某核电厂附近海域生态环境特征及潜在致灾生物研究

为了了解某核电厂周边海域的生态环境状况,筛选潜在威胁核电厂冷源安全的致灾生物,分析影响致灾生物时空分布的主要环境因素,本研究于2018年进行了4个季节的生态调查。结果表明,研究海域浮游植物密度秋季最高,春季优势种为东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense),其他季节优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum)等硅藻。浮游动物密度夏季最高,以桡足类为主,春、夏季优势种还包括球型侧腕水母(Pleurobrachiaglobosa)和薮枝螅水母(Obeliasp.)。底栖动物的密度和生物量在秋季最高,优势种主要为豆形短眼蟹(Xenophthalmus pinnotheroides)、长吻沙蚕(Glycera chirori)和丝异须虫(Heteromastusfiliforms)。浮游植物、浮游动物和底栖动物群落均在夏季最为稳定,群落多样性水平和物种丰度较高,且分布较为均匀。浮游植物群落的细胞丰度与悬浮物和磷酸盐的浓度正相关性最高。浮游动物的密度受温度和盐度的影响较大。底栖动物的群落分布主要受悬浮物和无机营养盐的浓度影响。本研究共筛选出17种威胁该核电厂冷...     

绿色海堤的沉积地貌与生态系统动力学原理: 研究综述*

绿色海堤是传统结构工程与海岸生态系统共同组合而成的新型海堤, 用以应对未来海面上升、风暴加剧给低地海岸防护带来的挑战。需解决的问题主要有海岸生态系统消浪过程及生态系统在海堤体系中的配置方式。理论分析、现场观测、物模数模所获结果表明, 海岸生态系统确有显著的消浪功能: 1) 陆架泥区消浪, 其机制以再悬浮和浮泥运动为主, 底部摩擦为次; 2) 潮滩下部的粉砂细砂滩底部摩擦和推移质运动共同造成波能耗散, 而上部的泥滩则以再悬浮和悬沙输运为主; 3) 在盐沼、红树林、海草床等由植被构成的生态系统, 植物通过形态阻力、茎秆运动来阻滞水流、耗散波能, 其效能高于沉积物床面对波能的耗散; 4) 生物礁主要有珊瑚礁和牡蛎礁, 其消能作用主要通过床面摩擦和波浪破碎, 效能较高, 尤其是在风暴期间。生态系统如何成为海堤的有机组成部分, 尤其是侵蚀型海岸的生态位修复和绿色海堤整体设计, 还需进一步研究相关的科学问题: 与硬质工程结合的盐沼-牡蛎礁的适应性生物学; 未来环境变化条件下生态系统的稳定性; 绿色海堤生态系统空间配置及其与风暴事件的时间尺度匹配; 基于均衡剖面理论的海堤形态优化。     

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。     

河流-河口-近海连续体碳循环研究进展

河流-河口-近海连续体(简称连续体)是连接陆地和大洋的过渡地带,也是目前全球碳收支估算的薄弱环节.这个复杂的海陆交互生态系统不仅可以通过光合作用、溶解作用吸收大气中的CO2,陆地和流域光合作用或化学风化作用固定的碳也可以被横向输送到陆架和大洋中.本文以国际上著名的切萨皮克湾以及长江-长江口-东海等为例,综述了连续体碳循...     

不同海域沉积物对尿素吸附的实验模拟研究

本文对采自渤海、黄海和东海3个典型海域的沉积物进行了尿素吸附/解吸的实验室模拟研究,用Freundlich吸附模型和Henry吸附模型分析了不同沉积物对尿素吸附的热力学特性,并研究了温度、沉积物粒径、有机质含量等因素对尿素在沉积物表面吸附的影响。结果表明,沉积物对尿素的吸附/解吸过程总体呈现3个阶段:快速吸附阶段（0~5 h）—慢速吸附阶段（5~12 h）—平衡阶段（12 h之后）。当水体中的尿素浓度较低时,沉积物解吸释放尿素,随着上覆水中尿素浓度逐渐增加,沉积物对上覆水中的尿素产生吸附行为,各海区沉积物对尿素的吸附能力由强至弱依次为渤海、东海、黄海,这可能与沉积物的类型有关。Freundlich方程和Henry方程均可模拟沉积物对尿素的吸附,温度、粒径以及沉积物中有机质含量等因素均对尿素在沉积物上的吸附产生影响,随着温度升高,尿素在沉积物上的吸附量变小,沉积物粒径越小,有机质含量越高,吸附尿素的能力越强,因此,揭示尿素在沉积物表面的环境行为时,必须考虑以上因素的影响。     

