天津近岸海域浮游生态系统生物物理模型研究

发布时间：2020-05-07 09:33

【摘要】：随着经济社会的快速发展,沿海地区开发强度持续加大,对海岸带及近岸海洋生态系统产生巨大的压力。特别是近年来不少沿海地区推行的大规模填海造陆工程以及港口建设工程,对近岸海域生态系统的影响尤为剧烈。生态动力学模型是定量研究生态系统演变规律,预测系统变化特性的有效方法。因此,开展近岸海域生态系统模型研究,能进一步了解海岸工程建设对近岸海域生态的影响过程。更重要的是可以根据预测结果指导海岸带资源的合理开发和利用,有效降低海岸工程建设对近岸海域生态环境的影响,为国家海洋的可持续开发和管理提供有力工具。本文针对海岸工程施工及营运期悬浮物浓度的增加、氮磷营养盐、石油烃等污染物排放对近岸海域浮游生态系统的影响特点,以天津近岸海域为研究区域,在分析该海域生态系统结构及变化特征的基础上,建立了海岸工程建设对近岸海域浮游生态系统影响的生物物理耦合模型,主要研究成果如下： (1)1996-2006年近11年氮、磷营养盐监测结果分析表明,天津近岸海域DIN、DIP浓度自1996年开始呈逐年上升趋势,到2004年达到最大值,随后开始减少。在空间上,DIN、DIP平均值空间分布规律相似,其监测值都从近岸向海盆,从北向南逐渐降低。不同季节、不同时期丰、平及枯水期监测站点DIN、DIP的相关性存在差异性,其相关性大小顺序为丰水期平水期枯水期。天津近岸海域自20世纪90年代初至21世纪初浮游植物、浮游动物、群落结构、优势种组成、生物量等均发生了很大变化。 (2)以天津近岸海域浮游生态系统结构及变化特征为基础,选取浮游植物(硅藻和甲藻)、浮游动物、营养盐(磷酸盐、氨氮、硝氮)及碎屑作为系统变量,建立了近岸海域浮游生态系统动力学模型。依据根据海岸工程建设及营运对近岸海域浮游生态系统的影响特点,对所建立的模型进行了求解。通过与实测数据相比,模型的模拟结果比较满意,能基本上反映近岸海域浮游生态系统的年际变化趋势。并以此模型为基础,探讨了海岸工程对浮游生态系统的影响。 (3)采用网格单向镶嵌技术,计算了整个渤海的水动力特征,将温度、盐度、流速和水位的计算结果进行插值获得天津近岸海域的开边界条件,模拟了天津近岸海域的水动力特征。通过与实测资料对比,渤海及天津近岸海域水动力模型能够较好地模拟该区域的潮汐潮流特征,可以为生物地球化学过程提供准确的物理场。结合近岸海域浮游生态动力学模型,建立了适合渤海湾包括天津近岸海域的浮游生态系统的生物物理耦合模型,用该模型模拟了渤海湾主要生源要素的季节变化和空间分布特征,取得了较为满意的结果。
【图文】：

污水量,功能区,比例,近岸海域

图 1.1 2008年排入不同功能区的污水量比例鉴于我国海洋环境污染的现状, 为了有效遏制海洋生态环境质量进一, 促进我国海洋资源与环境的可持续发展, 就必须提升海洋环境管理的手制消减各类污染物的排海和入海, 减轻涉海工程施工期和运营期对海洋损害 "但由于近海域生态环境问题的复杂性, 给海洋环境管理工作带来难度 "因此, 开展近岸海域生态环境影响预测模型研究 , 模拟和再现环对近岸海域生态系统的影响过程, 并根据预测结果指导海岸带岸线资源开发和利用, 可以有效降低海岸工程建设对近岸海域生态环境的影响"近海海域生态环境保护管理手段, 促进海岸工程建设和海洋环境的和谐具有重要意义 "第二节国内外研究进展

初级生产力,概念模型,生态系统模型

在广泛采用的生态系统预测模型: 纯生态系统模型) 初级生产力模型和祸合的生态系统模型) 海洋生态系统动力学模型, 概念模型分别见图1.2 和图 1.3 "
【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X55

【参考文献】