2000—2022年严重影响珠江口的台风暴潮增水规律分析

台风暴潮严重影响社会经济发展,近年来在珠江口呈愈发严重的趋势。结合珠江口风暴潮特点定义了严重影响的风暴潮等级,筛选2000—2022年严重影响珠江口的热带气旋,对时空分布、路径、结构、极端风暴潮等特性进行分析,结果表明:①严重影响珠江口的台风暴潮每年发生0~2次,7—9月尤其是8、9月为珠江口防台关键期;②珠江口风暴潮遭遇天文潮概率具有一定随机性;③西北或西北偏西方向路径行进,珠江口以西、尤其是珠海至茂名一带登陆、登陆时中心风力达12级或以上的台风最易给珠江口带来严重风暴潮;④珠江口以西登陆的12级或以上的台风,登陆点距珠江口近的,即使风圈结构较小,也易导致严重风暴潮,但登陆点距离更远的,若风圈很大,同样会导致严重风暴潮;⑤珠江口极端风暴潮强度呈增强趋势,台风结构和路径特点存在一些共性和差异,其风暴潮增水过程特点其结构路径变化特点相一致,上游来水、天文潮状态和遭遇降雨情况均会影响风暴潮上溯过程。研究成果可为珠江口未来的风暴潮预报及防御工作提供借鉴。

季节变化对珠江口棘头梅童鱼肠道和水体中细菌群落结构的影响

棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)是珠江口常见的优势种和经济鱼类物种。为揭示棘头梅童鱼的生物生态学特征,利用16S rRNA基因的高通量测序技术,探究了季节变化对珠江口棘头梅童鱼肠道和水体中细菌群落结构的影响。结果表明,鱼类肠道细菌以变形菌门居多(78.89%),其次为厚壁菌门(6.70%)和拟杆菌门(5.45%);水体细菌以变形菌门(40.32%)和拟杆菌门(37.97%)为主。棘头梅童鱼肠道中的优势菌属存在明显季节变化,春、夏季鱼类肠道中优势细菌为嗜冷杆菌(Psychrobacter),秋季为发光杆菌(Photobacterium),而冬季为假单胞菌(Pseudomonas)、Sva0996_marine_group、弧菌(Vibrio)和甲基杆菌(Methylobacterium)。冬季棘头梅童鱼肠道菌群的α多样性指数最高,秋季最低。春季和夏季鱼类肠道细菌组成无显著性差异(p>0.05),而其余季节间存在显著性差异(p<0.05)。水体细菌群落组成的季节变化与鱼类肠道菌群变化相似。水环境中黄杆菌(Tenacibaculum)、嗜冷杆菌(Psychrobacter)、Candidatus_Actinomarina、Salinimonas和OM60NOR5_clade共5个菌属与鱼类肠道细菌组成之间存在显著相关性(r>0.4,p<0.01)。细菌共现网络分析显示冬季鱼类肠道和水环境的共有菌群比例最低,而夏季最高。研究表明,季节变化对珠江口棘头梅童鱼的肠道菌群和水体细菌群落组成均存在影响。

基于碳氮稳定同位素的珠江口南沙海域渔业生物群落营养结构研究

根据2015年秋季珠江口南沙海域拖网渔业生物的调查,采用碳(C)、氮(N)稳定同位素技术,分析了珠江口南沙海域渔业生物的碳氮稳定同位素基本特征,构建了连续营养级谱,并探讨了食物网中鱼类营养级历史变化特征。结果表明:珠江口南沙海域秋季渔业生物δ^(13)C介于–29.22‰--–20.67‰,均值为(–25.89±2.08)‰,δ15N介于10.55‰-15.66‰,均值为(12.44±1.41)‰。以小型浮游动物的氮稳定同位素平均值作为基准值构建渔业生物的营养级谱,发现珠江口南沙海域鱼类的营养级范围为2.72-4.23,甲壳类的营养级范围为2.99-3.99,且各种类生物营养级跨度大。与Fishbase鱼类生态学数据库记录进行对比,发现64%的鱼类其营养级均值位于历史营养级数据范围内,27%的鱼类营养级低于历史营养级水平,只有9%的鱼类营养级高于历史营养级水平。珠江口南沙海域渔业生物总体处于受人类活动影响较大,食物网受干扰较多的状态。研究初步建立了珠江口南沙海域渔业生物群落营养结构,旨在为该海域的渔业资源科学管理和可持续利用提供理论依据。

