长江口环境变化及表层沉积物中总有机碳、总氮的时空分布

论文摘要

根据1998—2009年长江口及其邻近海域生态与环境调查资料,分析了十年来长江口环境变化特征,着重探讨了三峡工程蓄水前后长江口环境演变趋势,为进一步解析人类活动对长江口生态系统的影响提供科学依据。主要研究结果如下：长江口全区水域,春季,2004年以后水体盐度呈增加趋势,2009年有所回落；2004年水温最高,DO、pH值年度间显著波动；COD呈逐步下降趋势,2009年有所回升；2007年以后水体总氮含量显著增加,而总磷含量显著减少；2004年以后,水体悬浮体含量显著下降。秋季,盐度年度间呈起伏波动状态,平均水温在2009年出现历史最低值,DO、pH、总氮、总磷年度间变化显著,COD呈下降趋势,2004年以来,水体悬浮体含量明显减少。各环境要素在长江口不同水域（口门内、沿岸、近海）随时间显示不同的变化趋势。三峡工程蓄水前后,长江口环境发生显著变化,主要表现在总磷和悬浮体含量上。三峡工程蓄水后,长江口及其邻近海域总磷和悬浮体含量显著降低。三峡工程蓄水前后,长江口门内、沿岸、近海水域环境要素演变趋势不同。根据长江口及其邻近海域2007年2月、5月、8月、11月4个航次野外调查数据,系统地探讨了长江口表层沉积物总有机碳、总氮的时空分布特征,通过分析长江口物理、化学、沉积环境特征,分析了长江口表层沉积物总有机碳、总氮分布的主要影响因素。结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物类型以细砂和粉砂为主,细颗粒泥沙主要分布在调查水域南部,北部海域以砂组分为主,沉积物组成和分布具显著的季节变化特征；长江口及其邻近海域表层沉积物TOC含量介于0.012%-1.589%,平均为0.524%,不同季节其空间分布特征不同；最大浑浊带区域和东南外海区（122°30′E以西,31°31′N以北）表层沉积物TOC含量显著高于北部海域。沉积物粒度是影响长江口表层沉积物TOC的重要因素,水动力条件通过作用于沉积物组成变化影响TOC时空分布,TOC的高分布区位于长江冲淡水锋面与台湾暖流、黄海沿岸流混合处,分布范围随水动力条件季节变化而变化,其它因素在不同水域、不同季节对表层沉积物TOC影响程度不同。长江口及其邻近海域表层沉积物总氮（TN）含量含量介于0.017%～0.119%之间,平均为0.065%。不同区域来看,北部海域的TN含量低于东南外海和最大浑浊带区域。其中5月份TN含量最低,8月份最高；5月份的最大浑浊带值明显小于该月份东南外海。5月最大浑浊带TN含量低于其它季节。TN含量与细砂百分含量显著的负相关,与粉砂和粘土百分含量显著正相关。这主要是由于随粒度变细,总表面积随之增加,对元素的吸附作用增强,能吸附更多的营养物质。2月份,在长江冲淡水区域和外海区,TN含量与盐度变化一定程度的负相关,5月份TN含量与盐度正相关,8月份,外海区TN含量与盐度呈微弱的负相关,11月份,冲淡水区TN含量与盐度正相关,在外海区,TN含量与盐度显著的负相关。此外,8月份表层水体TN含量、表层水体叶绿素a含量也对表层沉积物中的TN含量有影响,这也反映了沉积物与水体之间的营养元素转移现象。长江口及其邻近海域各站位表层沉积物TOC含量与TN含量显著相关,这表明在海洋沉积物中氮与有机碳之间关系非常密切,但在8月份洪季,TN含量分布受其它因素影响更大,相关性较低。根据有机指数和有机氮两个指标对长江口及其邻近海域的表层沉积物的营养健康状况进行评价。结果显示,一年中,长江口海域在8月份和11月份的健康程度较差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 长江口生态系统概述
• 1.2 人类活动影响下的长江口生态系统
• 1.2.1 流域用水量增加
• 1.2.2 流域废污水排放量增加
• 1.2.3 上游水利水电工程的影响
• 1.3 河口生态研究进展
• 1.3.1 河口生态环境评价
• 1.3.2 河口生物地球化学研究
• 1.4 沉积物生态意义
• 1.4.1 河口有机碳
• 1.4.2 氮、磷等营养盐
• 1.5 本文研究意义
• 2 长江口环境变化
• 2.1 数据和方法
• 2.1.1 站点布设
• 2.1.2 数据来源和方法
• 2.2 结果
• 2.2.1 长江口及其邻近海域
• 2.2.2 长江口门内水域
• 2.2.3 长江口沿岸水域
• 2.2.4 长江口近海水域
• 2.3 三峡工程蓄水前后长江口环境变化分析
• 2.3.1 春季表层水体
• 2.3.2 春季底层水体
• 2.3.3 秋季表层水体
• 2.3.4 秋季底层水体
• 3 长江口及其邻近海域表层沉积物总有机碳分布
• 3.1 研究区域与研究方法
• 3.1.1 调查区域和时间
• 3.1.2 样品收集和分析方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 底质分布特征
• 3.2.2 沉积物总有机碳分布特征
• 3.2.3 表层沉积物中总有机碳分布特征影响因素
• 3.2.3.1 沉积物粒径与总有机碳分布
• 3.2.3.2 水动力条件对表层沉积物总有机碳的影响
• 3.2.3.3 水体悬浮体对表层沉积物中总有机碳的影响
• 4 长江口及其邻近海域表层沉积物总氮分布
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 样品收集和分析方法
• 4.1.2 数据分析方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 长江口表层沉积物中总氮的时空分布
• 4.2.2 表层沉积物总氮含量与环境因子的关系
• 4.2.3 表层沉积物中的总有机碳与总氮含量关系
• 5. 长江口及其邻近海域表层沉积物环境评价
• 5.1 有机指数
• 5.1.1 有机指数评价方法和标准
• 5.1.2 对长江口各站位进行评价
• 5.2 有机氮
• 5.2.1 有机氮评价方法和标准
• 5.2.2 对长江口各站位进行评价
• 6 主要结论
• 参考文献
• 致谢