长江入海热通量及其生态效应

通过对陆地卫星Landsat 5,7,8长时间序列遥感影像资料的提取和分析,采用实用单通道算法反演1997—2016年长江入海口逐月的长序列水温数据集,同时基于全球径流数据,核算同期长江河口处的多年月均热通量,分析其时空变化规律及对气候变化和人类热排放的响应特征。在此基础上,结合全球海洋表面温度数据和哥白尼全球海洋颜色与生物–地球–化学数据集,探究长江入海热通量变化对近海水温和近海生态环境的影响。结果表明,长江河口热通量总值为77.5EJ/年,热通量的季节性变化明显,对近海的热作用以输“热”为主,显著强于其他典型大河系统,预计年均向近海输入6.1EJ的热量,增温效应明显。相较海岸带,长江口对近海水域温度的影响程度更大,影响的空间范围更远。可将近海水温的空间影响划分为两个梯度,即温度下降的河流强作用带(0~40km)以及温度上升的海洋强作用带(40km以上)。1997-2016年间,长江口的近海水域温度整体上呈现先增后减的变化规律。进一步的分析表明,长江河口热通量的变化对近海水温产生深刻影响(R^(2)=0.7495),同时与近海初级生产力密切相关(R^(2)=0.9651),说明长江对近海的热输入是调控近海热环境和生态环境的重要因素。

长江口规划生态航道建设方向研究

针对长江口北港、南槽生态航道的建设问题,通过分析区域环境特点和航道发展需求,梳理已建的长江口深水航道生态化建设情况,提出长江口生态航道建设的核心和模式。结果显示:1)南槽和北港生态航道的建设需以确保河势格局稳定为基础;2)需与滩涂保护、生态功能区域保护形成联动布局;3)需积极研发和应用生态结构,构筑“人工生态礁体”群,优化河口综合环境;4)需结合滩涂泥沙资源需求和航道建设自身筑堤用沙需求,实现航道疏浚土的资源化、生态化利用;5)需强化建设运营中科学的管控体系、生态补偿体系等。

巨牡蛎对长江口环境的净化功能及其生态服务价值

牡蛎礁生态系统是河口环境的天然污染处理厂.本文分析了长江口导堤巨牡蛎对重金属的生物富集作用,并评估了其对河口环境的净化功能和生态服务价值.结果表明:巨牡蛎对Cu、Zn和Cd的富集能力较强,其生物富集系数BCFs(bio-concentration factors)分别为(14.28±2.41)×103、(12.75±2.02)×103和(14.51±3.71)×103,Cu、Zn和Cd的沉积物生物富集系数BSAFs(biota-sediment accumulation factors)分别为26.78±4.53、23.24±3.69和16.62±4.25,巨牡蛎对6种重金属富集能力的大小顺序为Cu>Zn>Cd>As>Pb>Hg.整个长江口导堤巨牡蛎的现存量约为1.07×106t,鲜肉约为1.75×105t,其对养分和重金属的总累积量分别为:N1.462×106kg、P1×105kg、Cu24745kg、Zn58257kg、Pb609kg、Cd254kg、Hg0.18kg和As329kg.长江口导堤巨牡蛎去除营养盐和重金属所产生的环境效益价值约为每年317万元,等同于每年净化合流污水7.31×106t,相当于一个日处理能力约为2×104t的大型城市污水处理厂;巨牡蛎提供的栖息地价值约为每年510万元,合计生态服务价值约为每年827万元.

河口地区牡蛎礁的生态功能及恢复措施

在许多温带河口区,牡蛎礁是具有重要生态功能的特殊生境。牡蛎礁在净化水体、提供栖息生境、保护生物多样性和耦合生态系统能量流动等方面均具有重要的功能。近100年来,由于过度采捕、环境污染、病害和生境破坏等原因,许多温带河口区牡蛎种群数量持续下降,河口生态系统的结构与功能受到破坏,富营养化越来越严重。为了修复河口生态系统、净化水质和促进渔业可持续发展,近20年来,世界各地开展了一系列牡蛎礁的恢复活动,尤其美国在东海岸及墨西哥湾建立了大量的人工牡蛎礁,许多研究结果证实,构建的人工牡蛎礁经过2~3年时间,就能恢复自然生境的生态功能。本文介绍了我国首次牡蛎增殖放流工程-长江口南北导堤牡蛎礁,近2年的监测结果显示,长江口导堤牡蛎种群数量快速增长,附近水生生态系统的结构与功能得到明显改善。最后,针对目前牡蛎礁恢复过程中存在的不足,提出了需进一步研究的课题,包括牡蛎基础生物学(病害和分子系统进化),牡蛎礁恢复的关键技术、科学程序及成功的评价标准等。

