非结构网格三维斜压模型研究人类活动对海南岛清澜潮汐汊道水动力影响

清澜潮汐汊道为海南岛东部一个典型的泻湖-潮汐汊道-沙坝系统,由于其优越的自然条件而成为开发的重点区域。近几年的人类活动主要包括:口门西侧的围填工程,航道的疏浚和八门湾泻湖内的围塘工程。采用SELFE模型,结合观测资料,研究了不同人类活动对潮汐汊道的潮波、潮通量与涨落潮历时、河口重力环流、盐水入侵和河口羽流的影响。结果表明不同的人类活动其对动力的影响不同,口门西侧围填工程减小了潮汐汊道的潮差,对潮通量和盐水入侵影响很小;航道疏浚则加大了潮差和潮通量,加强了河口环流和盐水入侵;泻湖内围塘工程使潮差有所增大,但减小了潮通量,对盐水入侵的影响不显著。口门西侧围填工程改变了河口羽流的路径,而航道疏浚则使河口羽流更加向海扩散。

海南岛东海岸长圮海域珊瑚分布与波能的关系

造礁石珊瑚群落结构和空间分布规律的研究是珊瑚礁生态系统研究中的重要方面。研究珊瑚物种空间分布规律与波能的关系,对于研究珊瑚礁生态系统演替规律,保护和恢复珊瑚礁生态系统具有重要参考价值。文章以长圮海域波浪和造礁石珊瑚群落结构为研究对象,分析了该海域的水流和波能特征以及造礁石珊瑚的空间分布规律,探讨波浪对造礁石珊瑚空间分布规律的影响。结果显示,珊瑚随水深分布经历一个递增和递减的过程,只是不同珊瑚峰值的出现因不同水深的波浪特征而异。枝状珊瑚峰值出现在波浪作用相对较弱而光照充足的区域,而块状珊瑚由于生长速度较慢,所以在生态位上避开了生长快速的枝状珊瑚而选择了波浪作用较弱而光照不是非常充足的区域。5m水深区域鹿角珊瑚Acropora sp.和蔷薇珊瑚Montipora sp.占据优势,而8m水深区域丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis占据优势。

西沙生态监控区造礁石珊瑚退化原因分析

2005—2009年对西沙生态监控区5个站位(永兴岛、石岛、西沙洲、赵述岛和北岛)造礁石珊瑚种类、覆盖度、补充量及其主要环境因子进行了调查。研究结果表明,西沙生态监控区造礁石珊瑚呈现逐年退化趋势,活造礁石珊瑚覆盖率从2005年的65%下降到2009年的7.93%,而死珊瑚覆盖率变化则相反,从2005年的4.70%增加到2009年的72.90%。新生珊瑚的补充量也越来越小,2005年为1.21个/m3,而2009年仅为0.07个/m3。进一步分析表明,引起西沙生态监控区造礁石珊瑚退化的原因很多,如生物侵蚀、水温升高、海水酸化和过度捕捞等,而长棘海星大面积暴发是导致西沙生态监控区造礁石珊瑚退化的主要原因。

西沙赵述岛海域珊瑚礁生态修复效果的初步评估

珊瑚恢复是一个协助退化、受损的珊瑚礁生态系统恢复的过程.近10 a来,西沙珊瑚礁生态系统不断退化,至2009年珊瑚覆盖率已下降至不足10%.针对西沙群岛珊瑚礁生态系统的退化状况,2011年12月于西沙赵述岛海域投放人工礁基并开展珊瑚移植实验,比较了人工修复区和自然恢复区1a后的修复效果.结果显示,投放礁基且进行珊瑚移植的区域,移植珊瑚的存活率不到10%;投放礁基但未进行珊瑚移植的区域,珊瑚补充量高达6~7 ind/m2;自然恢复区其珊瑚覆盖率提高了19.4%.依据珊瑚礁生态修复效果评估方法,人工修复且进行移植珊瑚的区域的生物修复权重值为27.5,人工修复但未移植珊瑚区及自然恢复区的生物修复权重值为39.3,珊瑚修复生物指标为亚健康.我们的结果表明,在健康、有良好珊瑚幼虫补充的珊瑚礁生态系统中,珊瑚礁群落可以自行恢复,其恢复只是一个时间的问题;而在缺少珊瑚幼虫附着基底的区域,通过人为增加一些附着基底,可加速其恢复进程.

