蔣城飛，付東洋*，李強(qiáng)，劉大召，黃雄杰，李薛

(1.廣東海洋大學(xué) 海洋遙感與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088;2.中國(guó)海監(jiān)南海航空支隊(duì)，廣東 廣州 510300)

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秋季湛江港和入?？跍佧}結(jié)構(gòu)及生態(tài)特征

蔣城飛1，付東洋1*，李強(qiáng)2，劉大召1，黃雄杰1，李薛1

(1.廣東海洋大學(xué) 海洋遙感與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088;2.中國(guó)海監(jiān)南海航空支隊(duì)，廣東 廣州 510300)

采用2015年10月采集的湛江港海域水體葉綠素a濃度、溫度、鹽度等參數(shù)，分析了秋季湛江港和入?？跍佧}結(jié)構(gòu)及生態(tài)特征。研究結(jié)果表明，湛江港海域鹽度的水平分布上由灣內(nèi)往灣外逐漸遞增，葉綠素a濃度由灣內(nèi)往灣外逐漸遞減，水深比較淺的區(qū)域水溫較高，同時(shí)在航道入?？诘讓哟嬖谥案啕}低溫低葉綠素”的相對(duì)穩(wěn)定的冷水團(tuán)結(jié)構(gòu)。該水團(tuán)的形成是由于湛江港出?？讵?dú)特的地形構(gòu)造促進(jìn)區(qū)域性水體層化，同時(shí)底部水體透明度低，限制航道入?？趨^(qū)域底層的浮游植物的生長(zhǎng)等因素所致。

湛江港海域；葉綠素a濃度；鹽度；溫度；冷水團(tuán)

1 引言

湛江港位于雷州半島東南部，是由雷州半島、東海島和南三島合圍形成的深水港灣[1]。湛江港主要納遂溪河系來(lái)水，另外還有十幾條小溪注入[2]。其東部海域氣旋式環(huán)流的影響使得粵西沿岸區(qū)域存在一股向西的沿岸流，影響粵西海域物質(zhì)的輸運(yùn)與擴(kuò)散[3]。東海大壩的修建連接?xùn)|海島和大陸，對(duì)湛江港內(nèi)部水體環(huán)境產(chǎn)生影響。在湛江港西北側(cè)為湛江市區(qū)，常住人口達(dá)到130多萬(wàn)，另外還有湛江石化基地等重工業(yè)區(qū)，城市生活及工業(yè)污水均通過(guò)湛江港注入南海，同時(shí)在湛江港南側(cè)的東海島建有大型的鋼鐵基地，以及熱電廠和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域。湛江港年貨物吞吐量已經(jīng)突破兩億噸大關(guān)，連續(xù)十幾年均保持在每年1 000萬(wàn)噸左右的增量快速增長(zhǎng)。湛江港與湛江市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的聯(lián)系。

研究表明，海水運(yùn)動(dòng)的水氣界面、水-沉積物界面引起的海水的混合對(duì)物質(zhì)的擴(kuò)散起著關(guān)鍵的作用，物理過(guò)程引起的溫鹽變化對(duì)浮游生物的生長(zhǎng)代謝有著很大的影響[4]，鹽度的變化可以改變浮游植物細(xì)胞膜的滲透率，從而影響浮游植物對(duì)海水中營(yíng)養(yǎng)鹽和微量元素等的利用[5]。同時(shí)有學(xué)者指出在東海的近岸以及大亞灣等海灣區(qū)域葉綠素a濃度隨著溫度和鹽度的變化有著很大的波動(dòng)[6—7]，葉綠素a濃度在南海海域的垂直變化與溫、鹽躍層、營(yíng)養(yǎng)鹽以及光照的分布具有相關(guān)性，不同水團(tuán)的消長(zhǎng)影響著葉綠素a的濃度值[8—9]。溫鹽的變化和該海域的海洋生態(tài)環(huán)境有著緊密的關(guān)系。葉綠素的濃度與海洋初級(jí)生產(chǎn)力密切相關(guān)，是海洋碳循環(huán)、赤潮及氣候變化研究的重要因素，同時(shí)在海流研究，漁業(yè)管理和生態(tài)評(píng)價(jià)中也有著重要的意義[10—13]。

