本文關鍵詞：長江口外鋒區(qū)浮游植物生物量及其影響因子的觀測與數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：浮游植物作為海洋系統(tǒng)的主要生產(chǎn)者,維系著海區(qū)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動,也決定著該海域的初級生產(chǎn)力水平。近些年來,我國經(jīng)濟,特別是沿海地帶經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,給水生生態(tài)環(huán)境帶來嚴重負擔,此類問題開始受到科學家們越來越多的關注。而長江口外鋒區(qū)作為我國三角洲海域非常重要的一個區(qū)域,水體富營養(yǎng)化嚴重,赤潮頻繁發(fā)生,浮游生物生活的環(huán)境遭到嚴重破壞。長江口外鋒區(qū)受復雜地底形態(tài)、長江徑流、季風及陸架環(huán)流的影響,水動力過程十分復雜多變,且季節(jié)性變化明顯。長江沖淡水和季節(jié)性流場、風場等關鍵物理過程共同影響著這片海域的溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽分布及海流特征,從而進一步影響長江口外鋒區(qū)的浮游植物生物量狀況及初級生產(chǎn)力水平。研究長江口外鋒區(qū)浮游生態(tài)變化情況,對于了解海區(qū)富營養(yǎng)化狀況、赤潮形成的外部環(huán)境和物理機制以及海域生態(tài)環(huán)境保護有著重要的意義。本文主要通過歷史資料分析、現(xiàn)場調(diào)查觀測和數(shù)值模擬相結合的方法,研究了長江口外鋒區(qū)浮游植物生物量及鹽度鋒面的變化。根據(jù)2005年和2006年站點調(diào)查的歷史資料顯示,長江口外鋒區(qū)浮游植物生長主要受溫度、光照及營養(yǎng)鹽濃度控制。甲藻和硅藻類生物量皆從4月初開始急劇增加,硅藻有兩次明顯的生物量劇增現(xiàn)象,分別發(fā)生在4月和6月;甲藻僅有一次生物量劇增現(xiàn)象,發(fā)生在4月。由于甲藻耐低鹽,不耐高溫的特點,4月至6月是甲藻生物量高值期,而硅藻生物量高值期在4月至9月。水溫是影響甲藻生長的主要因素,而光照和營養(yǎng)鹽是影響硅藻生長的主要因素。分析研究2010年、2011年和2012年夏季斷面觀測資料發(fā)現(xiàn),夏季長江口外鋒區(qū)存在著明顯的鹽度躍層、溫度躍層和密度躍層。溫躍層深度與溫躍層處DO垂向梯度之間呈負相關,與垂向最小DO濃度之間呈正相關。研究結果表明,在長江口外鋒區(qū)鹽度較低的區(qū)域,溶解氧濃度較高,葉綠素a濃度也較高。通過2016年3月現(xiàn)場觀測資料,確定了本次調(diào)查期間長江口外鋒區(qū)鹽度梯度變化最大的區(qū)域,位置大致為30°41′N,122°41′E,鹽度在26-28.8之間急劇跳躍,且該鋒面的移動隨潮汐變化,鋒面隨潮進退時,沿程鹽度、懸沙均在不斷變化。鋒面是一個輻聚帶,長江攜帶的巨大營養(yǎng)鹽向外海擴展,在此處聚集,鋒面兩側的營養(yǎng)鹽及浮游植物生物量差別巨大。通過本次調(diào)查研究,對于解釋該過渡區(qū)營養(yǎng)鹽以及浮游植物生物量變化的特征提供支持。在分析歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場觀測資料的基礎上,基于三維海洋數(shù)值模式ECOM-si,耦合太陽輻射強度、海表熱通量和泥沙模塊,綜合考慮了徑流、潮汐、陸架環(huán)流和季風等關鍵物理過程的作用,建立了一個N2P2ZD型的浮游生態(tài)數(shù)值模型,模擬研究了三峽工程調(diào)蓄前后長江口外鋒區(qū)營養(yǎng)鹽及浮游植物生物量差異的變化特征。模型經(jīng)測試穩(wěn)定性良好,具有一定的精度,可用于模擬長江口外鋒區(qū)浮游植物生態(tài)的變化機制。模型模擬結果表明,在三峽工程徑流量調(diào)蓄最大的5月和10月,長江口外鋒區(qū)鹽度的差值均在2之內(nèi)。三峽大壩調(diào)蓄前后,長江口外鋒區(qū)營養(yǎng)鹽濃度差異主要呈舌狀分布,較高區(qū)域多集中在122°E左右,往東急劇減少,且在杭州灣內(nèi)有一高值區(qū)。三峽大壩調(diào)蓄前后氮營養(yǎng)鹽濃度差異最高可達到2 mmol N/m3,明顯較磷營養(yǎng)鹽0.06 mmol N/m3的濃度差大。營養(yǎng)鹽增減的絕對量自西向東、由近河口區(qū)向遠河口區(qū)遞減;且調(diào)蓄引起的營養(yǎng)鹽增減峰值自西向東推遲、峰值滯后。