海口湾西海岸海滩沉积物与海滩稳定性分析

海滩是砂质海岸重要的沉积地貌单元,其沉积特征和稳定性对于海滩的开发利用与保护具有重要意义。本文根据海口湾西海岸海滩表层沉积物粒度数据,阐述了该区域海滩沉积物的时空分布规律,并通过对比滩面高程数据和水下地形数据分析了该区域的岸滩稳定性。结果表明:海口湾西海岸海滩处于滩面微蚀的轻度不稳定态,其岸外浅滩处于边坡侵蚀的轻度不稳定态。另外,根据波浪作用和泥沙来源进一步探讨了海口湾西海岸海滩沉积物动力机制及其海滩侵蚀的原因。

海南岛海草床群落种间关系研究

根据2009年对海南岛13个区域野外192个样方的调查数据,本文主要采用X2检验、Ochiai(1957)指数和Spearman秩相关系数,并结合分析样地综合环境研究了10种海草种间关联和相关关系。结果表明,在海草群落种间关系的研究过程中,种对间呈负相关联结的数量明显大于正相关数量,总体上呈现负联结趋势,海南岛海草群落尚未达到稳定状态,物种的组成还会发生变化,仍处于发展演替之中,较容易受外界因素干扰而发生波动。根据分析结果将10个海草种划分成2个生态种组,分为喜生淤泥种组的羽叶二药和贝克喜盐以及以海神草、泰莱藻为主相互联结的非喜生淤泥种种组。生态种组内的物种利用资源方式和生态位很相似,而组间具有明显的差异。生态种组的划分能为海草的保护与修复提供理论依据。

近四十年南渡江水下三角洲的冲淤变化及其主控原因

利用ArcGIS技术对20世纪60年代以来的南渡江水下三角洲地形资料进行冲淤分析,并探讨冲淤变化的主要原因。研究表明:1963—1980年、1980—1996年和1996—2003年3个时段南渡江水下三角洲的淤积/侵蚀面积比分别为2.2,1.1和0.73,净淤积速率分别为4.17,～0.002和～2.2 cm/a。这种从淤积为主向侵蚀为主的转变主要归因于人类活动引起的河流入海泥沙急剧减少。

海南新村港潮汐汊道波流联合作用下的动力特征及其沉积动力学意义

基于ADCIRC与STWAVE模型,对海南新村港潮汐汊道的波浪-潮流联合作用进行了数值模拟,结果表明,S、SE向的平均浪与风暴浪在汊道近岸以产生西向沿岸流为主,SSW向平均浪与风暴浪作用时,在落潮主水道西侧形成东向沿岸流与西向沿岸流的交汇带。风暴浪作用下波生流与潮流的相互作用使瞬时流场与余流场均发生相应的变化。在平均浪作用时,汊道附近流速变化很小,而在风暴浪作用时流速增大,汊道内的涨、落潮流速不对称更为显著。在落潮主水道两侧由于波流联合作用产生涡漩,使动力减弱,从而造成泥沙落淤,而西向沿岸流的存在,使落潮主水道南侧边缘沙坝持续西移,泥沙沿落潮三角洲末端与冲流坝转运,导致新村港汊道口门西侧发育了规模较大的堆积地貌。

基于EFDC模型研究文昌清澜潮汐汊道人类活动对水交换速率的影响

文中利用水龄浓度概念,结合计算水交换时间的水质模型公式,在 EFDC（环境流体动力学模型）水动力基础上,分别计算了1965年和2006年清澜潮汐汊道的海湾水交换时间。研究结果表明,2006年的平均水交换时间为107d,1965年的平均水交换时间为114d,发生变化的主要原因是清澜港航道被浚深至7-8m,潮汐动力显著增强,纳潮量增加了4.3%所致。

海口湾秀英浴场水质状况及其影响机制分析

自９０年代以来曾多次对秀英浴场的污染状况进行调查，发现海水水质已有一定程度的污染，油类和悬浮物经常超过海水浴场水质标准．大肠杆菌不仅超过浴场水质标准，其含量还逐年增加，说明该浴场受生活污水的污染程度在增加．营养盐在该海域也偏高，有时也超Ⅰ类海水水质标准，存在一定的富养化倾向．本文对上述海域存在污染的机制进行了初步探讨，指出离浴场１ｋｍ处的海南化肥厂等厂家的综合排污口对海水水质影响较大；海口市经济发展很快，陆源污染物入海量增加，污染物在流、浪、潮的作用下不断向浴场搬运，也造成水质一定污染。