近期长江口沉积物中SVOCs的变化及生态风险评价

采用GC-MS法对2007年4月24—30日采集于长江口部分区域的沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了探讨.结果表明,该区域沉积物中定量检出半挥发性有机物15种,包括多环芳烃类化合物8种,取代苯类化合物1种,酚类化合物2种,酯类化合物3种,其他类化合物1种.其中,属于我国优先控制污染物的有7种,属于美国优先控制污染物的有12种.采样点SVOCs的分布未呈现出明显的规律性,其分布受多种因素的影响.应用ERL与ERM指标进行PAHs的生态风险评价,长江口部分区域不存在严重的生态风险.应用EEC/ERL进行生态风险细分,各采样点分布在无风险与低度潜在生态风险之内,对生态安全威胁不大.

长江口及其邻近海域生态环境综合评价

基于1984-2015年监测数据,给出长江口及其邻近海域无机氮和活性磷酸盐长时间序列的变化趋势,确定了营养盐的基准年是1987年,基准值分别是0.0705 mg/L和0.000751 mg/L。结合频数分析方法,无机氮的分区阈值为0.339 mg/L和1.15 mg/L,活性磷酸盐的分区阈值为0.0289 mg/L和0.0530 mg/L,研究区域可划分为三大分区:口内区、过渡区和口外区;结合生态红线、污染源等具有开发管理属性的分布,最终将研究区域分为8个评价单元。提出了水质环境、沉积物环境、生物生态三类三级评价指标体系,建立了海洋生态环境综合评价方法。水质环境的区域分布与生物生态相似:口内区域较差,口外区域向海逐渐趋好;沉积物环境特征:南支、北支和北港的沉积物质量略好于口外区域,口外区域好于南北槽分区和杭州湾北部。生态环境综合状况由差向好的区域变化为:Ⅳ区<Ⅴ区<Ⅲ区<Ⅰ区<Ⅱ区<Ⅵ区<Ⅷ区<Ⅶ区;随时间有向好趋势。

长江口水体中PAHs的基本生态风险特征

通过对2007年4月24—30日采集于长江口水体7个不同采样点18个水样中的4种典型多环芳烃类化合物(PAHs)的浓度分析,依据3个基础营养级水平(藻、、鱼)的毒性效应〔L(E)C50和NOEC〕,采用欧盟适用于现有化学物质与新化学物质的风险评价技术指南(TGD)中的商值法对长江口水体中的萘、菲、蒽、荧蒽进行了生态风险评价.结果表明,4种PAHs除蒽外的环境浓度/无影响浓度(PEC/PNEC)都小于1.说明长江口水体中4种PAHs只有蒽存在一定生态风险,其他3种均未对长江口生态造成威胁.

水利工程对长江河口生态环境的影响

我国对长江水资源的开发利用,如在干流和支流上已建和在建的许多大大小小的水利工程,特别是规模宏伟的三峡大坝建设和南水北调工程,将显著改变长江的水、沙动态,改变营养物质的输移特征,不仅直接影响下游河道的水文、水环境条件,而且对远离工程的河口生态环境也将产生显著和潜在的影响。分析了由于上游蓄水和引水造成的河流径流量减少、季节分配变化而对水体营养物质输移能力和水体自净能力的影响,以及因上游来水来沙量减少对河口生态环境和生物多样性的影响。水文因素是沼泽湿地和滨海湿地形成和发育的重要环境因素,上游建坝蓄水以后。洪水的消除或洪泛次数减少削弱了河流与湿地之间的联系,造成湿地逐渐萎缩,甚至大面积丧失,生物食物链中断,生物多样性和生产力下降。入海径流量减少将造成海水沿河上溯,盐水人侵河道,并污染地下水,滩地土壤发生盐渍化。河流携带泥沙能力下降,将导致三角洲从淤积型向侵蚀型转化,海岸线蚀退。水利工程对河口生态环境的影响是长期的、缓慢的、潜在的和极其复杂的,并且往往是上游各水利工程的叠加作用。因此在工程建设前后研究分析河口生态环境可能或已经遭受的影响,对生态环境的变化进行长期的跟踪、监测和评价,可为今后水利工程建设和生态环境保护提供理论依据和研究基础?

