湄洲灣三維生態(tài)動力數(shù)值模型的研究.pdf

1、湄洲灣位于臺灣海峽西岸的福建中部沿海，主要有石化、裝備制造、林漿紙和能源產(chǎn)業(yè)，目前正規(guī)劃建設(shè)臺灣石化專區(qū)和裝備制造業(yè)園區(qū)，將成為承接臺灣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的前沿平臺。
　　 隨著湄洲灣產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的不斷推進(jìn)，沿岸城市人口數(shù)量不斷增加，排入海域的污染物總量亦隨之增大。環(huán)境的惡化不僅對海域的生態(tài)平衡構(gòu)成威脅，也對周邊居民的生活、生產(chǎn)造成了不良影響，甚至帶來了一些社會沖突。如2012年5月在湄洲灣杜厝、小岞海域發(fā)現(xiàn)生物優(yōu)勢種為米氏凱倫藻（Kar

2、eniamikimotoi）的赤潮，造成約80萬只鮑魚死亡，經(jīng)濟(jì)損失近千萬元。2009年8月，湄洲灣氯堿公司因污染嚴(yán)重，引發(fā)了泉港區(qū)峰尾鎮(zhèn)村民與政府警察的對峙。
　　 經(jīng)過分析，本文認(rèn)為以上事件的發(fā)生，與人們對于海域排污、生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的了解不夠深入和全面有著內(nèi)在的聯(lián)系。
　　 因此，有必要研究在潮流動力作用下，排海污染物的分布擴(kuò)散規(guī)律和它們與浮游動植物等生態(tài)因子之間的相互作用關(guān)系，為海域污染的防治、生態(tài)平衡的維護(hù)提供

3、一些理論指導(dǎo)。
　　 生態(tài)動力學(xué)模型無疑是開展這一研究的有力工具。相比現(xiàn)場觀測，它對人力、物力、資金、時間的要求較低，可獲得實(shí)時同步的數(shù)據(jù)，還具有可重復(fù)性和對海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析的能力，在一定程度上也可彌補(bǔ)觀測資料的不足。它可以使海洋生態(tài)系統(tǒng)得到準(zhǔn)確地描述，使問題定量化。
　　 解決湄洲灣因海域排污而造成的污染問題、維持海域的生態(tài)平衡需要物理海洋、海洋化學(xué)、海洋生物等學(xué)科的共同努力。本文作為前期工作，主要研究內(nèi)容為:

4、在湄洲灣三維潮流模型的基礎(chǔ)上，建立了一個基于氮、磷循環(huán)的三維生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)模型，結(jié)合浙閩沿岸水和臺灣海峽暖流水的影響，模擬了湄洲灣春季5月和冬季2月的溫鹽、無機(jī)氮、無機(jī)磷、COD、浮游動植物的空間分布和時間變化，并對兩個月份模擬結(jié)果的差異進(jìn)行了分析。得到了如下的結(jié)論:
　　 (1)湄洲灣海區(qū)潮差較大，潮汐屬于正規(guī)半日潮。因受地形控制，灣內(nèi)基本上是往復(fù)流。灣口處和主航道區(qū)的流速較大，灣頂處較小。
　　 (2)溫度:5月呈從

5、近岸到遠(yuǎn)岸遞減的平面分布趨勢，垂向上隨水深的增大而減小。冬季2月，平面分布自灣口向灣頂遞減，從表到底分布均勻。
　　 (3)鹽度:5月呈灣項到灣口遞增的平面分布趨勢，垂向上隨水深的增加而升高。冬季2月的平面分布趨勢與5月相同，垂向分布均勻。
　　 (4)5月和2月各生態(tài)因子的空間分布特征相近，有如下趨勢:從灣頂向灣口、灣外遞減;北岸濃度值高于南岸;平海灣濃度高于大港;在垂向上，濃度值隨水深的增加而減小。以上分布特征是由各

6、海區(qū)的水動力條件和排污口的位置所決定的，也與湄洲灣的余流特征有關(guān)。
　　 (5)5月和2月各特征點(diǎn)生態(tài)因子的時間過程曲線有相同的變化規(guī)律:與潮位過程曲線有著顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系和相近的變化周期（約12小時）;各生態(tài)因子濃度值波動幅度與潮差大致呈正相關(guān)關(guān)系。說明各因子的濃度變化顯著受潮汐、潮流的影響。
　　 (6)5月和2月浮游植物生物量分布均與無機(jī)磷分布較為接近，兩月的氮磷比均較高，磷酸鹽均相對不足。兩月浮游動、植物生物量的