长江口及其邻近海域有害藻华的发生情况、危害效应与演变趋势

长江口及其邻近海域是我国近海有害藻华高发区之一。自2000年以来,由东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和亚历山大藻(Alexandrium spp.)等甲藻形成的大规模有害藻华连年暴发,对海水养殖业、人类健康和生态安全构成了严重威胁。以往调查和研究工作表明,长江口及其邻近海域藻华优势类群近年来已由硅藻逐渐转变为甲藻,同时,有害藻华原因种也表现出明显的年际变异特征和有毒有害藻种增多的态势,亟待解析其演变机理、趋势和驱动因素。长江口及其邻近海域受长江径流影响,富营养化问题突出,是大规模有害藻华形成的重要原因。同时,该海域也受到来自台湾东北部黑潮分支的影响,但对其与有害藻华的关系所知甚少。在中国科学院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"支持下,针对这一问题开展了较为系统的调查和研究工作,本文对研究中得到的科学认识进行了初步总结。结果表明:东海黑潮分支能够到达长江口及其邻近海域赤潮区,影响该海域赤潮生物多样性状况;黑潮分支对长江口及其邻近海域甲藻赤潮发生过程具有重要调控作用;长江冲淡水和黑潮分支的共同作用决定了长江口及其邻近海域有害藻华的发生过程和演变趋势。在现有结果基础上进一步分析和讨论了未来长江口及其邻近海域有害藻华的研究方向,以期为进一步解析有害藻华演变趋势、提升有害藻华的监测和预警能力提供依据。     

闽江河口区湿地生态旅游环境容量研究

本文讨论了生态旅游环境容量的定义及内涵，分析了生态旅游环境容量的特征及构成，在此基础上估算了闽江河口区湿地生态旅游环境容量．结果表明：闽江河口区湿地生态旅游环境容量的限制因子是鳝鱼滩自然保护区生态旅游环境空间容量．鳝鱼滩旅游步行道可分成南路和北路，北路为水路游线，南路为陆路游线．北路游线环境空间日容量为800人次／d，南路游线环境空间日容量为1144人次／d．鳝鱼滩湿地生态旅游环境空间年容量为451202人次／a．这一环境容量可作为闽江河口区湿地生态旅游活动环境容量的最高限制量．     

珠江口近30a的SST变化特征分析

根据珠江口多个定点站近30a表层海水温度（SST）实测资料和气象站观测的气温资料，使用功率谱和小波分析方法，计算分析珠江口SST变化特点、上升趋势及其与El Nino／La Nino的响应关系．结果表明各月SST存在着1-2℃的海域差异，SST的年较差达10～11℃，SST的季节变化与全球气候变暖呈显著相关．1971-2003年SST呈显著上升趋势，其线性上升率为0．019～0．034℃／a，且珠江口外高于口内．El Nino／La Nino事件对珠江口SST变化的影响并非单一的对应关系．     

长江口中肋骨条藻赤潮发生过程环境要素分析──营养盐状况

从长江口１９９０年６月的一次中肋骨条藻赤潮发生过程中营养盐含量变化可见，由于潮汐的作用，观测水域各营养盐要素都在不同程度上存在周日波动特征，其中，ＮＯ３－Ｎ在一个潮周期内变化幅度可达１倍以上。赤潮发生时表层水体ＮＯ３－Ｎ，ＰＯ４－Ｐ和ＳｉＯ３－Ｓｉ值都呈下降趋势，降幅最大的ＰＯ４－Ｐ达３倍上；Ｎ／Ｐ值则急剧上升，峰值为４５０。随着赤潮肖亡，ＮＯ３－Ｎ，ＮＯ２－Ｎ和ＳｉＯ３－Ｓｉ浓度很快恢复正常，Ｎ     

基于新型高频声学多普勒流速剖面仪的河口近底部边界层观测初探

河口物质输运、能量交换与底边界层内的水动力过程密切相关,底边界层参数(如切应力、拖曳系数)的确定至关重要。挪威Nortek公司生产的新型声学多普勒流速剖面仪AD2CP相比传统ADCP具有高频、低噪的优点,可用于高频(16Hz)流速剖面观测,而被广泛应用于底边界层观测的ADV只能测量单点高频流速。本文采用AD2CP在长江口南槽最大浑浊带区域进行座底式观测,并与同步近底部三脚架上ADV的观测结果进行对比。结果表明,使用AD2CP测得的近底部平均流速与ADV的测量结果吻合良好;使用惯性耗散法计算了底切应力,基于ADV的单点高频流速数据计算结果为2.16×10~(-2)～5.69×10~(-1)N/m~2,基于AD2CP的结果为2.09×10~(-2)～4.26×10~(-1)N/m~2,二者范围大致相当。在此基础上,基于AD2CP数据计算出摩阻流速为4.55×10~(-3)～2.06×10~(-2)m/s、底拖曳系数范围为1.84×10~(-4)～2.49×10~(-3),与ADV的计算结果基本一致。此外,由于AD2CP可以获得高频的流速剖面数据,优于单点ADV,具备观测近底部边界层参数和边界层内湍流剖面的潜力。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

