象山港岸区海岸线时空变化分析

提取1996—2021年象山港岸6期遥感影像的海岸线信息,计算对应的海岸线变迁强度、海岸线分形维数、陆域面积变化以及海岸线人工化指数,探索象山港区海岸线的时空变化并对其进行分析。结果表明:①象山港岸海岸线长度变化明显,岸线长度在2001年之后不断缩减且缩减趋势明显;②在自然与人类活动的影响下,象山港海岸线形态发生了较大的变化,2001年前海岸线曲折复杂,2001年后,海岸线分形维数不断减小,人类活动对海岸线的影响逐渐变大,岸线不断趋于平滑;③研究时段内,该区域陆域面积不断扩大,海岸线不断向海洋延伸;④人工岸线比重不断增加,人类活动的影响区域不断变大,到2021年,人工岸线达总岸线长度的80%以上,人工岸线比重预计在未来还会不断升高。

基于稳定同位素技术的象山港海洋牧场区食物网基础与营养级的研究

本研究对2011年春季和秋季在象山港海洋牧场采集的生物消费者及其食物源样品的碳、氮稳定同位素组成进行了分析,通过IsoSource模型计算该海域生物的食物网基础并利用氮稳定同位素数据计算消费者的营养级.结果表明:该海域生物消费者食物源的δ13C值范围介于-13.75‰～-24.29‰之间;根据δ13C值可以将其食物源分为4类:浮游植物、大型海藻、悬浮颗粒有机物(POM)、沉积相颗粒有机物(SOM).浮游植物和SOM是该海域生物食物网的基础,对消费者的碳源贡献率(50.27%)比较大,大型海藻也是消费者的重要碳源(贡献率为35.5%),POM对消费者的碳源贡献率为13.7%.消费者的δ15N值则介于5.40‰～11.85‰之间,消费者的营养级介于2.0～3.7级之间,不同食性的鱼类处于食物网中不同的地位,浮游生物食性的鱼类位于食物网的底端,游泳生物食性的鱼类处于食物链的上层.

试论以资源定位的海洋功能区划

海洋资源具有多种功能,不同的利用者、不同部门在其利用上的矛盾冲突往往造成海洋资源的无序开发,甚至海洋生态系统的破坏.海洋功能区划是解决海洋资源利用冲突的有效手段之一,但是目前的海洋功能区划在认识和实践方法等方面还存在一些不足.本文以浙江省宁波市象山港的海洋功能区划为研究案例,坚持资源定位和公众参与等原则,根据象山港各个区段自然属性的差异将其划分为七个海区,并应用环境经济学的分析方法论证资源的最佳利用方式,从而确定了整个海域和七个分区的主导功能.以资源定位的海洋功能区划对于海洋资源的持续利用具有长远的指导性.

象山港海域N、P污染特征及潜在性富营养化程度评价

根据2002年4～9月份象山港海域表层海水N、P营养盐监测基础资料,分析探讨了象山港海域在赤潮多发期N、P污染的时空变化特征,并利用潜在性富营养化评价模式,对整个象山港海域水质富营养化程度进行了评价.结果表明:在赤潮多发期,象山港海域水质N、P污染严重,表层海水DIN指标数倍于Ⅳ类海水最大允许值,明显呈现高N、低P的污染特征;由于受港湾季节性生态环境的演变和陆源径流的影响,象山港海域N、P污染存在明显的空间分异和时间变化特征,NO2-N含量也会因硝化细菌活动的加剧而增加;潜在性富营养化评价结果表明:在赤潮多发期,整个象山港海域由于P的限制,总体上处于潜在性富营养化阶段.

近4年来象山港赤潮监控区水质状况综合评价

根据2002-2005年丰水期象山港赤潮监控区水质监测基础资料,以DO、COD、DIN和DIP作为基本化学指标参数,分析了近4年来整个赤潮监控区水质的有机污染和富营养化状况。并从各监测站位、监测层次分析了赤潮监控区水质的变化趋势,同时对水质污染与陆源排污、养殖业自身排污以及港内水动力条件进行了相关分析。综合分析结果表明:近4年来,象山港赤潮监控区水质的N、P污染比较严重,水质有机污染一直处于严重污染水平。整个港湾水质一直处于严重的富营养化状态,表层富营养化程度略大于底层,DIN是富营养化的主要贡献因子。整个象山港赤潮监控区水质机污染和富营养化程度均存在港顶最高,越往港湾的出口处污染越轻的趋势。4年来监控区水质污染主要与陆源排污、养殖业自身排污以及港内水动力交换能力较弱有关。

