浅海区海带养殖的沉积环境效应及动力机制 ——以山东半岛黑泥湾为例

论文摘要

本文整合大量表层沉积物、悬浮体(大面和垂直站位)、短柱状样品、水文站水文观测资料、生态环境调查资料、遥感影像、水深图及前人文献资料等,通过多种技术手段较为系统地研究黑泥湾海带养殖海区的表层沉积物分布规律、悬浮泥沙输移扩散、水下沉积过程信息的历史记录、海带养殖活动对黑泥湾海区水动力条件与环境条件演变的影响。结果表明,大规模海带养殖使黑泥湾湾内底床趋于稳定,海带养殖架群区外边界紊流作用加强导致该处底床变化较大。大规模海带植被体的充填使海区的悬浮泥沙运移路径和空间分布形态发生改变,养殖边界处悬浮体浓度梯度较大,外围高浓度的悬浮体对海带养殖筏架区影响较小。自1980’s大规模海带养殖活动以来沉积物粒度呈细化趋势,LOI揭示的有机质含量则呈增长趋势,海带养殖繁盛期(春季)黑泥湾营养盐DIN损耗明显。SWAN模式结果表明,海带架群的消浪作用显著,其消浪作用强弱与海带筏架数量、入射波强度等密切相关,黑泥湾养殖区的消浪系数(Cd)约在0.2～0.4之间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 近岸区生态群落的沉积环境效应研究进展
• 1.3 近岸区波浪模拟的研究进展
• 1.4 论文的研究内容
• 第二章 研究材料与方法
• 2.1 研究区背景状况
• 2.2 研究材料
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 实验室测试项目
• 2.3.2 历史图件对比分析与遥感影像解译
• 2.3.3 SWAN 模式介绍
• 第三章 黑泥湾表层沉积物特征及沉积环境意义
• 3.1 黑泥湾表层沉积物的粒度特征
• 3.2 黑泥湾的动力沉积环境
• 3.2.1 黑泥湾沉积动力环境分区
• 3.2.2 影响黑泥湾表层沉积物分布的动力因素
• 3.2.3 海带架群对下伏底床表层颗粒物粒度特征的影响
• 3.3 黑泥湾表层沉积物输运趋势分析
• 3.4 黑泥湾表层沉积物来源的碎屑矿物证据
• 3.3.1 黑泥湾碎屑矿物分布特征
• 3.3.2 黑泥湾表层沉积物的碎屑矿物示踪
• 3.5 黑泥湾表层沉积物中重金属的扩散与富集机制
• 3.6 小结
• 第四章 黑泥湾悬浮体的分布与运移特征
• 4.1 悬浮体浓度分布特征与季节性差异
• 4.1.1 悬浮体垂向断面特征
• 4.1.2 悬浮体平面分布特征及季节性差异
• 4.2 悬浮体粒度特征
• 4.2.1 悬浮体粒度组成与空间分布
• 4.2.2 悬浮体粒频特征
• 4.3 悬浮体扩散与分布的遥感解译
• 4.4 小结
• 第五章 黑泥湾海带养殖区的环境演变
• 5.1 基于GIS 分析的养殖架群区海底冲淤特征
• 5.1.1 地形图标示数据的精度分析及信息采集
• 5.1.2 黑泥湾底床冲淤演化特征
• 5.1.3 底床冲淤趋势度模型的构建
• 5.2 海带养殖活动干预沉积过程的记录
• 5.2.1 沉积物垂直分布特征对近岸区沉积环境指示作用的有效性判别
• 5.2.2 HN01 孔岩性描述
• 5.2.3 粒度、LOI 的时序分布特征及其沉积环境指示意义
• 5.3 海带养殖区的环境要素特征
• 5.3.1 营养盐的时空分布特征
• 5.3.2 环境要素特征
• 5.4 小结
• 第六章 黑泥湾沉积环境变迁的波浪影响机制
• 6.1 黑泥湾海带养殖区波浪场特征统计与分析
• 6.2 海带筏架群消浪系数的建立及其机理解释
• 6.3 海带养殖区波浪场的SWAN 模式建立与模拟
• 6.3.1 黑泥湾近岸养殖区SWAN 模式的输入条件
• 6.3.2 基于SWAN 的黑泥湾波浪场形态与消浪作用的模拟
• 6.4 小结
• 第七章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 存在的问题与下一步的工作设想
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的论文
• 致谢