基于1998～2011年调查数据的长江口海域浮游动物群落划分

长江口海域是受人类活动以及自然变动多重压力影响下的典型水域。为研究长江口海域浮游动物群落动态, 作者基于1998～2011年每年5月(春季)和11月(秋季)长江口海域(30°30′～32°00′N、121°00′～123°20′E)浮游动物调查资料, 利用多元统计分析方法, 开展了该水域浮游动物群落结构分析。基于物种组成及相对丰度进行聚类, 春、秋季长江口海域的浮游动物可分为3个群落: A(淡水/半咸水群落、B(过渡群落)、C(外海群落)。群落的地理分布与海域的盐度梯度分布相对应, 其中: 浮游动物群落A与群落B的地理分界一般在盐度等值线14～18, 群落B与群落C的地理分界一般在盐度等值线24～28。淡水种以及半咸水种只在群落A中占优势; 水母类只在群落C中优势度值较高。比较分析1998～2011年各群落的物种多样性的年间变化, 发现秋季群落A的物种多样性呈现显著升高的趋势, 而群落B的物种多样性呈现显著降低的趋势; 春季, 群落B的物种多样性呈现显著升高的趋势, 而群落C则呈现显著降低的趋势。     

主导长江口鱼类群落物种时间共存格局的环境过滤机制研究

了解生物群落中物种共存机制是群落生态学研究的重要组成部分.鉴于河口鱼类群落结构与温盐等理化因子密切相关,同时多数鱼类产卵、育幼在时间上具有同步性(主要在春夏季发生),因此环境过滤机制可能是促使河口鱼类时间上共存的主要机制.为证实该假设,本研究以长江口鱼类群落为例,利用广义可加非线性模型(GAMs)分析其时间生态位及鱼类与环境因子的关系,同时基于零模型(null models)从生态位利用的角度阐述河口鱼类群落时间上的共存机制.结果表明:鱼类物种间实测生态位大于预期值,揭示出环境过滤机制是促使鱼类时间上共存的主要机制;多数鱼类物种与非生物环境因子关系拟合较好,说明未知因素(如物种间的竞争作用等机制)对其分布影响权重较小.上述结果支持环境过滤学说是长江口鱼类物种时间共存格局的主导机制.     

底边界层水沙观测系统和应用

利用现代先进的光学和声学测量仪器(ADP、PC-ADP、ADV、OBS等),组制四角架观测系统用于底边界层的水沙观测.此观测系统既可获取垂向流速场,更可获取常规水文观测难以获取的高分辨率的近底流速、近底单点紊动过程、近底温盐沙和波浪过程.利用此观测系统于2007年8月在长江口北槽最大浑浊带内进行了实地观测.分析四角架观测数据与同步船测底部数据表明,四角架观测系统在近底(特别是底部明显分层)观测时表现出明显优势.常规水文观测测得底部含沙量一般只相当于距底70～120 cm高度含沙量;船测底部最大含沙量为5.8 kg/m 3,而架测距底30 cm处最大含沙量有25 kg/m 3;近底含沙量较高时往往出现强分层,强分层时实测距底30 cm处含沙量可达距底120 cm处含沙量的5倍;船测底部流速比架测距底30 cm处流速平均偏大45%;但距底30 cm处最大流速仍可达1.2 m/s.船测数据也验证了四角架观测数据的正确性.     

Approach of moving boundary and its application in 3D tidal current simulation of Changjiang (Yangtze) River Estuary based on ECOMSED model

Considering three-dimensional model ECOMSED can not simulate wetting-drying of shoal with its fixed boundary, an approach to represent moving boundary in the model is introduced here. This approach smoothly joints the internal and external mode by making use of wetting and drying technique and is verified by a numerical test which presents a good agreement with the previous test results obtained by other researchers. A three dimensional numerical model is established to simulate the hydrodynamics in spring tide in the Changjiang (Yangtze) River estuary by this modified ECOMSED model which is also validated through the observed field data, the simulation presents a good periodic tidal change. It also successfully simulates the tidal current of computational areas and reproduces the tidal flat intermittent appearance.     