珠江口及海南岛东南海域海水中氨基酸的分布及其对有机物降解指示的研究

于2021年8月对珠江口及海南岛东南海域海水中的总溶解态氨基酸(THAA)、溶解有机碳(DOC)、有机氮(TN)和叶绿素a(Chl a)的浓度及分布进行了系统的调查研究。结果表明,调查站位海水中THAA的浓度范围为0.68~4.22μmol/L,平均浓度为(1.69±0.98)μmol/L,呈现近岸高、远岸低的分布趋势;垂直分布上,氨基酸浓度均呈现出随深度增加逐渐减小的特征。THAA浓度分布与天冬氨酸(Asp)/β-丙氨酸(β-Ala)和谷氨酸(Glu)/γ-氨基丁酸(γ-Aba)的比值具有显著正相关性,表明细菌活动对THAA的分布以及降解有重要影响。细菌源有机碳对DOC的贡献率约(13.04%±4.50%),呈现出近岸低于远岸、表层高于底层的特征。氨基酸中碳对有机碳的贡献率(THAA-C%)的分布趋势为近岸低于远海,说明近岸站位有机物降解程度更大。降解指数(DI)和活性指数(RI)也和THAA-C%呈现了相似的分布趋势,在调查海域的东部和珠江口近岸海域出现了高值区。垂直方向上,珠江口附近的S8-S14断面底层相对于表层降解因子的值更低,表明底层海水中的有机物降解程度更高,而海南岛东南海域表层降解因子低于底层,底层海水中有机物更新鲜。

珠江口棘头梅童鱼营养生态位研究

棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)是重要的小型经济鱼类,为了解其营养结构和食性等特征,于2021和2022年在珠江口水域采集样本,并基于碳、氮稳定同位素(δ13C、δ15N)技术从营养生态位、营养结构指标、食性等角度对其进行研究。结果表明:棘头梅童鱼δ13C为(-18.74±1.41)‰,δ15N为(12.35±0.57)‰,营养级为(3.25±0.17)‰。δ13C在体长小于100.00 mm时随体长增加逐渐上升,之后随体长增加而下降;δ15N在体长<110.00 mm时随体长增加而上升,在110.00~120.00 mm时出现骤降拐点,δ15N最小,之后随体长增加而上升。在体长<100.00 mm和>120.00 mm两阶段的营养多样性较高,营养生态位宽幅较大;在体长100.00~120.00 mm阶段,种群冗余度与均匀度较高,群落内营养生态位分布均匀,拥有相似营养特征的个体占比高。贝叶斯混合模型溯源表明,浮游动物对棘头梅童鱼的食物贡献比例最高。研究结果可为棘头梅童鱼的资源保护与开发提供理论依据。

珠江口近2000年来营养状况演变的氮同位素沉积记录

近2000年以来河口近海氮循环变化的历史及其与人类活动–气候变化的关系研究,对于理解陆海过渡带生态环境演变规律及控制机制具有重要意义。本文通过对珠江口外高分辨率沉积物岩心(WS)总氮同位素(δ^(15)Nbulk)和一系列地球化学指标(TOC、TN、C/N、δ^(13)C、Ti、Al/K等)的综合分析,重建了珠江河口近2000年水体营养化程度(硝酸盐利用率)的演变规律,同时结合研究区的气候环境变化记录和人类活动历史,探讨了河口氮循环在气候变化和人类活动双重压力下的变动机制。结果显示,近2000年以来珠江口沉积物δ^(15)Nbulk的变化特征反映了海洋浮游植物对表层水体硝酸盐利用率的演变过程,即水体的营养状况变化。表层水体氮营养的供应与陆源径流量和水层结构有关,主要受到东亚夏季风(EASM)强度的调控。过去2000年持续增强的人类活动加速了陆源营养盐的输入,使表层水体的营养状况得到很大改善,不断提升河口初级生产力,进而与EASM强度的变化产生了偏移。近2000年以来,珠江口水体硝酸盐利用率整体上呈波动下降的W形,表明营养供应不断增强,而日益增强的人类活动和气候变化共同驱动着珠江口水体营养程度的演变。