隨著湛江港港口物流業(yè)和臨港工業(yè)的發(fā)展，農(nóng)工業(yè)廢水的排放帶來(lái)的污染，已經(jīng)成為了湛江港的主要環(huán)境問(wèn)題[14]。付東洋等對(duì)湛江港海域水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)湛江港海域存在著比較嚴(yán)重的水體污染狀況[15]，湛江港及鄰近海域具有高濃度的硝酸鹽、磷酸鹽，局部區(qū)域呈Ⅲ、Ⅳ類甚至劣Ⅳ類水質(zhì)，葉綠素濃度也呈較高水平。章潔香等對(duì)湛江港海域進(jìn)行了為期1年的連續(xù)觀測(cè)，對(duì)葉綠素a濃度時(shí)空分布特征及其與主要環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行了分析[16]，發(fā)現(xiàn)該海域的葉綠素a濃度有著明顯的季節(jié)變化和水平分布差異。Wang等對(duì)湛江港灣附近生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)遙感進(jìn)行了研究，結(jié)果表明伴隨著大規(guī)模人類活動(dòng)，湛江港灣附近島嶼的生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值大大降低[17]。但是在相關(guān)區(qū)域很少開(kāi)展有關(guān)于港灣和入海口溫鹽剖面結(jié)構(gòu)及生態(tài)特征研究。

本文采用2015年10月秋季航次對(duì)湛江港海域葉綠素a濃度、鹽度、溫度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，對(duì)湛江港海域溫鹽結(jié)構(gòu)及生態(tài)特征進(jìn)行了探討。

2 材料與方法

2.1 站位設(shè)置以及樣品采集

根據(jù)湛江港的自然地理環(huán)境的分布特征，本次調(diào)查共設(shè)置了26個(gè)站點(diǎn)，分成如圖1中所示的6個(gè)剖面。剖面站點(diǎn)設(shè)置如下：站位s11、s12、s13為第I剖面，站位s21、s22、s23、s24、s25為第Ⅱ剖面，站點(diǎn)s31、s32、s33、s34為第Ⅲ剖面，站點(diǎn)s41、s42、s43、s44為第Ⅳ剖面，站點(diǎn)s51、s52、s53為第Ⅴ剖面，站點(diǎn)s61、s62為第Ⅳ剖面。Ⅴ、Ⅳ剖面之間為湛江港灣航道出口處，其次外加5個(gè)點(diǎn)(st1位于東海島工業(yè)生產(chǎn)區(qū)附近海域，st2、st3、st4、st5為湛江港灣航道入?？趨^(qū)域)。

圖1 研究區(qū)域及其在雷州半島位置Fig.1 Study area and its location in the Leizhou Peninsula

本航次于2015年10月中旬完成采樣，其中海水的溫度、鹽度、葉綠素a濃度、光合有效輻射強(qiáng)度(PAR)、CDOM濃度采用加拿大RBR公司生產(chǎn)的RBRmaestro快速多參數(shù)水質(zhì)測(cè)量?jī)x對(duì)站點(diǎn)的剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定和讀取。使用“塞克圓盤”(secchi disc)進(jìn)行透明度的測(cè)量，此外嚴(yán)格根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T12763-2007)的要求采集海水水樣，葉綠素a(Chla)樣品先在現(xiàn)場(chǎng)采集1 000 mL水樣并經(jīng)過(guò)玻璃纖維膜(孔徑0.65 μm)過(guò)濾，濾膜用錫箔紙包裹并冷凍保存，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定。

本文中的平面圖采用Golden software surfer 12進(jìn)行克里金差值完成。剖面圖使用Ocean data view制作完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 溫度、鹽度、葉綠素a濃度剖面分布

圖2、圖3和圖4分別為湛江港葉綠素a濃度、鹽度、溫度剖面分布圖。剖面Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ緯度方向差異小，做圖時(shí)采用經(jīng)度水平排布，其余剖面采用緯度水平排布。

圖2顯示剖面Ⅰ的葉綠素a濃度隨深度增加減小。剖面Ⅲ和剖面Ⅳ西南側(cè)葉綠素a的濃度高于東北側(cè)的濃度。剖面Ⅴ和剖面Ⅵ主要處于港口區(qū)域，剖面Ⅴ葉綠素a濃度位于2.93 mg/m3與3.60 mg/m3之間，剖面Ⅵ葉綠素a濃度處于2.2 mg/m3與2.6 mg/m3之間。剖面Ⅵ的水平分布上與其他的幾個(gè)剖面存在著相反的趨勢(shì)，即東北側(cè)葉綠素a濃度比西南側(cè)的葉綠素a濃度低的分布規(guī)律。