枯水年受徑流調(diào)蓄的影響最大,徑流調(diào)蓄導致的營養(yǎng)鹽增加值在各區(qū)均是枯水年明顯大于豐水年和平水年,而在過渡區(qū)和遠河口區(qū)10月后的下降值則相反。而總浮游植物生物量的空間差異分布形態(tài)完全不同于營養(yǎng)鹽,呈點片狀分布,高值區(qū)在長江口內(nèi)。浮游植物生物量的年際變化與營養(yǎng)鹽比較一致,枯水年影響最大,且自西向東峰值滯后;此外,由于硅藻和甲藻的相互競爭作用,硅藻在流量增加季節(jié)的生物量增幅大于流量減少季節(jié)的生物量減幅,而甲藻正好相反。總體上,三峽工程的徑流調(diào)蓄有利于增加年均浮游植物生物量,但年平均增幅較小,僅為0.5-1%左右。
【關鍵詞】：長江口外鋒區(qū) 浮游植物生物量 影響因子 數(shù)值模擬 三峽大壩
【學位授予單位】：上海海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X55;X173
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 研究進展及現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 海洋浮游生物動力學及模型研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 長江口外鋒區(qū)生態(tài)因子的研究現(xiàn)狀及進展14-16
• 1.2.3 長江口外鋒區(qū)關鍵物理過程變化的研究現(xiàn)狀16
• 1.2.4 長江口外鋒區(qū)浮游生態(tài)過程的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要工作17-20
• 第二章 長江口外鋒區(qū)浮游生態(tài)因子的觀測20-28
• 2.1 長江口外鋒區(qū)斷面觀測資料分析21-22
• 2.2 長江口外鋒區(qū)營養(yǎng)鹽觀測資料分析22-24
• 2.3 長江口外鋒區(qū)鹽度鋒面的觀測24-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 長江口外鋒區(qū)三維物理-生態(tài)耦合模型的建立28-54
• 3.1 水動力模塊介紹28-37
• 3.1.1 模型控制方程組28-32
• 3.1.2 初始條件和邊界條件32-35
• 3.1.3 潮灘動邊界35-36
• 3.1.4 數(shù)值求解36-37
• 3.2 模式計算區(qū)域及模式設置37-39
• 3.3 海氣熱通量模塊39
• 3.4 泥沙模塊介紹39
• 3.5 生態(tài)模塊介紹39-45
• 3.5.1 控制方程組40-43
• 3.5.2 生態(tài)模型參數(shù)的選取43-45
• 3.6 長江口外鋒區(qū)浮游生態(tài)模型的驗證45-53
• 3.6.1 鹽度、溫度及環(huán)流的驗證45-48
• 3.6.2 營養(yǎng)鹽、葉綠素a數(shù)值模擬結果與觀測資料的對比48-50
• 3.6.3 浮游植物生物量數(shù)值模擬結果與觀測資料的對比50-53
• 3.7 本章小結53-54
• 第四章 三峽工程對長江口外鋒區(qū)浮游生態(tài)的影響54-66
• 4.1 三峽大壩概況54-56
• 4.2 三峽工程調(diào)蓄前后對長江口外鋒區(qū)環(huán)境因子差異的影響56-60
• 4.2.1 三峽工程調(diào)蓄前后鹽度差、濁度差和溫度差的時間變化56-58
• 4.2.2 三峽工程調(diào)蓄前后鹽度差、濁度差和溫度差的空間分布58-60
• 4.3 三峽工程調(diào)蓄前后營養(yǎng)鹽及浮游生物量差異的時間變化60-62
• 4.4 三峽工程調(diào)蓄前后營養(yǎng)鹽及浮游生物量差異的空間分布62-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第五章 結論與展望66-68
• 5.1 本文主要工作及結論66-67
• 5.2 不足與展望67-68
• 參考文獻68-73
• 致謝73-74
• 碩士期間發(fā)表論文74

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  本文關鍵詞：長江口外鋒區(qū)浮游植物生物量及其影響因子的觀測與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：486423