热带气旋过境对长江河口水体环境的影响研究

【摘要】：长江河口及其邻近海域热带气旋活动频繁,几乎每年都有热带气旋过境,热带气旋己成为影响长江河口水体环境的主要动力要素之一。热带气旋过境产生的风场会使河口水体产生剧烈的水平和垂直交换,再加上伴随热带气旋产生的大量的降水,会在短期内很大程度上改变长江河口水体的物理、化学环境及生物生产水平。由于热带气旋期间观测风险很大,现场采样调查几乎没有,因此,对此深入的研究,在长江河口及邻近海域还不多见。本文利用1007号热带气旋“圆规”及1109号热带气旋“梅花”过境前后长江河口的现场调查获得的珍贵数据,初步分析探讨了热带气旋过境对于长江河口水体环境的影响,对于弥补长江河口该方面理论研究的不足具有重要的意义。 首先,热带气旋过境使长江河口水体混合作用加强,改变了原有水体的温度与盐度结构。由于水体的垂直交换作用,表层高温低盐水部分被夹带到中底层,引起中底层水体温度升高,盐度降低,表层水体温度下降,盐度升高。本研究发现,在热带气旋“圆规”过境后,长江河口中底层水体温度升高,盐度降低；而现场调查时表层水体由于受到高温的影响,与热带气旋过境前相比水体温度出现了增加,但表层大部区域的水体盐度升高。热带气旋过境后,温跃层与盐跃层的位置变深,层结强度减弱。在“梅花”过境一段时间后,长江河口水体整体温度仍然较高,但在某些水层,其温度已接近于热带气旋过境前的水平。在长江冲淡水作用下,长江河口表层水体盐度已开始明显下降,但中底层水体盐度仍未恢复到前期水平,水体温盐分层的层数也比较少。 其次,热带气旋过境后长江河口水体的化学要素分布与含量发生了变化。受到水体升温及浮游植物呼吸作用等的共同影响,在“圆规”过境后长江河口水体DO含量整体出现了降低；但在热带气旋“梅花”过境后,水体DO含量已逐步增加,特别是在浮游植物丰富的水层DO含量增加较多。“圆规”过境后,长江河口水体DIN和Si03-Si的含量与过境前相比整体增加较明显,而P04-P在近岸区域的中底层水体中浓度略有降低,在靠外的水域则出现一定程度的增加。经过计算,在“圆规”过境影响下,长江河口DIN、PO4-P与SiO3-Si分别增加了3.87x109mol、0.13×109mol与4.70×109mol。热带气旋过境后,大部分水域N/P值升高。在“梅花”过境后,长江河口水体的DIN与SiO3-S浓度整体出现降低,PO4-P含量在河口外侧表层水体有一定程度的增加,底层浓度降低,特别是在浮游植物丰富的水层,营养盐浓度的降低更多,出现了一个低营养盐水层。 最后,受到水体物理、化学环境变化的影响,长江河口的生物生产水平发生了改变。调查数据显示,在热带气旋“圆规”过境后,长江河口的叶绿素活性荧光Fm与F0强度值整体出现显著增加,说明热带气旋过境引起了长江河口水体中叶绿素含量提高,浮游植物生物量增加。而且受到水体温度结构及营养盐分布与含量变化的影响,在热带气旋过境后,长江河口次表层叶绿素最大浓度带的位置下降,浓度带的厚度增加。