象山港海洋牧场示范区渔业资源的时空分布

根据2010年春、夏两季对象山港海洋牧场示范区海域渔场调查的资料,分析了示范区海域渔业资源的时空分布、群落结构、资源密度等.调查中共有渔获物63种,其中鱼类29种、虾类19种、蟹类12种、头足类3种.无论在种类数、重量和尾数渔获量以及在重量和尾数资源密度上,夏季都明显高于春季.春、夏两季度,渔业资源平均品种重量和资源密度蟹类最高,为78.864kg·km-2,其次是虾类、鱼类、头足类;平均品种尾数资源密度虾类最高,为2.976 5×104 ind·km-2,其次是鱼类、蟹类、头足类.渔获物中出现了大黄鱼、鳀、海鳗等高经济鱼种,但数量和比例相对较低,而低经济价值的虾虎鱼科比重较大,渔业资源总体偏向个体小型化.港湾内渔业资源的种类和多样性格局的形成与其地形及水文特征有密切关系.生物多样性指数表明,海域生态重量总体处于中度污染水平,且有呈严重趋势,这可能与过度捕捞或是人为活动扰动有关.建议适当控制捕捞强度或捕捞时间,加强对渔民政策法规教育、加大增殖放流与海洋牧场的投放力度,这对保护渔业资源具有深远的意义.

象山港海水中营养盐分布与富营养化特征分析

根据2005年春季（4—5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～10月）共15个航次象山港海域海水营养盐等调查资料，分析了该海域海水中N，P，Si营养盐的分布特征、时空变化及其结构，评价了水质的富营养化状况。结果表明，DIN的平均浓度为0．6581mg／L，3个季节中DIN均以NO3-N浓度为最高，平均值为0．6084mg／L，占总无机氮92．5％，是象山港中DIN的主要形式；P04．P的平均浓度为0．0314mg／L，SiO3-Si的平均浓度为1．14mg／L。研究发现，象山港海水中DIN和PO4-P的浓度分别是24a前的2．53倍和1．43倍。象山港海域平均Si：P，N：P和Si：N值分别为44．5，54．0，0．94，其中N：P值是24a前的2．06倍；因此，PO4-P为限制因素。按照营养状态指数值，象山港海域3个季节，不论表、底层海水均处于富营养化状态，港底附近海域富营养化程度高于港湾口，一旦气象条件适宜，从春季到秋季该区域随时都会发生赤潮灾害的可能。

近4年来象山港赤潮监控区营养盐变化及其结构特征

根据2002—2005年4—9月份象山港赤潮监控区表层海水营养盐(Si,N和P)监测基础资料,分析、探讨了监控区水域的营养盐变化及其结构特征。分析结果表明:4年来,监控区水质富营养化严重,DIN的污染程度明显高于PO4-P;Si,N和P营养盐含量的空间波动程度存在明显的年际差异;SiO3-Si,PO4-P和NO3-N含量的月变化特征主要受港湾内藻类等浮游植物的生命活动和陆源径流的共同影响;NH4-N含量的月变化特征受鱼类新陈代谢强弱的影响。4年来NH4-N的含量略有升高,NO3-N和SiO3-Si的含量均有所降低,而NO2-N和PO4-P的含量则保持稳定;SiO3-Si/PO4-P比值略有所减小,NO2-N/DIN,NH4-N/DIN,NO3-N/DIN,DIN/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比值均保持稳定。4年来整个监控区DIN一直处于热力学平衡状态,NO3-N量占DIN的83.77%～97.23%,是该海域DIN的主要存在形式,PO4-P一直是该海域初级生产力的主要潜在限制性因子。SiO3-Si/DIN<1,与DIN相比,SiO3-Si略显不足。

象山港多品种养殖与富营养化状况的数值模拟

建立了基于氮通量物质平衡的象山港海湾养殖生态系统箱式模型。模型模拟的象山港主要生态变量的变化动态与实测数据资料相吻合。模型计算结果表明,生物生产过程的季节变化导致了营养要素(如氮)在可溶性无机状态和有机碎屑状态中的相互转化并呈现周年振荡。象山港总氮输入约2182tonN/a,其中养殖输入和排污输入约各占一半;氮输出途径按比例依次为水交换扩散、养殖业收获和渔业捕捞收获。目前象山港氮输入大于氮输出(约11%),造成海湾无机氮浓度年均升高约42μgN/L。利用模型对不同多品种养殖模式下无机氮浓度的长期变化趋势进行了预测。当前养殖模式下,象山港内无机氮浓度增长幅度较小且逐渐趋于输入输出平衡,而要使象山港海水水质达到国家Ⅲ类标准则需要减少鱼类养殖规模至当前规模的约40%或增加藻类养殖规模至当前养殖规模的20倍。

