渤海浮游植物季節(jié)變化與水動力關(guān)系數(shù)值研究.pdf

1、水華是浮游植物在一定條件下快速繁殖的結(jié)果,研究浮游植物生長的影響因素,對揭示水華發(fā)生的生態(tài)機制具有重要意義。本文建立了COHERENS水動力及水質(zhì)模型,研究渤海浮游植物生長季節(jié)性變化與水動力的關(guān)系,重點分析溫度、鹽度和湍流作用等物理環(huán)境因子對渤海浮游植物生長的影響,探討浮游植物水華發(fā)生的物理環(huán)境。
　　 本研究從三維水動力及水質(zhì)方程組出發(fā),考慮氣象條件和徑流條件,首先建立了符合實際的水動力模型,從調(diào)和常數(shù)、潮位和溫鹽三個方面對其

2、進行驗證,模擬了溫鹽的季節(jié)性變化和層化特征。模擬結(jié)果表明：溫躍層從春季開始出現(xiàn),夏季溫躍層結(jié)構(gòu)最為明顯,底層南北兩側(cè)出現(xiàn)非對稱冷核結(jié)構(gòu),秋季溫躍層消失;鹽躍層結(jié)構(gòu)在夏季也最明顯,表、底層鹽度分布差別較大,但相比于溫躍層,鹽躍層出現(xiàn)時期較為滯后,層化結(jié)構(gòu)較弱。論文建立的水動力數(shù)值模型可以較好地反映溫鹽場長期變化規(guī)律。其次,通過調(diào)節(jié)浮游動物捕食壓,底層沉積物中所含硝酸鹽和氨氮通量等重要參數(shù),建立符合實際的水質(zhì)生態(tài)模型,驗證水質(zhì)生態(tài)要素,模擬

3、并分析葉綠素、硝酸鹽和氨氮的時空特征。模擬結(jié)果表明:時間序列上,葉綠素年循環(huán)呈雙峰結(jié)構(gòu),硝酸鹽和氨氮大體經(jīng)歷了冬季積累、夏季消耗的歷程;水平分布上,由于水深和河口徑流等影響,近岸和河口附近葉綠素濃度、硝酸鹽和氨氮始終保持較高濃度。建立的水質(zhì)生態(tài)模型能夠較準(zhǔn)確地模擬表層葉綠素、硝酸鹽和氨氮年循環(huán)特征。最后,研究了溫度、鹽度與葉綠素濃度的相關(guān)性關(guān)系,模擬渤海湍流粘性系數(shù)的表層分布,分析溫鹽和湍流作用對渤海浮游植物生長的影響。研究表明:四季(

4、冬、春、夏和秋)海洋表層溫度與葉綠素濃度的相關(guān)系數(shù)分別為:-0.32、0.83、0.82和-0.21;四季(冬、春、夏和秋)海洋表層鹽度與葉綠素濃度的相關(guān)系數(shù)分別為:-0.54、-0.92、-0.86和-0.53。水平分布上,冬秋季,雖然垂直湍流混合較好,表層營養(yǎng)鹽充足,但由于受到溫度和光照限制,使得渤海葉綠素含量較低;春夏季,光照和溫度適宜,渤海表層葉綠素含量較高,但深水區(qū)的湍流混合變小,出現(xiàn)層化結(jié)構(gòu),營養(yǎng)鹽含量降低,使深水區(qū)域葉綠素