长江口崇明东滩地貌发育过程中的活性铁变化及环境意义

利用2002—2003年在崇明东滩采得的CDS、CDM和CDN三个典型沉积物剖面样品,测定了其中的Fe3 、Fe2 、Fe3 /Fe2 以及有机碳、粒度等特征参数,分析了活性铁分布变化特征并对其沉积物氧化还原环境的变化进行了探讨。结果表明Fe3 含量在整个研究区域均是从表层向下逐渐递减的,Fe2 含量逐渐增加。从实验结果判断,所研究区域沉积环境上层以氧化环境为主,呈弱氧化型,中下层以还原环境为主。分析发现其分布变化受粒度、有机碳的影响,氧化还原界面与中、高潮滩划分界大致相当。     

三峡截流后长江口秋季TSM、POC和PN的分布特征

基于2004年11—12月长江口56个站位的悬浮体调查资料,分析了长江口区悬浮体总量(TSM)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)质量浓度的平面分布特征,探讨该区TSM及颗粒有机质的物质来源和三峡截流对长江三角洲的影响。结果表明,表、底层TSM与POC、PN质量浓度之间存在显著的正线性相关关系并都呈现出南高北低的格局,说明了长江悬浮颗粒物入海后主要沿东南方向输运。POC、PN质量分数与POC、PN的质量浓度不同,它们与TSM质量浓度对数有负相关关系。由于河口区底质再悬浮作用显著,TSM和POC、PN质量浓度呈现表层低、底层高的特点。长江口悬浮体主要来自长江径流和底质沉积物的再悬浮。与三峡截流前数据的对比表明,截流对目前长江口区的TSM和POC尚未造成明显的影响。     

长江口南汇咀岸滩围垦工程潮流数值模拟研究

南汇咀岸滩地处长江河口最大浑浊带,是长江河口淤涨速度最快的岸滩,是上海市规划围垦的重点区域。目前上海在南汇咀岸滩上已实施了围垦工程,围垦工程改变了长江口南汇岸线,也改变了南汇咀的水动力条件。为了解围垦工程实施后的水动力条件的变化,本文利用Delft3D-flow建立了长江口-杭州湾垂向平均的二维水动力模型,在对现场实测资料验证良好的基础上,对南汇咀海域围垦工程前后的潮流场进行了数值模拟,就围垦工程对周边海域的影响进行了分析研究。同时,对比南汇咀围垦前后的海图,采用GIS方法分析地形变化,利用地形变化来进一步验证海域的水动力变化。结果表明:工程后,杭州湾北岸流速增强,地形冲刷加剧;南汇东滩流速减弱,地形淤涨。     

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。     

开阔水域海洋倾倒区选划的初步研究——以长江口深水航道治理三期工程疏浚物临时海洋倾倒区选划为例

在二雏潮流场基础上,采用泥沙扩散方程和欧拉一拉格郎日质点漂移法对抛泥时泥沙的扩散和淤积进行模拟,从水动力条件角度对航道两侧的倾倒区选划进行研究,分析不同时段和不同倾倒区的淤积率、流失率和容量。以长江口深水航道口门外倾倒区选划为例,对文中提出的倾倒区选划方法进行验证,结果表明,本文提出的方法是合适的,可以作为在开阔水域选划倾倒区的基本方法。     

2004年秋季长江口及其邻近水域浮游植物群集

根据2004年11月在长江口及其邻近水域37个测站采集的浮游植物水样Utermhl方法分析结果,研究了该水域浮游植物群集特征,包括浮游植物优势种、细胞丰度和多样性指数,并进行了其与环境因子的典范对应分析(CCA).调查区浮游植物组成以硅藻和甲藻为主,其丰度所占比例分别为67.97%和28.94%.浮游植物优势种为中肋骨条藻、具槽帕拉藻和菱形海线藻等温带近岸种.浮游植物细胞丰度为0.27×103~133.38×103 个/L,平均为4.97×103 个/L,高值出现在调查区的南部和东南部.Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数在各测站变化较大.分析表明,优势种中肋骨条藻的分布与硝酸盐和硅酸盐呈正相关,具槽帕拉藻和菱形海线藻与温度呈正相关.     