海南岛东、南部珊瑚礁生态健康状况初步分析

为评价海南岛东、南部珊瑚礁生态健康状况,2004年8月对陵水的分界洲岛,三亚的鹿回头湾、榆林湾、蜈支洲岛,琼海的潭门港、龙湾港,文昌的铜鼓岭和长圮港等区域沿岸珊瑚礁进行监测,采用LineIntercept Transect断面法进行调查。通过对造礁石珊瑚种类、覆盖度、死亡率、补充量和发病率等指标分析海南岛东、南部近岸造礁石珊瑚的生态特点。结果表明:海南岛东、南部近岸珊瑚礁发育良好,种类丰富,生物多样性较高。共发现造礁石珊瑚13科32属77种。由于海洋捕捞和海水养殖等人类开发强度加大,该地区近岸部分区域的珊瑚礁生态环境呈退化趋势,珊瑚健康状况受到严重影响。长圮港、潭门港及铜鼓岭珊瑚健康状况较差;三亚鹿回头等区域局部珊瑚生态健康状况良好,生长呈恢复趋势;远离海岸的岛屿区域,如蜈支洲岛和分界洲岛,由于来自陆地的污染和影响小,珊瑚健康状况呈现良好。

海口湾东部浅滩的发育演变及其机制分析

介绍了海口湾东部浅滩的动力特征与发育历史，重点研究了其近年来的演变状况及机制。计算的波浪作用下浅滩的侵蚀与实际地形变化相关不好，表明泥沙来源减少、沉积物的压实作用与浅滩上的人为活动是造成浅滩高程下降的主要因素。

海口湾东部表层沉积物重金属污染特征及生态风险评价

对海口湾东部10个表层沉积物中的重金属元素进行了分析,并运用Hakanson潜在生态危害指数法,对重金属的污染程度和潜在生态风险程度进行了评价。研究结果表明,表层沉积物中7种重金属平均含量高低依次为Cr>Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg;重金属平均污染程度由高到低依次As>Cr>Cd>Cu>Pb>Zn>Hg,As污染指数最高,属于中污染水平,其余各重金属处于低污染,7种重金属综合污染程度属于低水平;重金属的潜在生态风险大小依次为Cd>As>Hg>Cu>Pb>Cr>Zn,Cd是主要的潜在生态风险因子,研究区域内重金属总的潜在生态风险程度低。该研究为了解海口湾东部海域重金属的污染现状提供了科学依据。

三亚湾表层沉积物中重金属污染特征及生态风险评价

对三亚湾10个表层沉积物中的6种重金属元素进行分析,并运用潜在生态危害指数法对重金属的污染程度和潜在生态风险程度进行了评价。研究结果表明:表层沉积物中6种重金属平均含量高低依次为Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg。10个站位单个重金属都处于低污染水平,重金属平均污染程度由大到小依次为Pb>Zn>Cu>As>Hg>Cd;研究区域多种重金属综合污染程度均属于低污染。6种重金属生态危害程度大小是Hg>Pb>Cd>Cu=As>Zn;监测海域的总体潜在生态风险程度低。

海南岛南渡江河口枯季大小潮的盐度变化特征

南渡江河口长度较短,河口内驻波发育。河口内盐水入侵近年来呈加剧之势。根据2009年2月大小潮多站同步的周日水流、盐度观测以及2009年11-12月连续38天的表层盐度观测资料,结合EFDC数值模拟结果,分析了南渡江河口枯季大小潮期的盐度与水体分层的时空变化规律。结果表明,枯季时南渡江河口干流自口门向陆,潮流流速递减,盐度减小,水体分层增强。水体分层在落潮时增大,涨潮时减小。大潮期的混合作用强于小潮期。河道内采砂形成的深坑对高盐水起到捕集作用,涨潮时输入的高盐水在落潮时无法向海输出,对南渡江的盐水入侵起到加剧作用。实测资料显示,小潮期的盐水入侵长度要大于大潮期。

海南岛南渡江河口的盐水入侵

南渡江是海南岛最大的河流,河口长度较短(约25km),口外濒临琼州海峡。南渡江的盐水入侵近年来呈加剧趋势,急需对其过程与机理进行研究。本研究运用FVCOM模型,采用2009年枯季的实测数据对模型进行了验证。根据模型计算结果分析了枯季和洪季南渡江河口的流速和盐度的时空分布及盐水入侵的变化,探讨了河口不同位置驱动盐分向陆输运的机制。研究结果表明:枯季小潮时的河口环流强度大于大潮时,而洪季河口环流在大潮时更加发育,洪枯季都表现出大潮期的盐度分层(表底层盐度差)大于小潮期;口门附近,潮汐振荡输运在总的向陆盐分输运通量中占主导,而向上游方向,稳定剪切输运则表现得更重要。主河道内损失的盐分主要通过海甸溪的盐分输入进行补充。