气候变化背景下珠江口地区台风风暴潮和流域洪水遭遇事件的风险探究

珠江三角洲是我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,该地区易受超强台风风暴潮和流域特大洪水等极端事件的侵袭,其复合作用的风险也不可忽视。全球气候变化更是增添了珠江三角洲地区防洪安全的复杂性。系统分析珠江口地区复合洪水的发生条件与致灾风险,提出精准防灾减灾措施,对保障珠江三角洲地区的长治久安和可持续发展具有重要意义。本研究表明,珠江口地区的台风风暴潮和流域洪水的间隔窗口期呈逐步缩小趋势,二者叠加产生复合灾害的潜在风险呈逐步增加趋势。

珠江口海域表层沉积物中重金属分布特征及其污染评估

本文对取自珠江口海域的55个表层沉积物进行了重金属元素的测试与分析,结果表明:各重金属含量由北向南整体呈减小的变化趋势,锌(Zn)含量最高(135.61μg/g),其次为铬(Cr)(75.05μg/g)、铜(Cu)(43.23μg/g)、铅(Pb)(42.67μg/g)、砷(As)(22.01μg/g)、镉(Cd)(0.52μg/g),汞(Hg)含量最低(0.18μg/g)。结合总有机碳数据,利用线性拟合分析发现其和重金属含量间有显著正相关,表明沉积物中总有机碳含量对重金属的分布有一定的影响作用,重金属元素彼此间显著的正相关表明其来源和迁移途径具有一定的相似性。基于海洋沉积物质量标准和地质累计指数法,本文计算出研究区沉积物中重金属元素Cr、Zn、Hg、Cu、As和Cd含量符合海洋沉积物质量第二类标准,Pb含量符合海洋沉积物质量第一类标准,各重金属元素基本处于无污染至中度污染状态,表明研究区表层沉积物中重金属元素的污染水平较低。本文探讨了珠江口海域表层沉积物中重金属元素的含量及分布特征,并评价了其污染程度,丰富了珠江口海域有关重金属污染的研究。

基于色相角算法的珠江口赤潮遥感识别

为实现珠江口高分辨率赤潮遥感识别,科学支撑赤潮灾害防灾减灾工作,利用海洋一号C/D卫星搭载的海岸带成像仪高空间分辨率数据,在分析珠江口近岸浑浊水体、干净水体和赤潮水体遥感影像光谱特征基础上,通过计算水体色相角并结合目视解译识别珠江口赤潮。利用该方法成功识别2020年10月26日—11月6日在珠江口海域发生的双胞旋沟藻赤潮。利用色相角能够很好地识别出珠江口海域的赤潮;赤潮水体的色相角在58°~61°变化;该方法对形成初期的小范围赤潮、低密度赤潮和条带状赤潮具有很好的识别效果。

珠江口区域河流有机碳通量研究

河流链接陆地与海洋,在全球碳循环中发挥着重要作用,通过对区域河流有机碳通量的调查研究,对了解区域碳汇对碳循环的贡献有重要意义。研究对珠江口下游珠海境内入海河流开展了持续一年两次的丰水期、枯水期采样监测,同时采集水文信息。结果表明:总有机碳的监测结果与化学需氧量的监测结果有明显的相似性;通过通量核算,枯水期总有机碳排放量为1804.45 g/s,丰水期总的碳通量为3331.04 g/s;丰水期的碳排放量大概是枯水期的两倍;丰水期、枯水期的碳排放最大点均在大门口水道分别为2327.60 g/s、917.87 g/s;结合历史排放的统计情况,为下一步周边海域污染治理提供数据支持。

