东海典型赤潮藻种群动态的数值模拟

发布时间：2020-11-04 11:31

　　 近年来，长江口及邻近海域富营养化问题日趋严重，赤潮的发生频率逐年增加，规模逐年增大。为了解长江口及邻近海域春季赤潮分布及优势种演替控制机理，本文针对两种东海典型赤潮藻分别建立生长机制模型，利用室内培养实验结果优化高灵敏度参数并完成了对模拟结果的验证。在此基础上，将该模型耦合到水动力模型中，对东海赤潮藻类种群动态进行了模拟，并探讨了光照、温度、盐度及营养盐在东海赤潮高发区春季赤潮生消过程中的作用。研究成果对于揭示东海赤潮发生过程中的控制因素具有重要意义。通过研究取得如下进展： 一、以Eco3M为基础，建立了两个针对东海典型赤潮藻—中肋骨条藻与东海原甲藻的生长模型。采用室内实验数据，对模型参数进行校正。模型能够重现两种藻在不同光照、营养盐限制条件下的生长以及对营养盐的利用情况。 二、结合两个单藻种模型，对共培养条件下东海原甲藻与中肋骨条藻的生长进行了模拟。结果表明，模型能够重现两种藻在共培养条件下的竞争结果及其对营养盐的竞争吸收情况，但不足以描述营养盐竞争外的藻间相互作用。 三、将所建立的两个生长机制模型与物理模型相耦合，较好地重现了2005年温度、盐度以及表层流场，并成功重现了航次重点调查区域内的营养盐变化。通过与遥感图像的对比证明，模拟结果较好地重现了赤潮优势种由硅藻向甲藻的演替趋势以及Chl-a高值区的水平分布。 四、分析了相关变量对赤潮藻生长率的影响及其时空变异。结果表明：对于中肋骨条藻，在长江冲淡水影响区域温度、盐度对生长率的影响最强，这种影响主要是由盐度决定的；光照决定了中肋骨条藻生长的内侧边界，而营养盐决定了其生长的外侧边界，其中P限制起主要作用；死亡率对净生长率的影响较小。对于东海原甲藻，N、P共同决定了其生长的外侧边界，其它各因素对生长的影响与中肋骨条藻相似。结果表明，P营养的分布在演替过程中起关键作用。 五、数值模拟重现了东海原甲藻从次表层孕育上升到表层爆发赤潮的过程，并通过模拟结果分析了相关变量对生长率垂直分布的影响，结果表明：光照对表层东海原甲藻的生长率影响不大，深层生长率主要受光的限制；表层有一受P限制的低生长率区域，这一区域下方仍然保持着较高的生长率，这可能是东海原甲藻次表层孕育这一现象发生的原因。
【学位单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2013
【中图分类】：X55
【部分图文】：

图 1-1 1990~2009 年我国海域赤潮发生频次(引自国家海洋局)1-1 The frequency of red tide happened in Chinese coastal waters during 1990东海的赤潮发生频率与发生面积居我国四大海区之首。次数占赤潮总数的 69%，发生总面积占沿海赤潮总面

- 2 1933~2004 HAB 发生范围，引自(Tang et al.,- 2 Locations of HAB events recorded during 1933；每个星号代表一次 HAB 事件，其大小代表AB；椭圆阴影 c 代表 10 次发生在江苏但没有精域环境条件东海和黄海的连接处，目前对于东海998)对这一海域的环流模式进行了总以下水团的影响：长江冲淡水、沿岸黑潮分支。由于季风和长江径流季节有所不同，在冬季沿东南轴向杭州湾

图 1- 3 中国东、黄海环流模式，引自(Zhou et al., 2008)Fig.1- 3 Circulation pattern in the East China Sea and Yellow Sea 冬季 (B) 夏季. YSCC: 黄海沿岸流；CRP: 长江冲淡水；ECSCC: 东海沿岸流；TWC: 台湾暖TC: 黑潮；YSWC: 黄海暖流；KCC: 韩国沿岸流上升流会将海水深层的营养盐带到表层，因而可能对赤潮的发生产生
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 姜加虎,王苏民;长江流域水资源、灾害及水环境状况初步分析[J];第四纪研究;2004年05期

2 周名江;朱明远;;“我国近海有害赤潮发生的生态学、海洋学机制及预测防治”研究进展[J];地球科学进展;2006年07期

3 王宗灵;李瑞香;朱明远;陈炳章;郝彦菊;;半连续培养下东海原甲藻和中肋骨条藻种群生长过程与种间竞争研究[J];海洋科学进展;2006年04期

4 吕颂辉;李英;;我国东海4种赤潮藻的细胞氮磷营养储存能力对比[J];过程工程学报;2006年03期

5 赵艳芳;俞志明;宋秀贤;曹西华;;不同磷源形态对中肋骨条藻和东海原甲藻生长及磷酸酶活性的影响[J];环境科学;2009年03期

6 赵艳芳;俞志明;宋秀贤;曹西华;;营养盐对长江口2种主要赤潮原因藻光合色素和光合作用影响的比较研究[J];环境科学;2009年03期

7 黄秀清,蒋晓山,王桂兰,洪君超;长江口中肋骨条藻赤潮发生过程环境要素分析:水温、盐度、DO和pH特征[J];海洋通报;1994年04期

8 陈秀华;朱良生;;COHERENS模式在长江口赤潮源推测中的应用[J];海洋通报;2007年03期

9 沈志良;三峡工程对长江口海区营养盐分布变化影响的研究[J];海洋与湖沼;1991年06期

10 李铁,史致丽,仇赤斌,王巧玲;中肋骨条藻和新月菱形藻对营养盐的吸收速率及环境因素影响的研究[J];海洋与湖沼;1999年06期

相关博士学位论文 前4条

1 杨德周;东海陆架黑潮入侵及生态响应数值模拟研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2011年

2 林军;长江口外海域浮游植物生态动力学模型研究[D];华东师范大学;2011年

3 李雁宾;长江口及邻近海域季节性赤潮生消过程控制机理研究[D];中国海洋大学;2008年

4 孙百晔;长江口及邻近海域浮游植物生长的光照效应研究[D];中国海洋大学;2008年

本文编号：2870038