海南铜鼓岭国家级自然保护区海域珊瑚的分布及其健康状况评价

沿铜鼓岭国家级自然保护区海岸南北两侧沿岸布设8个站位,采用断面监测法调查了珊瑚的种类多样性、覆盖率、死亡率和补充量等指标,并利用健康指数（CI）评估了铜鼓岭珊瑚礁生态系统的健康状况和遭受环境压力的程度.本次调查共发现铜鼓岭造礁石珊瑚11科23属40种,软珊瑚8种,造礁石珊瑚和软珊瑚覆盖率分别为13.8%和19.4%,该海域珊瑚礁生态系统保存较为完好和健康.铜鼓岭珊瑚的覆盖率呈现明显的空间分布特征,北侧珊瑚覆盖率为0.1%～9.8%之间,远低于南侧的水平（8.1%～66.1%）.从珊瑚补充量来看,铜鼓岭北侧珊瑚的恢复能力基本为零,而铜鼓岭以南的区域可以有0.4个/m^2珊瑚新个体.通过比较2006年以来珊瑚种类、覆盖率、死亡率、补充量、健康指数等方面的调查数据,认为铜鼓岭保护区的珊瑚礁生态系统得到有效保护,珊瑚礁生态系统处于健康状态.

潮汐汊道均衡断面面积计算与稳定性分析中的问题——以海南陵水新村为例

通过对潮汐汊道稳定性与均衡断面面积定义的探讨,明确了O Brien等、Kreeke与Bruun对潮汐汊道稳定性定义的差异。通过不同方法求解一维水力学与连续方程,计算了海南陵水新村潮汐汊道的封闭曲线,并采用华南沿海A-P关系得出的均衡流速曲线及Soulsby临界流速曲线,计算了新村潮汐汊道的均衡断面面积,根据O Brien等与Kreeke的稳定性定义对新村潮汐汊道的稳定性进行了判别。结果表明,在大、小潮期用不同方法及不同的断面变化方式得出的稳定均衡断面面积(A2)在同样的均衡流速曲线下基本一致,而小潮期的稳定均衡断面面积要小于大潮期,最大流速处的断面面积(Acc)要大于大潮期。A2、Acc及饱满系数为0.8时对应的断面面积三者之间具有较大的差异。用封闭曲线求取潮汐汊道均衡断面面积并进行稳定性判断,在概念上有一定意义,可以作为潮汐汊道稳定性判断的一个依据,但通过求解一维水力学与连续方程以获取均衡断面面积则具有较大的局限性与不确定性。应通过中长期的野外观测、数值模拟与物理模型,以确定潮汐汊道的水动力特征以及地形演变规律,得出A-P关系进而求出均衡断面面积,并结合Bruun方法判定潮汐汊道的稳定性。

西沙监控区浮游植物生态现状

2007年4月对中国西沙群岛的5个生态监控区,即永兴岛、石岛、西沙洲、赵述岛和北岛的浮游生物和水质进行采样调查。结果表明:5个生态监控区浮游植物的种类为50属117种,第1优势种为红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum);浮游植物的平均密度为2.08×104ind/m3,范围为4.42×104～0.85×104ind/m3。多样性指数、丰富度指数一般,均匀度指数低。目前西沙生态监控区浮游植物没有受到人为输送含N、P和Si的化合物影响,P是浮游植物的主要限制因子。

海口湾水质污染监测可比性问题的初步探讨

对海口湾近10a每年三航次大面观测站磷酸盐的监测结果进行了分析,发现每年和各季度监测结果的平均值存在可比性问题,难以反映污染物的变化趋势,给海洋环保部门的环境管理造成困难,每年投入大量经费得到的监测结果没有发挥应有的环境效益。针对存在的问题该文从水交换和海洋气象条件方面对存在的问题进行了初步探讨,并指出,监测时间尽量选择在基本相同的海况条件,布设周日连续观测站在受海况影响较小的湾中部较深的海域,一个潮周期得出污染物的平均值基本可解决大面观测站存在的可比性问题。