珠江口南部海域表层沉积物中微塑料的空间分布及运移机制

海洋环境中的微塑料污染是一个普遍性的全球问题,珠江口海域则是我国海洋微塑料污染的典型区域。为探究珠江口海域微塑料的空间分布及运移机制,对珠江口南部海域55个站位的表层沉积物样品进行处理分析,对样品中的微塑料进行鉴定统计。结果表明:①研究区微塑料丰度的变化范围为0~47.77 items/kg,微塑料空间分布不均,在磨刀门至大箕湾海域、香洲湾至桂山岛海域富集,与我国南海其他海域相比,整体处于较低水平;②研究区微塑料来源主要是河道两侧人类活动,在潮流和径流的双重驱动下,磨刀门水道水体中携带的微塑料,在磨刀门至大箕湾口海域卸载并积累,珠江口水体携带的微塑料则在香洲湾至桂山岛海域发生卸载并积累。研究结果可为我国近海环境污染研究提供参考,同时为监测中国南方海洋资源中的微塑料提供数据。

珠江口水域防范商渔船碰撞的对策研究

珠江口水域是广东水上运输的大动脉,也是中国“六区一线”重点监管水域之一,渔业和海上货物运输业同样发达,受各类船舶密度、航道环境、商渔船船体差异等影响,在航道水域上商渔船碰撞事故率较高,为促进商渔共治,需持续防范和化解商渔船碰撞风险。本文主要分析及研究关于商渔共治背景下促进船舶航行安全的对策,可在一定程度上为珠江口水域的通航船舶提供借鉴和参考。

珠江口水域主要港口的运营效率

珠江口水域是我国重要的航运水域之一,对港珠澳经济起到举足轻重的作用。本文首先分析珠江口水域主要港口运营存在的特点及运营问题并分析原因,然后运用DEA模型对珠江口水域主要港口进行运营效率分析,得出部分港口投入资源配置存在问题,需要重新优化资源配置。

珠江口引航员登离轮水域优化研究

珠江口引航对于确保船舶航行安全、提高港口效率、保护环境以及推动经济发展具有重要意义。研究内容涵盖该水域的地理位置、气象和航道情况,并分析了当前引航员登离轮过程中存在的安全风险及效率瓶颈。通过引入先进的技术和科学管理方法,为此提出了一系列改进措施,以保障引航员在各种天气条件下的安全,并提高引航作业的整体效率。这些研究成果对于提升珠江口及类似水域的港口运营安全性和引航服务质量具有重要的理论和实践意义。

珠江口狮子洋东岸环境保护成效及其污染防治研究

"十三五"期间,为应对日益严峻的生态环境形势,我国全面打响污染防治攻坚战,生态环境实现由重点整治到系统治理的重大转变.进入"十四五",《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》提出实施珠江口邻近海域污染防治行动.

珠江口咸潮影响下供水安全应对策略研究

2022年冬至2023年春,西江遭遇特枯水年,珠江河口咸潮上溯严重,澳门地区、珠海、中山等地供水形势异常严峻,中山市多个主力水厂咸潮时长出现近10年来历史最高值,其中坦洲水厂累计78天出厂水氯化物超标,对中山市抗咸应对带来严峻挑战。本文从重构水源格局、提升本地蓄水能力、优化水库调度三方面详细论述了咸潮期间供水安全保障措施,为咸潮灾害发生时供水安全应对提供了技术支撑及实践价值。

夏季珠江口两种网型网采浮游动物的群落特征比较

【目的】研究珠江口海域两种不同浮游生物网网采浮游动物群落的差异,探讨在近岸及河口进行浮游动物调查时的适宜网型。【方法】于2017―2020年每年8月在珠江口海域分别用浅水Ⅰ型和Ⅱ型浮游生物网(以下分别称“Ⅰ型网”“Ⅱ型网”)采集浮游动物样品,分析并对比两种网型网采浮游动物的种类组成、丰度、优势种、多样性指数以及群落年际变化等方面的差异。【结果】在4次调查中,Ⅰ型网采集的浮游动物平均丰度为135.7~388.4 m^(-3),而Ⅱ型网采集的丰度为19 097.6~24 608.2 m^(-3),远高于前者。两种网型均能采集到较多对方未采获的种类。相似百分比分析(SIMPER)结果显示,两种网型调查结果的最主要区别在于中小型类群,尤其是以强额孔雀哲水蚤(Parvocalanus crassirostris)为代表的中小型桡足类丰度差异,Ⅰ型网漏采多数中小型桡足类。Ⅰ型网调查得到的优势种信息同样严重低估中小型桡足类的优势程度。两种网型网采浮游动物的年际变化趋势不一致,Ⅱ型网采浮游动物的变化幅度较小。【结论】在近岸及河口调查研究中,Ⅰ型网和Ⅱ型网的调查结果有一定互补性,仅使用I型网难以全面真实反映调查海域的浮游动物生态状况,建议加强Ⅱ型网的使用。

