度和絮团粒径在表层和中层有明显正相关关系,絮团沉速在大潮时刻随着粒径的增大而增大。综合分析影响絮凝的因素,得知在珠江口盐度对于絮团大小影响不明显;而流速大小的差异是影响大小潮之间絮团大小不同的主要因素。研究结果有助于了解珠江口细颗粒泥沙输移特性和相关生物化学过程。     

珠江口海域环境污染研究进展

由于人类活动影响, 珠江口海域环境已受到较严重污染, 对该海域环境污染规律的研究也日益受到关注。本文对珠江口海域富营养化特征和持久性毒害污染物为主的污染规律研究进展进行了综述。结果表明, 过量的氮磷输入已导致水体高度富营养化, 富营养化是诱发该海域赤潮发生的重要因素, 水体层化和富营养化耦合导致局部海域出现底层季节性缺氧, 持久性毒害污染物主要在沉积物和生物体中富集, 柱状沉积物的记录反映出沉积物中污染物积累与近30年来珠江三角洲经济快速发展密切相关。最后指出, 当前和今后该海域环境污染急需加强研究的重要方向主要包括: 持久性毒害污染物在生物体组织中的传递过程和在食物链中累积规律、富营养化条件下的复合污染效应、污染物的微生物降解机制、污染控制策略等。     

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.     

珠江口及其邻近海域赤潮物种的生物多样性研究进展

珠江口是中国长江以南最大的河口,毗邻港珠澳地区,海域内营养盐含量丰富,浮游植物物种多样性高.伴随着珠江沿岸地区经济的飞速发展,珠江口海域富营养化问题日趋严重,导致赤潮灾害频发.许多研究学者已经对珠江口海域浮游植物,特别是赤潮物种进行了全面的调查研究.为了系统解读珠江口海域赤潮物种的组成和相对丰度的变化,本文利用公开发表...     

珠江河口界面特征与河口管理理念

河口是河流系统与海洋系统之间的界面,它首先是河流与海洋之间的物质界面。河流水体与海洋水体间最大的物质差异是盐分,因此,采用盐度作为河口界面的界定标准,将河口界面界定为盐度为0.5~30的由冲淡水控制的河口中心区域。在此基础上应用界面理论,分析了河口的渗透性和防御性及其动力、沉积、生物与地貌响应。借鉴Gilbert三角洲的动力分类方法,将河口界面按动力结构分为径流优势型、潮汐优势型、波浪优势型及其过渡类型。每一种河口界面又可细分为动力、沉积、地貌及生态等次一级界面。在珠江三角洲地区,磨刀门、蕉门河口等径流优势型河口界面主要承担泄洪任务,而虎门、崖门等潮汐优势型河口界面在纳潮能力上更有优势,其间通过河道支汊相互沟通和联系,形成了珠江河口界面的多层次结构。河口界面动力的复杂性,构成了河口界面形态和功能的复杂性。这些功能包括开发利用功能、生态功能、防洪功能和社会服务功能。河口管理的最高目标是河口的永续健康、结构和功能彼此协调,保持河口界面结构和功能的完整性。河口界面的复杂性对河口管理提出了更高的要求,要注重河口管理内容的综合性、问题的复杂性和管理效应的长周期性。针对珠江河口生境退化、海岸侵蚀、污染严重、咸潮活动加剧和口门淤积造成排水不畅等诸多问题,以及河口无序开发利用、管理体制混乱、公众参与少的管理现状,结合珠江河口界面整体、动态、彼此联系的特点,提出珠江河口管理"科学、和谐、安全和预警"的管理理念,由行政管理转变为服务管理,切实做好珠江河口管理工作。     

基于遥感的珠江口海岸线变迁分析

利用1990年、2000年和2010年三个时相的遥感影像,进行2000年前后两个十年的海岸线变迁情况对比分析。结果表明:2000年前的十年间,珠江口海岸线向海推进,导致面积共增加了16486.63ha,主要受人为因素影响,围海养殖是本时段海岸线变迁的主要因素;2000年后的十年间,珠江口海岸线继续向海推进,但推进速度降低,导致面积增加了9280.15ha,填海造地是这一时段海岸线变迁的主要因素。又根据珠江口的区域特征,以珠江入海八大口门为界,将整个研究区划分为九个岸段进行了详细分析。