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南海北部生态系统对不同尺度典型海洋动力过程的响应特征及模型研究
Alternative TitleModeling the ecosystem response to the multiscale marine dynamic processes in the northern South China Sea
江睿
Thesis Advisor王友绍
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name博士
Degree Discipline环境科学
Keyword物理耦合生态动力学模型,生态系统响应,黑潮,上升流,核电站温排水
Abstract基于加强南海北部海洋生态环境保护,实现沿岸环境资源合理开发,资源可持续利用的战略需求;着眼于南海北部生态系统结构、功能及动态变化的工作将展现出重要价值。海洋生态动力学模型是海洋生态学研究方法的一次飞跃,本文构建的海洋生态动力学模型将在南海北部生态过程研究、环境变化预测和环境保护等各个方面发挥出切实作用。本文通过建立海洋生态动力学模型研究南海北部生态系统对不同尺度典型海洋动力过程的响应特征;并根据研究所关注的问题在空间尺度上的差异,灵活选择并构建适合的海洋生态动力学模型。针对南海北部典型大尺度海洋动力过程—黑潮,建立黑潮驱动下南海东北部ROMS耦合NPZD模型,研究南海东北部黑潮入侵海域的生态特征。研究表明,黑潮主要从-80 m左右水层入侵南海,从温度水平梯度大值区分布范围看,黑潮形变主要位于119°E以东。在气候平均态下,吕宋海峡处黑潮对南海北部温、盐场的影响主要存在于119°E以东。黑潮对南海的入侵程度在冬季最大,可影响至118°E附近。黑潮入侵海区盐度年际变化则呈现出秋冬高,春夏低的特性。模型计算海区表层叶绿素a浓度冬季高于春季,水深-100 m层的平均叶绿素a浓度高于表层和深层,真光层底部出现叶绿素a浓度高值区是研究海域叶绿素a浓度分布的主要特征。针对南海北部典型中尺度海洋动力过程—沿岸上升流,建立三维生态动力学模研究南海东北部沿岸生态系统对夏季沿岸上升流的响应特征。研究表明,南海北部沿岸生态系统对夏季上升流有显著的响应现象。粤东和琼东是南海北部受上升流影响最大的海域。夏季粤东和琼东沿岸海域表现出低温、高盐的上升流响应特征。南海北部沿岸上升流如同一个强有力的营养盐泵,将底层富有营养盐的海水带到表层并被平流输运到离岸约30 km的海域。然而,浮游植物和叶绿素最大浓度的出现并不与营养盐最大浓度同步,而是会出现10天左右延迟。由于受到较强的温跃层和复杂流系的影响,琼东海域对上升流的响应没有粤东显著。针对大亚湾核电站温排水,构建二维潮汐(中小尺度海洋动力过程)驱动下的生态动力学模研,研究大亚湾核电站温排水的影响范围和其对周边海域生态环境的影响。研究结果结果显示,就潮汐变化而言核电站温排水在小潮时对大亚湾的影响范围大于大潮时;而根据季节变化,冬季核电站温排水对大亚湾的影响范围要远大于夏季。由于受到地形和潮流的交互作用,在一个潮周期内,涨潮时温排水造成的高温升区的范围要大于落潮时,而涨潮时中温升区和低温升区的范围则要小于落潮时。总而言之,当潮流朝向湾口且流速相对较弱时,核电站温排水对大亚湾的影响范围较大。大亚湾受温排水影响海域的营养盐、浮游植物和浮游动物的季节性变化特征表明,温排水对它们的浓度变化既有积极作用又有消极作用。通过与水产养殖区的对比我们发现,水产养殖对大亚湾生态环境造成的负面影响要远大于核电站温排水的影响。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18016
Collection学位论文(博士)
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GB/T 7714
江睿. 南海北部生态系统对不同尺度典型海洋动力过程的响应特征及模型研究[D]. 南海海洋研究所,2018.
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