象山港网箱养殖对海域环境的影响及其养殖环境容量研究

以象山港海域的潮流模型和物质输运模型为基础,建立了各网箱养殖区的氮、磷污染物排放量与研究海域水质之间的响应关系,对该海域的养殖污染状况进行了模拟,讨论了该海域的网箱养殖环境容量。结果表明,象山港内的氮、磷浓度在养殖区密集的港顶海域超出一类水质标准;该海域的氮、磷养殖环境容量分别为670.74 t/a和77.32 t/a。目前,象山港内各网箱养殖区的污染物排放量已超出其容量,需进行削减。

近22年来象山港海域水环境变化趋势及R/S预测研究

选择CODMn、DIN、PO4-P作为反映象山港海域水环境状况的主要环境参数,建立22 a来(1984—2005)象山港海域CODMn、DIN和PO4-P年平均浓度的时间序列,用平均差值法、最小二乘法和自回归滑动平均法3种趋势分析方法,统计检验了其变化趋势,并用重标极差分析法(R/S分析法),预测了在当前情景下象山港海域未来各项水环境参数的变化趋势特征。结果表明:近22 a来象山港海域CODMn年平均浓度则呈降低的趋势,而DIN和PO4-P的年平均浓度则呈增加的趋势,CODMn降低比DIN和PO4-P增加更明显;根据R/S预测分析,未来象山港海域CODMn的降低趋势可能会出现逆转,呈现升高的趋势,而DIN和PO4-P可能仍将保持逐渐升高的趋势,N:P比值将会进一步扩大,N和P的比例失调状况会进一步加剧。

浙东象山港岸线及潮滩变迁遥感调查

利用多期遥感数据,对浙江省东部象山港一带近30 a来的海岸线及潮滩变迁状况进行了调查与监测。结果表明,该区淤泥质海滩发育,海岸类型以淤泥质为主,岸线在1986~1996年间有较大变化,外迁宽度最大达1 700 m,1996年以后基本进入稳定状态。潮滩发育具有差异性。

象山港赤潮监控区水质状况的动态变化

根据2002年4～9月份象山港赤潮监控区水质监测基础资料,建立表、底层DO、COD、DIN、DIP以及水质指数(A)和富营养化状态指数(E)时间序列,运用变异系数和相关分析法,探讨了象山港赤潮监控区在赤潮多发期水质状况的动态变化特征。分析结果表明:在赤潮多发期,监控区水质有机污染程度和富营养化状态较严重,明显呈低P高N状态;各环境参数的动态变化存在着明显差异;各环境参数对水质有机污染程度和富营养化状态的贡献也存在显著差异,且赤潮监控区水质富营养化指数与水质指数之间呈显著的正相关关系。

钱塘江河口风暴潮经验预报

钱塘江河口的风暴潮预报工作可归结为澉浦或乍浦两个单站的预报,这使得经验预报成为可能。利用一种动力线性模型将动力学的线性问题转化为统计学的线性回归模型,通过合理选取预报量及预报因子,并采用正交筛选技术确定每个预报因子所对应的系数,建立经验预报方程。后报结果表明该方法可取得较好的效果。

象山港海洋监测浮标在强台风“海葵”影响期间的可靠性分析

2012年第11号强台风"海葵"(Haikui)在宁波象山沿海登陆后,穿过象山港向西北移动。利用布放在象山港内的海洋监测浮标获取的气象、水质等实时监测数据,通过对地形及台风过境特点的分析,就"海葵"过境期间浮标应对台风影响的可靠性进行了探讨。结果表明:1)台风"海葵"过境期间,象山港海面受风应力驱动产生近惯性振荡,引起海水搅动,使水温下降;浮标实测气压持续下降,台风登陆2h后才回升;风速和降雨量呈波动变化,台风风暴增水及径流使象山港水量、水深增加,水温下降,盐度减小,水体浊度增大。2)江、浙、皖的地形特征使台风强度逐渐衰减,在其过境期间,近惯性振荡持续时间较短,未对象山港海洋监测浮标产生大的影响,浮标基本没有发生位置偏移。3)象山港生态监测浮标的抗风能力达到了设计要求,是一个比较稳定的实时监测系统。象山港可以作为台风影响期间浮标的避风港。