长江口及邻近海域春季仔、稚鱼的生态分布研究

利用2008年春季在长江口及邻近海域调查获取的数据进行了仔、稚鱼的生态分布特征研究。结果表明,春季该水域仔、稚鱼种类丰富,出现率较高;总种类数呈现由北向南增加、优势种和重要种呈现由北向南减少的趋势;优势种的相对重要性指数（IRI）较非优势种更加突出、分布范围更为集中;不同区域的种类数与表温变化趋势一致,平均单位捕捞努力量渔获量（CPUE）与表盐的变化趋势一致;仔、稚鱼集中出现海域的表温变化较小（17.0~19.5℃）,而表盐变化较大（25~32）;优势种空间分布的差异性表现为小黄鱼（Larimichthys polyactis）和六丝矛尾虎鱼（Chaeturichthys hexanema）主要分布在吕泗和长江口近海,日本鳀（Engraulis japonicus）主要分布在舟山近海;仔、稚鱼高密度区均位于冷暖水混合水域,浮游生物较为丰富,有利于其生长后期的饵料获取,同时也与仔、稚鱼对环境的适应性有较大的关系。

长江口及临近海域夏季水母类分布特征

采用1998年8月、1999年8月长江口及其临近海域(121°15′E—122°41′E,30°00′N—31°30′N)的调查资料,对采集到的水母样品进行分析,探讨水母的分布特征以及影响因素。结果表明:调查海域共出现水母21种,其中水螅水母15种,管水母4种,栉水母2种;可分为近岸低盐性、低盐河口性和大洋暖水性3个生态类群,其中近岸低盐物种达60%以上,分布范围广,低盐河口类群仅出现于受长江冲淡水影响明显的低盐水域,而大洋暖水类群分布于受外海水影响较大、盐度较高、离岸较远的区域;优势种为贝氏拟线水母、球型侧腕水母、单囊美螅水母、五角水母、拟细浅室水母和双生水母。总体分布特征为:从长江口向外伴随着盐度的逐渐增大,丰度逐渐升高,在长江冲淡水与外海水交汇的舟山渔场西部水域,丰度最大;水母的出现种类、丰度均与东海外海水、长江冲淡水2大水系的配置有关:外海水越强,整个区域平均盐度较高,出现的水母种类、丰度均高;反之,长江冲淡水势力控制范围大,平均盐度明显降低,物种少且丰度低。

长江口启东—崇明岛航道沉积物中多环芳烃分布来源及生态风险评价

近年来我国长江河口有关沉积物中多环芳烃（ PAHs）污染的研究主要集中在长江口近海及上海主城区滨岸等区域，而长江口航道则鲜有报道。本文在长江口启东-崇明岛航道区域采集表层（0-20 cm）沉积物样品，利用加速溶剂萃取技术提取，用高效液相色谱-荧光检测器对14种PAHs进行测定，研究其分布特征、环境来源和潜在的生态风险。研究结果显示，PAHs在所有沉积物样品中均有不同程度的检出，浓度范围为83.43-5206.97 ng/g，平均值736.95 ng/g。就PAHs单体而言，含量较高的是2-4环污染物，其中菲的含量最高，占各点位PAHs总量的9.04%-24.06%；其次为荧蒽和芘；具有高致癌性的苯并（ a ）芘在各个点位均能检出，占 PAHs 总量的0.94%-10.68%。与国内外类似河口和近海海域相比，本研究区PAHs处于中等污染水平。利用比值法解析PAHs的来源，菲/蒽（ Phe/Ant）﹤10且荧蒽/芘（ Fla/Pyr）≥1的点位占所有采样点位的56.25%，表明区域内PAHs的主要来源是化石燃料的高温燃烧；位于航运码头附近采样点位的PAHs以石油源为主，部分点位呈化石燃料源和石油源混合污染特征。对照风险效应低值（ ERL）和风险效应中值（ ERM）进行初步风险评价，表明研究区域部分采样点位的PAHs具有潜在的生态风险。

长江口生态流量研究

根据长江流域生态系统特点,把河流生态需水的重点定位于下游河段至河口区,选择盐的质量分数作为关键因子,提出了河道生态流量计算方法.建立大通至长江口外海一、二维耦合数学模型,采用实测资料对模型率定,模拟大通水文站不同来流量时长江口盐的质量分数空间分布规律.以维持长江口生态系统服务功能最大化为目标,选定盐的质量分数控制标准,分析得出长江大通站生态流量为10 000 m3/s.