长江口叶绿素分布特征和营养盐来源数值模拟研究

利用POM(Princeton Ocean Model)模型在长江口及其邻近海域建立了三维斜压动力学模式,该模式开边界处考虑了潮汐、潮流、台湾暖流、沿岸流和长江径流。模式成功地模拟了长江口及其邻近海域的潮汐特征和环流特征。此外2004年11月的实测数据分析结果表明在观测区域的水下河谷西侧位置的强表面羽状锋内,存在着高叶绿素a浓度分布。为了分析长江口外存在的高叶绿素浓度分布和长江口的营养盐输入的相关关系,进行了两次数值试验:(1)给定长江口的径流量和径流输入的营养盐,把长江口的输入作为营养盐输入的惟一源;(2)在开边界处,根据实测资料给定营养盐的输入,同时考虑径流营养盐输入。在(1)、(2)两种情况下,把硝酸盐作为保守物质,进行了平流扩散数值试验。模式的模拟结果和实测资料的对比分析表明:沿岸流、台湾暖流的营养盐输入和上升流从底部输入的营养盐是此高叶绿素浓度区营养盐的重要来源。     

长江口盐沼湿地底栖微藻的分布特征及其对有机质产出的贡献长江口盐沼湿地底栖微藻的分布特征及其对有机质产出的贡献

2006年6月(夏季)和12月(冬季)分别对长江口九段沙湿地潮滩底栖微藻的分布状况进行了调查,估算了湿地内各主要初级生产者的生产力并进行了比较。结果显示分布于该盐沼湿地的底栖微藻在光照条件下主要聚集于沉积物表层,形成其生物量随深度增加而迅速减少的垂直分布模式,并随滩面植被盖度从大到小的顺序呈现为：光滩、藨草区、米草区≈芦苇区的水平分布特征。九段沙湿地中单位面积上底栖微藻的生物量远高于上覆水中浮游植物的生物量,其单位面积生产力也显著高于后者,表明底栖微藻在源自单胞藻的湿地有机产出中占有主导地位。九段沙湿地中底栖微藻总生物量远低于地表维管植物,其生物量仅占潮滩初级生产者总生物量的约041%,所产出的有机质却达到潮滩总初级生产力约1653%,意味着这种高营养、易摄取的有机产出有能力成为维持该湿地生态系统的重要食物来源之一。     

长江口海域的第四纪断层与新构造活动

高分辨率多道地震调查表明,在长江口及其附近海域发现数条第四纪断层。他们有的切穿第四系底部,有的切入中更新统甚至晚更新统之中。结合对该区历史地震及近期地震资料的分析,这些第四纪断层可能与地震活动有着密切的联系,特别是其中切穿上更新统底部的F12(NE向)断层,与1996年11月9日的Ms6.1级地震震中及1505年10月19日Ms6 34级地震震中的距离都比较近。该断层与这两次地震的发生极有可能存在某种内在的联系。同时也说明该区域第四纪断层的出现不是一种孤立的现象,它是地壳新构造活动的反映。     

长江口外海域岩心沉积物地球化学特征及其对人类活动的响应

对长江口外海域Y16站岩心沉积物中元素含量和粒度组成进行了分析,并通过137Cs测定了年龄。结果表明,该岩心沉积物中元素含量在垂向上的变化与沉积物粒度组成的变化密切相关,根据元素含量的变化特征可将其分为3段:1966年之前、1967—1989年和1990—2006年。R型因子分析表明,影响该岩心沉积物中元素含量变化的主要因素为陆源物质供给。另外,生物沉积作用和人为污染对部分元素含量的变化有一定影响。元素含量的变化特征在前两个阶段主要与流域自然过程相联系,在后一阶段(1990—2006年)人为污染对沉积物中Pb和Zn元素含量的变化有所影响,但这种影响在长江大量输沙的背景下被明显减少。目前,由于长江输沙量的大幅下降(2006年长江输沙量仅为0.85亿t)以及人为污染影响程度的增强(煤、石油燃料消耗的持续增加以及工业的持续发展),未来长江口海域重金属元素的污染情况将面临更大的挑战。     

特枯水文年长江口南槽盐水入侵分析

2006年6月至2007年5月长江入海径流量较多年平均减少1/3,为特枯水文年.根据长江口南槽江亚北水道实测盐度等资料,分析了该特枯水文年的盐水入侵状况.结果显示:研究区该时间段几乎均为盐水所占据,96.6% 的天数处于盐水入侵状态;与常年相比,盐度具有年变幅大、洪枯季差异小、高盐月份多的特点.研究表明:盐水入侵主要受径、潮流控制,多发生在小径流量-大潮期;大通径流量 30 000 m3/s 是盐水入侵与否的阈值.     

长江口河口锋的悬沙及动力特征初探

通过对2002年9月、2003年4月和2004年10月在长江口滨外区多船同步定点观测的数据进行分析,捕捉到了长江口河口锋带位置,并利用调查数据分析了河口锋带的动力特征.结果表明:长江口河口锋的位置大约位于122°10′E,30°50′N至122°20′E,31°00′N一线附近,在河口锋带有着较为强烈的河海相互作用,流速不符合典型的对数流速曲线,河水与海水的相互消长局限于海面以下5 m的表层范围,观测表明在河口锋面区悬浮泥沙为泥沙流伏在海水之上输运.