夏季长江口潮间带CH4、CO2和N2O通量特征

使用原位静态箱现场采样,对夏季(7月和8月)长江口崇明东滩湿地3种主要温室气体CO2、CH4和N2O的界面通量进行了同步观测.结果表明,夏季低潮滩是大气CH4的排放源(40.2 μg/(m2·h)),CO2和N2O的吸收汇(通量值分别为-86.3 mg/(m2·h),-27.6 μg/(m2·h)).7月和8月中潮滩是3种温室气体的排放源,CH4日平均排放速率达到6.56 mg/(m2·h),CO2为301 mg/(m2·h),N2O为69.9 μg/(m2·h).温度(气温和不同深度地温)、沉积物有机碳含量以及潮滩植被海三棱藨草和沉积物表层藻类的光合和呼吸是决定CH4、CO2、N2O产生、排放和吸收的主要因素.相关分析表明中潮滩气体排放通量与温度(气温和不同深度地温)呈显著正相关关系,但在低潮滩气体通量与温度的相关关系不明显.     

长江口南槽季节性冲淤变化及其对河流入海水沙响应关系的初步研究

本文利用长江口南槽1989年12个月的实测地形图和大通站相应的水沙资料,采用GIS技术和数理统计技术分析了南槽的地形变化及其与河流来水来沙的关系.结果表明南槽水深与大通站各月平均流量、输沙率和含沙量之间有明显的相关性,说明河口冲淤对流域水沙变化有敏感响应;河槽的响应具有1～1.5月的滞后性.     

长江口盐沼硫酸盐还原菌的分布特征与环境机制

选择长江口崇明东滩两类植被区（互花米草、土著植被）纵向剖面,根据不同高程部位柱样土壤和植被根际硫酸盐还原菌（SRB）与异养菌的数量,颗粒有机碳（POC）含量与δ13C值,孔隙水Cl-/SO2-   ４摩尔比等,研究盐沼SRB的空间分布特征与机制。自高潮滩向光滩,柱样氧含量降低,SO2-   ４含量增加,导致SRB含量增加,SRB在有机质矿化中的作用增强。高潮滩柱样不同深度层位的异养菌数量明显大于中潮滩和光滩柱样的相应层位,这与由陆向海柱样氧含量及POC含量降低有关。SRB对植被根际环境的变化较敏感,芦苇根际最有利于SRB生长,藨草根际次之;互花米草根际不利于SRB生长,根系分泌物可能对SRB有抑制作用。土壤有机质含量是导致不同纵向剖面相同高程部位柱样之间微生物数量差异的主要因素。同一纵向剖面不同高程部位柱样之间在土壤氧含量与SO2-   ４含量方面的不同,导致这些柱样微生物数量存在差异。盐沼柱样孔隙水Cl-/SO2-４摩尔比总体偏低,多小于19.33,指示有非海源SO2- ４加入。非海源SO2-４的加入掩盖了硫酸盐还原作用对SO2-４的消耗,增加了利用孔隙水Cl-/SO2-４摩尔比定量研究盐沼硫酸盐还原作用强度的难度。柱样中SRB越多,Cl-/SO2-４摩尔比就越大,硫酸盐还原作用就越明显。     

长江口冲积岛浅滩演变的可视化分析

为了解剧烈开发背景下长江口浅滩的演变特征,运用GIS技术建立1879年以来长江口地区水下数字高程模型(DEM),再现百余年来长江口长兴岛—横沙岛和九段沙浅滩的演变过程,并计算浅滩的面积、体积、冲淤量和冲淤厚度。结果表明:百余年来长兴岛—横沙岛和九段沙浅滩总体上呈淤涨趋势,并沿东南方向向海推进;长江流域中上游的开发和保护以及河口地区重大工程对浅滩演变的影响越来越大。