基于地面激光扫描的典型海岸带盐沼潮滩地形反演

海岸带潮滩地形具有快速变化的特点;在盐沼植被覆盖的潮滩区域,地面激光扫描仪(terrestrial laser scanning,TLS)获取地形数据受到地表植被的影响。为了研究TLS在盐沼潮滩使用的地形测量精度与盐沼植被种类、盖度的关系,本文以芦苇群落、白茅群落、互花米草群落、海三棱藨草群落4种典型海岸带盐沼植被群落为研究对象,在移动窗口法的基础上辅以聚类分析的植被滤除算法,分别从点云原始数据中恢复地表地形地貌特征。研究结果表明:1)植被盖度越高,TLS反演地形精度越低,两者负相关。2)不同植被的激光穿透能力不同:盖度大于50%时,激光无法穿透原始盖度分别为70%、65%、65%的白茅群落、互花米草群落、海三棱藨草群落,均方根误差(root-mean-square error,RMSE)分别为22.0、22.0、8.6cm;盖度等于50%时,白茅群落、海三棱藨草群落、芦苇群落和互花米草群落的RMSE分别为16.0、6.6、4.5、5.7cm;盖度小于50%时,芦苇群落、互花米草群落、海三棱藨草群落地形反演精度小幅度提高,白茅群落地形反演精度提升较为明显。3)在盐沼潮滩地区使用TLS反演地形时,增加TLS架设高度、对同一区域多方位反复扫描可能有助于提高地形反演效果。

长江近口段鳗苗捕捞量的时间格局及其与生态因子的GAM模型分析

为研究长江口鳗苗捕捞量与生态因子的相互关系,于2012年汛期对长江靖江段鳗苗的捕捞量进行了监测,采用广义可加模型(GAM)对日捕捞量与水温、潮差、气压、浑浊度等生态因子之间的相关性作了分析。结果显示,靖江段鳗苗汛期为1月下旬—4月上旬,单船总捕捞量为221~443尾,平均(344.8±83.4)尾。1月均值仅0.4尾/d,且空网率高达90.9%;4月为旺汛期,均值10.4尾/d,空网率仅为10.0%。GAM模型显示,潮汐周期—月份交互项、水温和潮差对鳗苗日捕捞量的影响显著,而气压、浊度和月相周期对鳗苗日捕捞量的影响不显著。潮汐周期—月份交互项、水温和潮差对鳗苗日捕捞量的偏差解释率分别为42.4%、19.1%和13.1%,均呈现正相关关系。统计也显示,日捕捞量表现出上、下弦月较低、新月或满月前后较高的半月周期波动。鳗苗捕获的最低水温为6.3℃,而10~15℃为适宜捕捞水温。高潮期和低潮期分别占总捕捞量的76.8%和23.2%。研究表明,长江口鳗苗在借助潮汐流而快速溯河的过程中,部分在口门水域即被捕获,部分滞留在了长江河口段,而影响鳗苗溯河的重要生态因子是潮汐和水温。

2007-2008年春夏季长江口水域浮游动物生态分布特征研究

根据2007年到2008年5月和8月长江口水域共4个航次的监测资料,对长江口水域浮游动物的生物量、优势种、种类数和多样性指数的平面分布及其与环境的关系进行了分析。结果表明,调查水域浮游动物生物量值8月份大于5月份生物量,分布格局呈近岸向外海递增趋势。5月出现的优势种虫肢歪水蚤(Tortanus vermiculus)和真刺唇角水蚤(Labidoceraeuchaeta)分布于河口水域以及咸淡交错水域。8月的背针胸刺水蚤(Centropages dorsispinatus)和太平洋纺锤水蚤(Acartiapacifica)分布于河口水域和咸淡交错水域,肥胖箭虫多分布于口外近海水域。中华哲水蚤(Calanus sinicus)在4次采样均出现,是口外近海水域的主要优势种。调查水域浮游动物种类数和多样性指数分布格局呈近岸向外海递增趋势。盐度、温度及主要优势种中华哲水蚤是影响长江口浮游动物分布的重要因子。