水文重力效应改正中一维地下水模拟算法的对比

基于一维地下水渗透方程详细推导其有限差分解算过程,引入不同于显式差分的隐式差分和中心差分格式,对比分析不同差分格式对地下水模拟结果及其相应地下水重力效应的影响,并对其中的层间参数取值和非线性方程的线性化问题进行探讨。结果表明,在日本Isawa扇形地区超导台站,不同层间参数加权公式能够引起最大约0.15 μGal的重力效应差异,影响在1.9%以内;不同差分格式和线性化方法组合形式能够引起最大约0.12 μGal的重力效应差异,影响在1.5%以内。     

2016年夏季南海海盆水体颗粒物粒径分布特征*

颗粒物粒径分布(Particle Size Distribution, PSD)代表了颗粒物浓度与颗粒物粒径之间的关系, 影响着海洋生态环境和水体光学特性等。文章基于2016年夏季航次调查的生物光学剖面数据, 研究了南海海盆海域PSD的分布特征。研究发现, 幂律函数可以较好地拟合南海海盆区域的PSD, 对数空间中的实测的PSD与模拟的PSD平均决定系数高达0.95。PSD斜率(ξ)的分布范围为[1.27, 7.65], 均值为3.93±0.56。南海海盆区域表层水体的ξ均值与全球大洋表层水体的ξ均值相近, 但高于海湾等表层水体的ξ均值。ξ能较好地表征颗粒物平均粒径D_A的大小, 两者存在明显负相关关系, 即ξ值越高, D_A越小; 反之, D_A越大。通过分析T1断面的生物光学剖面数据及总体平均的PSD剖面数据, 发现PSD剖面分布特征如下: 1)表层水体的ξ值相对较高, 且D_A值相对较低, 推测可能是由于微微型藻类为主导颗粒物所致; 2) ξ值极小值层出现在次表层叶绿素浓度极大值层(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer, SCML)中, 并伴随D_A极大值层的出现, 其原因可能是SCML中的大粒径浮游植物占比显著增加; 3)弱光层中的ξ值较SCML中的高, 但略低于表层的ξ值, 而D_A则位于表层与SCML的D_A之间, 这可能与浮游植物及其碎屑的絮凝、分解、沉降等过程相关。PSD特征影响着海水的固有光学特性, 分析发现: 由于SCML中的叶绿素浓度增加, 颗粒物散射系数(b_p(532))和颗粒物后向散射系数(b_bp(532))也相应呈现显著增加的趋势。弱光层中的平均b_p(532)与平均b_bp(532)最小。ξ与颗粒物衰减光谱斜率之间呈高分散性, Boss 等(2001b)的模型适合用于粗略估算区域性的ξ分布范围及均值。     

泉州湾赤潮藻类优势种细胞密度回归方程研究

于2006年5-11月对东海泉州湾赤潮监控区四个监测站位开展赤潮常规监测。根据监测结果,分别以各站位23项水质理化生物环境因子指标为自变量,相应赤潮藻类优势种的细胞密度为因变量,进行多元逐步回归分析,建立了各站位优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)等的细胞密度多参量回归方程。结果表明,所有回归方程的复相关系数都接近于1,方差分析的结果均为回归极显著,表明所建立的回归方程可作为相应赤潮优势种细胞密度预报方程的高度有效性,将对今后泉州湾的赤潮预报提供良好的指导作用。     

日本鳗鲡(Anguilla japonica)精养殖水体生物膜原位修复低碳养殖技术的研究

采用水体中设置弹性填料对比实验的方法,在12口聚乙烯水槽实施淡水精养殖日本鳗鲡,进行对鳗鲡精养殖水体生物膜原位修复节水增效效果、机理及应用前景的研究。结果表明,在207天的养殖期间,生物膜原位修复技术应用处理组的平均日换水率仅1.2%,比对照组显著节水减排74%(P0.01);处理组的主要水质因子pH、DO、TAN、NO2-N、NO3-N、COD等浓度均符合相关的渔业水质标准;处理组的起捕尾重、产量、生长速度分别比对照组高106%(P0.2)、108%(P0.2)和220%(P0.15),饲料系数低于对照组38.4%(P0.1)。此外,处理组弹性填料设置的适宜密度为填料占水体体积的10%。因此,精养殖水体生物膜原位修复技术,具有节水、减排与节能效果显著,投资与运行成本低,环保、低碳、安全,操作简便、易推广等优点。该革新性的生态工程低碳养殖技术对推动我国水产养殖发展方式从高耗费资源型向资源节约与环境友好型转变将产生重大影响。     

极性分子型电流变液导电机理研究

极性分子型电流变液是一种新型的电流变材料.其介电颗粒上吸附极性分子,极性分子在颗粒间强局域电场作用下发生取向是产生巨电流变效应的关键.通过对Ca—Ti—O(CTO)体系极性分子型电流变液电流密度的测量发现,其导电行为遵从Poole-Frenkel效应的规律,这是极性分子型电流变液的重要特征之一.而500 ℃处理过的CTO粉体不含极性分子,所配制的电流变液无巨电流变效应,其电流密度随外电场强度近似地呈线性关系,显示出传统电流变液特性.