【摘要】： 本文根據(jù)N—P—Z—D模型的基本原理，建立了膠州灣氮、磷營養(yǎng)鹽循環(huán)收支動(dòng)力學(xué)模型，主要包括營養(yǎng)鹽輸入，營養(yǎng)鹽生物、化學(xué)遷移和轉(zhuǎn)化內(nèi)循環(huán)，溶解態(tài)和顆粒態(tài)物質(zhì)水動(dòng)力輸出3個(gè)邏輯模塊，涉及溶解無機(jī)氮(DIN)、磷酸鹽(PO_4-P)、浮游植物、浮游動(dòng)物、有機(jī)碎屑和溶解有機(jī)態(tài)營養(yǎng)鹽6個(gè)狀態(tài)變量。該模型能夠較好地模擬1998年膠州灣DIN、PO_4-P和浮游植物生物量季節(jié)變化規(guī)律。該模型邏輯結(jié)構(gòu)和參數(shù)取值合理。應(yīng)用該模型對(duì)膠州灣DIN和PO_4-P的自凈容量、環(huán)境容量、剩余環(huán)境容量、收支狀況、逗留時(shí)間以及膠州灣的初級(jí)生產(chǎn)力、新生產(chǎn)力和f比值進(jìn)行研究，主要結(jié)論如下： 1．膠州灣營養(yǎng)鹽環(huán)境容量：膠州灣DIN和PO_4-P營養(yǎng)鹽自凈容量都是夏季最大，冬季最小，春秋居中，這主要是海洋中物理、化學(xué)和生物自凈過程共同作用的結(jié)果。膠州灣DIN和PO_4-P剩余環(huán)境容量在20世紀(jì)70年代末至80年代中期變化較小，相對(duì)國家一級(jí)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下的環(huán)境容量還具有約60％的容納能力。但自80年代中期至90年代中后期，營養(yǎng)鹽剩余環(huán)境容量迅速減小，至1997年DIN剩余環(huán)境容量已超過國家一級(jí)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下膠州灣DIN環(huán)境容量約70％，而自90年代末開始膠州灣DIN剩余環(huán)境容量又有所增加，而PO_4-P剩余環(huán)境容量減小速度趨緩。營養(yǎng)鹽剩余環(huán)境容量的變化表明，20世紀(jì)80年代中期以前，膠州灣海域富營養(yǎng)化程度較輕，海水質(zhì)量能夠達(dá)到國家一級(jí)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。而80年代中期以后到90年代中后期，膠州灣海域富營養(yǎng)化程度逐漸加重。從90年代末開始，政府對(duì)膠州灣生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施開始發(fā)揮作用，海域富營養(yǎng)化程度又有所減輕。 2．膠州灣PO_4-P收支：1998年膠州灣PO_4-P輸入量大于輸出量，處于盈余狀態(tài)。在PO_4-P各種來源中，河流徑流輸入PO_4-P通量達(dá)1430t，占主要地位(55％)，由于浮游生物活動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部循環(huán)所再生的PO_4-P通量達(dá)740t，居其次(29％)，沉積物釋放PO_4-P通量達(dá)410t，所占比例最少(16％)。在PO_4-P 膠州灣氮、磷營養(yǎng)鹽循環(huán)收支動(dòng)力學(xué)模型及其應(yīng)用 的水動(dòng)力輸出過程中，直接以PO4一P形式輸出的僅占24%，通過浮游植物“固 定”磷和溶解有機(jī)磷形態(tài)輸出起到了主要作用，分別占總輸出的46%和29%。 膠州灣D取收支:1998年膠州灣D取收支基本平衡。河流徑流輸入、沉積 物釋放和大氣沉降是膠州灣海水中DIN的主要外部來源，由浮游生物活動(dòng)而 在水體中再生的DIN是膠州灣海水中DIN的內(nèi)部來源。在DIN各種來源中， 以河流徑流輸入為主(48%)，年通量達(dá)14700t，循環(huán)再生的DIN次之(26%)， 年通量達(dá)8100t，沉積物釋放較少(22%)，年通量達(dá)780Ot，大氣沉降的最 少(1%)，年通量僅300t。在氮的支出過程中，直接以DIN形式輸出的占 64%，通過浮游植物細(xì)胞“固定”氮和溶解有機(jī)氮形態(tài)輸出，分別占總輸出 的22%和14%。 膠州灣DIN和P04一P的逗留時(shí)間:D州和P04一P的逗留時(shí)間都是冬季最長， 夏季最短，但一年中PO4一P(2一20d)的逗留時(shí)間變化幅度比DIN(4一10d) 大。 膠州灣的新生產(chǎn)力:’SN法估算海域的新生產(chǎn)力只適用于DIN作為浮游植物 生長的主要氮源，且不考慮外源輸入NH4一N和真光層內(nèi)硝化作用的海域。對(duì) 于外源輸入NH4一N通量不可忽略的海域，以’SN法估算的新生產(chǎn)力結(jié)果偏小。 而以輸出生產(chǎn)力法估算新生產(chǎn)力時(shí)，在時(shí)間上應(yīng)該取一個(gè)或幾個(gè)完整的生態(tài) 循環(huán)周期，且在計(jì)算過程中必須同時(shí)考慮顆粒態(tài)物質(zhì)和溶解有機(jī)態(tài)物質(zhì)的輸 出。模型計(jì)算結(jié)果表明，膠州灣的f比冬季最高，夏季最低，而春秋居中， 月平均值在0.75一0.94之間，年平均值為0.80，膠州灣在初級(jí)生產(chǎn)過程中所 需的DIN大部分是由新生源(外源)提供的。膠州灣的新生產(chǎn)力月平均值在 56一765 mge·m一2·d一’之間，年平均值為395 mge·m一2·d一’。膠州灣新生 產(chǎn)力的變化趨勢與初級(jí)生產(chǎn)力相同，冬季最低，夏季最高，春秋居中。 總之，本論文建立了膠州灣氮、磷營養(yǎng)鹽循環(huán)收支動(dòng)力學(xué)模型，并應(yīng)用此工 具建立了膠州灣海水中D州和P04一P環(huán)境容量的計(jì)算方法，對(duì)中國近岸海域富 營養(yǎng)化污染研究，沿岸陸源排放DIN和PO4一P總量控制方案制定等都有一定借 鑒作用。模型對(duì)膠州灣DIN和PO4一P收支狀況、逗留時(shí)間以及新生產(chǎn)力的計(jì)算 對(duì)膠州灣海洋生態(tài)領(lǐng)域的研究也是非常有益的嘗試。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：P734.4

【引證文獻(xiàn)】

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3 尹暉;乳山灣灘涂貝類養(yǎng)殖容量評(píng)估模型[D];中國海洋大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2741988