用于海洋环境科学的一种新方法——影响因子分析法

用影响因子法对象山港海域叶绿素a与海水理化因子之间关系分析,结果表明:水温、溶解氧(DO)、气温、盐度、化学耗氧量(COD)因子为叶绿素a浓度变化的重要有效影响因子,其中水温、溶解氧因子占主导地位。由于该海域的富营养化,N、P和Si营养盐已经不再是影响浮游植物生长的有效因子。在特定海域资料有限的情况下,影响因子法比普通的相关和灰色系统分析更具有透明性,能够有效剔除无效因子,定量表达各理化因子对叶绿素a的影响程度。用影响因子法可以明确地判断出特定海域各海水理化因子对叶绿素a影响的主次程度及其有效性,从而定量确定出影响叶绿素a浓度的主要因子。

象山港、三门湾潮间带生态学研究──Ⅱ．数量组成与分布

象山港、三门湾软相潮间带底栖动物数量的水平分布与港湾的屏蔽性程度有一定的关系，生物量是三门湾（１８０．９５ｇ／ｍ２）高于象山港（９４．４７ｇ／ｍ２），生物密度是象山港（８１６个／ｍ２）高于三门湾（３４７个／ｍ２）。决定所面生物数量变化的主要底栖动物种类数随着港湾屏蔽性程度的提高而相应地减少。生物数量的垂直分布主要受潮汐作用的影响，以中潮区为最高。生物量以６月份最大，密度是４月份最大。

象山港、三门湾潮间带生态学研究──Ⅲ．群落结构

本文应用数理统计的方法研究了象山港、三门湾软底相潮间带中７个断面的底栖动物群落结构。根据断面的位置及其群落的变化特点，可以比较明显地分为开敞性程度高的湾口群落和屏蔽性程度高的湾底群落。湾口群落不稳定、群落结构季节变化较大，湾底群落则相反，并且形成代表群落的特征种。从湾底到湾口，群落的Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数Ｈ＇（Ｓ）和Ｐｉｅｌｏｕ均匀度Ｊ均增加，而Ｍａｒｇａｌｅｆ种类丰度ｄ和ＭｃＮａｕｈｏｎ优势度Ｄ均减少。对环境诸因子的聚类分析结果基本上与相似性群落数量的聚类分析结果相同，表明群落的形成与环境因子的影响有一定的关系。

象山港海域营养状况分析与富营养化水平评价

根据2010年4月份和7月份象山港海域水质调查资料,分析了该海域海水中N、P、Si营养盐的分布特征、时空变化及其结构,利用Si∶N∶P比、有机污染指数、富营养化状态指数和潜在富营养化对该海域进行了评价。结果表明,7月份DIN的分布由港底向港口逐渐降低,4月份无明显变化趋势;PO4-P4、7月份空间分布趋势相同,都是由港底向港口方向逐渐降低,4、7月SiO3-Si的浓度基本保持一致,高浓度区出现在港底附近海域。从营养结构看,与Redfield值和Justic等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合P限制。富营养化评价表明,整个象山港海域水质一直处于严重污染水平和高富营养程度,且有机污染和富营养化程度均存在港底最高,越往港湾出口处污染越轻的趋势。由于港内水动力交换能力较弱,一旦水文气象条件适宜,随时有爆发赤潮的可能。

象山港中部养殖海区营养盐的季节变化及富营养化

根据2014年11月,2015年1月、3月和7月在象山港中部养殖海区开展的海洋调查所获得的海水营养盐数据,分析了该海域营养盐含量的季节变化,评价了海水的富营养化状况。结果显示,该海域无机氮平均含量秋季最高,春季次之,冬季最低;活性磷酸盐平均含量秋季最高,夏季次之,冬季最低。对不同养殖区域分析,宁海海藻养殖区和西沪港海带养殖区的无机氮浓度除冬季1个站位点外均劣于国家海水四类水质标准(0.50 mg/L),活性磷酸盐浓度在春、秋两季劣于国家海水四类水质标准(0.045mg/L)。全年各水层的N/P比值均高于Redfield比值,磷相对缺乏。根据富营养化评价模式,象山港中部养殖海区营养水平属于磷中等限制潜在性富营养型。