NPZD生態(tài)模型在北部灣的應(yīng)用.pdf

1、浮游生物是海洋生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的基礎(chǔ)。浮游植物作為生產(chǎn)者，吸收太陽輻射，將營養(yǎng)鹽等無機物轉(zhuǎn)化為有機物，為海洋生態(tài)系統(tǒng)奠定了物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基礎(chǔ)。北部灣是我國四大漁場之一，漁業(yè)資源豐富，近年來經(jīng)濟發(fā)展迅速。系統(tǒng)地研究北部灣生態(tài)要素的時空分布特征，以及物理、界面過程在其中所起的作用和影響，可以為我國科學(xué)地開發(fā)、利用北部灣的生物資源提供理論依據(jù)，也可以為北部灣的環(huán)境保護提供理論支撐。
　　海洋生態(tài)系統(tǒng)的傳統(tǒng)研究方式是現(xiàn)場調(diào)查和理論分析

2、。海洋調(diào)查對人力物力的要求較高，加上觀測因素的復(fù)雜性和觀測條件的限制，現(xiàn)場調(diào)查難以獲得海洋空間上同步的實測數(shù)據(jù)。理論分析試圖通過數(shù)理方程組表達海洋生態(tài)系統(tǒng)的物理規(guī)律，但往往只能獲得一些簡化的理想狀態(tài)的解析解。而海洋生態(tài)模型可以研究各種尺度海洋的生態(tài)過程變化規(guī)律以及物理過程對生態(tài)系統(tǒng)的強迫作用。
　　本文在三維水動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了一個描述多種生態(tài)變量調(diào)控的氮-磷營養(yǎng)鹽循環(huán)的NPZD生態(tài)模型，通過模型的數(shù)值分析，認識北部灣浮游

3、植物生物量、浮游動物生物量和營養(yǎng)鹽等要素的季節(jié)分布特征，并研究關(guān)鍵界面過程對營養(yǎng)物質(zhì)的輸運及北部灣生態(tài)系統(tǒng)對其的響應(yīng)。
　　研究發(fā)現(xiàn)，冬季在東北季風(fēng)作用下，粵西沿岸水的營養(yǎng)鹽經(jīng)瓊州海峽輸送至瓊州海峽西口至北部灣中部海域，造成該海域高營養(yǎng)鹽、高葉綠素的分布。夏季，北部灣的營養(yǎng)物質(zhì)主要來源于陸源徑流的輸送，河口區(qū)出現(xiàn)了葉綠素a、浮游動物和營養(yǎng)鹽的高值分布;夏季水溫更適宜于浮游動物生長，浮游動物生物量明顯高于冬季。冬季，由于對流混合充分

4、，各種生態(tài)變量的垂直分布較均勻;夏季，垂向上則出現(xiàn)一定的層化現(xiàn)象，灣中部海域底層的營養(yǎng)鹽濃度高于表層。受夏季表層低營養(yǎng)鹽的限制，灣中部葉綠素a會在中層以深出現(xiàn)極大值。各海域代表站位生態(tài)變量的時序過程上，各生態(tài)變量的太陰日際變化與潮汐變化呈明顯正相關(guān)，河口區(qū)的營養(yǎng)鹽和COD跟潮汐特征則呈顯著的負相關(guān)，說明其主要受陸源輸送影響，而葉綠素a則更多受制于太陽輻射的日變化，呈現(xiàn)晝夜興衰的格局，午時過強的太陽輻射則對表層浮游植物的生長產(chǎn)生了抑制作用

5、。冬季，瓊州海峽西口的營養(yǎng)鹽和葉綠素主要受瓊州海峽常流輸送的制約，而灣中部和外海區(qū)域各生態(tài)變量的日變化幅度則多受潮汐的影響。
　　河口區(qū)營養(yǎng)鹽、葉綠素a、COD濃度的水平和高值范圍，與徑流陸源性污染負荷具有顯著的正相關(guān)性。北部灣海域的污染負荷定量試驗表明，粵西沿岸水的營養(yǎng)鹽和COD濃度水平若增減20％，將造成瓊州海峽西口的無機氮在0.04mg/L背景濃度的水平上相應(yīng)增減約0.01mg/L，增減幅度約25％;COD從0.3mg/L的