南水北调工程对长江河口生态环境的影响

对南水北调工程受水区和水源区的特点和现状作了综合评述 ,指出缺水区黄淮海流域的缺水特点。虽然调水水源区长江径流丰沛 ,但长江三角洲地区由于人口密集、工农业发达 ,缺水现象时有发生。通过长江口生态环境现状分析 ,对如何尽可能地减少南水北调工程对长江口生态环境的负面影响 ,提出了一些意见和建议。

长江口水体中取代芳烃类污染物的生态风险评价

通过对采集于长江口水体15个不同采样点水样中的主要6种取代芳烃类化合物的浓度分析,依据3个基础营养级水平(藻、溞、鱼)的急性毒性效应〔L(E)C50〕,采用欧盟适用于现有化学物质与新化学物质的风险评价技术指南(TGD)中的商值法对长江口水体中的1,3二-氯苯、1,4二-氯苯、1,2二-氯苯、六氯苯、2,4二-硝基甲苯、1,2,4三-氯苯进行了生态风险评价.结果表明,6种取代芳烃除1,2,4三-氯苯外的环境浓度/无影响浓度(PEC/PNEC)都小于1.说明长江口水体中6种取代芳烃只有1,2,4三-氯苯存在一定生态风险,其余均未对长江口生态造成威胁.

美国切萨比克湾生态修复进展综述及其对长江河口海湾渔业生态修复的启示

长江口其独特的生境构成了水生生物的重要洄游通道、索饵场和产卵场。由于近几十年来长江口生态环境全面衰退,渔业资源量锐减。为重新恢复长江口水生生态系统的平衡,近十余年连续开展长江口水生生态修复工程,目前的研究对生态修复有提高和长期综合研究的需求。本文以与长江口同样经历渔业资源衰退问题的切萨比克湾河口(美国最大的河口海湾)生态修复项目为例,对其项目概况、实施的有效生态修复措施和方法技术进行了综述。以切萨比克湾河口区渔业资源的生态修复为具有典型参考意义的蓝本案例,通过了解其在修复河口理化环境、恢复关键物种资源量、保护与修复重要栖息地、合理利用土地、建立流域尺度综治体系等方面的显著成效,以期在基于生态退化机制的修复、基于生态结构和功能的完整性修复、基于生态流域尺度上的综合修复上获得经验,为长江口渔业生态修复的进一步深化研究和长期保护提供相关资料及启示。

长江口倾倒区海域水体与沉积物中重金属的分配与生态风险

为研究长江口海域重金属的分布特征、水相-颗粒相分配规律及其潜在生态风险,于2014年8~9月对倾倒区海域水样和沉积物样进行了采集,并采用Hakanson潜在生态风险指数法对其生态风险进行了评价。研究结果显示,长江口海域表层海水中Cd、Hg和As的浓度分别为0.07±0.03、0.07±0.07和2.30±0.51μg/L,低于或接近海水一类标准值。表层沉积物中,Cd、Hg和As的浓度依次为0.18±0.09、0.05±0.03和8.02±2.14mg/kg。与国内外研究相比,长江口海域重金属浓度处于相对较低污染的水平。Cd、Hg和As的颗粒相-水相分配系数logKp与pH、无机氮和COD均呈负相关关系,即随pH、无机氮和COD值升高,Cd、Hg和As趋于从颗粒相中向水相中迁移。PO3-4对与Cd的分配系数呈正相关关系,表明PO3-4浓度的增加能够促进水相中Cd吸附或吸收到颗粒相中。长江口海域表层沉积物中Cd、Hg和As的潜在生态风险系数分别为14.59±7.12、7.94±3.49和5.34±1.43,表现为Cd>Hg>As,且均处于轻微污染的水平。

应用底栖动物监测长江口南岸污染的研究

作者提出1985.8—1986.7月长江口南岸底栖动物种类组成、污生生态、群落特征和长江口南岸水、底泥和生物中重金属含量,并以污生生态特征和重金属分布特征对该区污染状况作出评价。本文还就各断面的优势类群、多样性指数、生物重金属含量与污染源的关系及长江口南岸底栖动物的污生生态指标种和重金属污染指标种进行了讨论。