2018年秦皇岛风暴潮前后岸基站及浮标主要水质参数变化分析

对2018年8月秦皇岛风暴潮期间3个入海口岸基站及邻近海域浮标的监测数据进行分析,结果显示:风暴潮导致入海口水体中COD、总磷、总氮和氨氮含量均明显升高;风暴潮2 d之后,3个入海口邻近海域均发生赤潮,此次赤潮的发生与风暴潮导致陆源入海污染物骤然大幅升高有关。此次风暴潮导致秦皇岛人造河口、大蒲河口和七里海3个岸基监测站的COD监测日均值最高分别达到15.83 mg/L、8.70 mg/L和7.92 mg/L,约升高至前期的2倍、1.5倍和2倍;人造河口总氮变化不大,大蒲河口和七里海总氮升高30%左右;大蒲河口总磷变化不大,人造河口总磷为前期的3.5倍,升高幅度最大,七里海总磷为风暴潮之前两日的2倍,但未超过前一周的最高浓度;风暴潮当天及第二天,人造河口、大蒲河口、七里海氨氮日均值陆续达到最高,分别为2.34 mg/L、1.11 mg/L和0.12 mg/L,分别为风暴潮前两日的7倍、3.5倍和10倍。风暴潮过后,入海口临近海域发生赤潮,浮标监测到叶绿素a最高值为76.4μg/L,pH和溶解氧也大幅升高。分析表明,此次风暴潮导致的入海口污染物突然大幅升高为风暴潮之后的赤潮发生提供了充足的营养基础。     

潮致泥沙全沙净输运解析模式

泥沙运动作为水流和底床相互作用的纽带,是河流、河口及海岸工程研究的重要内容。在潮波作用明显的河口、海岸地区,周期性的动力作用下的泥沙运动具有往复和可逆的特征,因此研究这类水域的泥沙的净输运更具有实际的意义。基于泥沙输运和流速呈指数关系假设,建立潮流环境下的泥沙全沙净输运的解析解公式,并对该公式的计算结果和数值计算以及数学模型的结果进行了检验和验证,结果表明本研究提出的公式能较好地反应潮流环境下的泥沙净输运。由此,基于本公式采用潮流分潮调和常数可计算得到全沙净输运,并可以分析各分潮流及其相互作用与泥沙净输运的关系。研究结果显示,在受径流影响较大的半日潮河口,S2、MS4、M2三潮相互作用对全沙净输运的贡献显著高于通常的潮流不对称作用,即M2、M4的相互作用。此外,河口区域径流导致的余流对泥沙净输运的贡献不可忽略,特别是在洪季,大径流量条件下往往导致余流较大,其对泥沙净输运的贡献所占比例较大。     

鸭绿江河口沉积物元素地球化学及其控制因素

对鸭绿江河口地区的56个站位沉积物的常量元素含量进行了测试,并对测试结果进行了多元统计分析。研究结果表明,多数常量元素含量在鸭绿江西岸潮滩地区和西部海域波动较小,而在上游地区和河口口门地区变动较大,在河口最大浑浊带内出现两个峰值。R型主因子分析结果表明,粒度控制效应对鸭绿江河口地区常量元素的含量分布起着主要作用,贡献方差达76.55%。运用Q型聚类分析将各站位归为两种类型,揭示出沉积动力环境的差异是造成这种常量元素地球化学分区特征的最主要因素。此外,通过与附近河口对比发现鸭绿江河口及近岸地区沉积物中的常量元素含量同朝鲜半岛的河流、中朝准地台花岗岩以及朝鲜半岛花岗岩比较接近,但与长江和黄河有着较大的差异。     

Nitrous oxide production and denitrification rates in estuarine intertidal saltmarsh and managed realignment zones

Increasing concerns over habitat loss and rising costs of sea defence maintenance due to rising sea levels, has seen increases in the practice of managed realignment and reflooding of former reclaimed areas of intertidal saltmarsh and mudflat around the world. These practices are taking place with little knowledge of their impact on soil biogeochemical processes. Rates of denitrification (using the acetylene inhibition technique) and nitrous oxide (N₂O) production were measured from a long-established saltmarsh (SM) and an adjacent, recently re-flooded managed realignment (MR) site comprising former arable land in the estuary of the River Torridge, Devon, UK. Incubations were carried out in closed chambers in which patterns of tidal flooding were simulated automatically. Measurements were made during periods of flood and non-flood over a total of four tidal inundations with estuarine water. During the latter two flooding episodes floodwater was amended with nitrate (NO₃⁻). Nitrous oxide production in the SM soil generally was lower than in the MR soil, with mean values and standard errors over the whole incubation of 0.27 ± 0.16 mg N₂O-N m⁻² h⁻¹ and 0.65 ± 0.15 mg N₂O-N m⁻² h⁻¹ respectively. Denitrification rates demonstrated a similar trend although generally were an order of magnitude higher than N₂O production, with mean rates and standard errors of 2.88 ± 1.12 mg N₂O-N m⁻² h⁻¹ in the SM soil and 3.39 ± 1.16 mg N₂O-N m⁻² h⁻¹ in the MR soil. The data suggest that both soils are net sinks for NO₃⁻ and net sources for N₂O. Both patterns of tidal inundation and floodwater chemistry affect the process rates in each soil differently. The impact of flooding with NO₃⁻ – amended water was greater on the SM soil than the MR soil, and it is likely that decomposing vegetation buried in the accreting sediments following reflooding at the MR site were supplying a source of N in the soil, and so process rates were less dependent upon external supplies. The act of managed realignment in intertidal zones could therefore result in an increase in mean production of N₂O in intertidal zones, at least in the short term.