台风对珠江口风暴增水的影响分析

珠江口沿岸风暴潮灾害频发,且受台风影响显著。本研究对珠江口赤湾站近30 a(1990—2019)的极端增水进行了分析。结果显示:近年来该区域年平均增水没有显著变化,但极端风暴增水(99.9%分位数)强度显著增强(1.62cm·a^(-1)),意味着极端风暴潮灾害强度不断变大;在这30a里,有20a的年最大增水发生于台风期间(占66.7%),2018年超强台风“山竹”引起的增水峰值达254cm,为近30a最大的风暴潮灾害事件;增水对台风的最大响应距离约为500~800km。在台风影响范围内,增水强度与台风强度呈近似的线性关系,与距台风中心距离则呈指数关系。分别利用台风强度的不同指标(台风中心最低气压、最大风速和最大风速半径),结合观测站距台风中心的距离,对增水进行拟合,发现风速与距离组合对风暴增水的刻画效果最好[S_(w)=3.23e_(–0.0036D)×(Γ_(w)–3.90)+4.48,R^(2)=0.78,RMSE=9.69cm]。这些研究结果可提升对珠江口风暴潮灾害的认识,为台风风暴潮模拟提供验证资料,并为风暴潮灾害风险评估与应对决策提供参考依据。

珠江口大型底栖动物群落结构特征及影响因素

珠江口是广东最大的出海口,在中国河口生态系统中占据重要地位。为揭示珠江口大型底栖动物群落的季节性变化规律,分别于2019年冬季(12月)、2020年夏季(8月)、2021年春季(3月)和秋季(10月)对珠江口海域开展了4个航次的调查。运用多元统计分析方法对采集的大型底栖动物的种类组成、生物量和多样性指数等进行了分析。结果显示:4次调查共发现大型底栖动物138种,以春季大型底栖动物种类数最高(45种),春季栖息密度最高(590个·m^(−2)),夏季最低。生物量则是冬季最高、秋季最低。光滑倍棘蛇尾(Amphiopholis laevis)为春、夏和秋季的共有优势种。单因素方差分析(One-way ANOVA)结果表明,Margalef丰富度指数(D)、Shannon指数(H')和Pielou均匀度指数(J')均在季节间变化显著(P<0.05)。Pearson相关性分析显示,大型底栖动物多样性与pH、悬浮物(Suspended solids,SS)和化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)等多种环境因子呈显著相关性。研究表明大型底栖动物的季节性变化是多种环境因子共同作用的结果,需进一步加强对该海域生物多样性的长期监测与保护。

基于PSR模型的珠江口海域富营养化特征与评价

本研究依据2020年4月(春季)和2020年10月(秋季)珠江口海域的调查数据,根据“压力-状态-响应”(PSR)模型对珠江口海域进行富营养化状况评价,并通过主成分分析以及相关性分析来说明各环境因子对珠江口富营养化的影响。结果表明:在“优、良、中、差、劣”5个富营养化等级中,珠江口PSR综合评价等级为“差”等级,近几年内变化趋于稳定。有机污染物与营养盐对珠江口富营养化的影响较大,其次为叶绿素a和溶解氧。珠江口营养盐与盐度呈显著负相关,与叶绿素a呈显著正相关。周边城市的陆源排放输入是导致珠江口富营养化的主要因素,河口稀释混合作用以及浮游植物对珠江口的富营养化程度有影响。