海洋棱镜

珠江口缺氧机制研究成果当选JGR封面文章

溶解在水中的分子态氧称为溶解氧,绝大部分的海洋生物均需依赖溶解氧来维持生命,因此缺氧(小于2毫克/升)或者氧气耗尽的危害巨大。由于人类活动和气候变化,全球大洋以及近岸水体的溶解氧均呈现不同程度的降低,截至2009年,在全球400多处沿岸河口-海洋系统中发现了水体缺氧问题。

        珠江是全球第17大河流,年径流量达285亿立方米,全年78%的径流量集中在夏季。珠江三角洲地区是粤港澳大湾区的摇篮,是全国人均GDP 最高,经济实力最强的地区之一。高强度的人类活动带来了大量的营养盐排放,是珠江河口夏季富营养化的主要原因。早期,学者们发现在河道以及河口上游河水中有机物质降解以及硝化作用是水体缺氧主要原因,但局限于观测数据和认知的匮乏,对珠江口海岸过渡带区域的缺氧现象及其形成机理鲜有研究。

         近年来,随着卫星遥感资料日益增多,观测范围逐渐扩展,珠江口海岸过渡带区的富营养化和缺氧问题吸引众多学者关注。以香港水域海洋环流、生态环境以及缺氧为主题的课题研究为背景,香港科技大学甘剑平教授团队(https://ocean.ust.hk/)对珠江口以及临近陆架海域的水质进行了全方位、多角度的观测和研究,同时利用三维生化-物理耦合模式对其进行数值模拟(ROMS)。数据包括十次走航观测、浮标时间序列观测以及长时间水色卫星遥感观测。

研究结果

        研究结果表明夏季珠江口表层叶绿素浓度的高值主要分布在的河口-海岸过渡带区域,同时在该区域东西两侧反复出现明显的缺氧中心。富营养化以及相关的生物化学过程是缺氧形成的必要条件,气旋涡的辐聚效应,较长的滞留时间,很强的水体层化等物理过程共同作用是其充分条件,两者共同作用是缺氧形成和发展的充要条件。

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210817122304

    该研究成果以“Vortex and Biogeochemical Dynamics for the Hypoxia Formation Within the Coastal Transition Zone off the Pearl River Estuary”为题发表在Journal of Geophysical Research:Oceans,并选为封面文章。

 

研究关键点

1. 季节性的富营养化和缺氧问题在珠江口海陆过渡带区域反复出现;

2.环流形成的涡使营养盐和有机物在海陆过渡带区汇聚,增加了滞留时间和水体层化,有利于缺氧区的发展。

3.生化过程和珠江口独特的物理动力过程共同作用为珠江口近岸水体缺氧提供了充要条件。

 

文章详细信息:

Li, D., J. Gan, R. Hui, Z. Liu, L. Yu, Z. Lu, and M. Dai (2020), Vortex and biogeochemical dynamics for the hypoxia formation within the coastal transition zone off the Pearl River Estuary, Journal of Geophysical Research: Oceans, e2020JC016178, doi:10.1029/2020JC016178.

 

关注我们

%e5%be%ae%e4%bf%a1%e5%9b%be%e7%89%87_20210813110510

(微信扫一扫添加公众号)