圖3表明整體上基本存在著表層低、底層高的鹽度分布趨勢(shì)，同時(shí)從剖面Ⅰ到剖面Ⅳ，剖面鹽度最大值存在不斷增加趨勢(shì)。水平分布中Ⅰ到Ⅲ剖面的鹽度從西側(cè)往東側(cè)，Ⅳ到Ⅴ剖面鹽度從南側(cè)往北側(cè)均有不同程度的增加。第Ⅵ剖面的鹽度從南側(cè)往北側(cè)逐降低。

該區(qū)域設(shè)置的幾個(gè)剖面的溫度均在垂直方向上呈現(xiàn)隨著深度增加而降低的分布趨勢(shì)(圖4)。同時(shí)在測(cè)量區(qū)域中，水層比較淺區(qū)域的溫度相對(duì)其他區(qū)域溫度高。

6個(gè)剖面的鹽度、溫度、葉綠素a濃度的最大、最小值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

圖2 湛江港葉綠素a濃度剖面分布圖Fig.2 Distribution of Chl a concentration profile in the Zhanjiang Bay

圖3 湛江灣鹽度剖面分布圖Fig.3 Distribution of salinity profile in the Zhanjiang Bay

圖4 湛江灣溫度剖面分布圖Fig.4 Distribution of temperature profile in the Zhanjiang Bay

剖面最大值最小值鹽度溫度/℃Chla濃度/mg·m-3鹽度溫度/℃Chla濃度/mg·m-3剖面Ⅰ2350272755120202687368剖面Ⅱ2212280544721162686333剖面Ⅲ2344279337722372691324剖面Ⅳ2385273738022762686311剖面Ⅴ2423275736022922689293剖面Ⅵ2643279928223952696203

表1數(shù)據(jù)表明從剖面Ⅰ依次到剖面Ⅵ，葉綠素a濃度最大值和最小值均呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，鹽度最大值和最小值都呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。

3.2 葉綠素a濃度平面分布

表層葉綠素a濃度的分布呈現(xiàn)出從灣內(nèi)的內(nèi)陸河流的入口往灣外遞減的趨勢(shì)，底層葉綠素a濃度的分布整體上也遵循這個(gè)分布特征。總體上，表層葉綠素a濃度大于底層葉綠素a濃度。表層葉綠素a平均濃度為3.68 mg/m3，底層葉綠素a濃度平均值為3.28 mg/m3。表層葉綠素a濃度最大值為5.45 mg/m3，最小值為2.15 mg/m3。底層葉綠素a濃度的最大值為5.20 mg/m3，最小值為1.49 mg/m3。在靠近特呈島北部區(qū)域的上游河口，表層葉綠素a濃度均在4.5 mg/m3以上。最高點(diǎn)出現(xiàn)在靠湛江市區(qū)一側(cè)的s11站位點(diǎn)，濃度高達(dá)5.45 mg/m3。特呈島以南往湛江港航道出口區(qū)域的湛江港中心區(qū)域的葉綠素a濃度分布比較均勻，湛江港航道入海口以外北部區(qū)域的濃度略高于南部區(qū)域的濃度。灣內(nèi)底層葉綠素a濃度總體變化小，灣內(nèi)中心區(qū)域的葉綠素a濃度分布比較均勻，基本穩(wěn)定在3 mg/m3左右?？拷袇^(qū)特呈島附近底表層葉綠素a濃度偏高。底層葉綠素a濃度在湛江港航道入?？趨^(qū)域的底層存在著比較明顯的低值區(qū)域。

圖5 葉綠素a濃度水平分布圖Fig.5 Horizontal distribution of Chl a concentration

3.3 湛江港航道入海口溫鹽及葉綠素濃度垂直分布

第st5號(hào)站點(diǎn)位于湛江港入?？诳繛惩獾膮^(qū)域。圖6表明垂直方向上，5 m以淺存在一個(gè)溫度的下降的趨勢(shì)，下降的梯度為0.034℃/m。在5～20 m的深度上，鹽度、溫度和葉綠素a濃度均沒(méi)有劇烈的變化。在20 m以深，溫度的下降梯度是0.038℃/m。鹽度達(dá)到了0.22 psu/m的上升梯度。在20 m以淺的水體中鹽度變化緩慢。變化的梯度是0.11 psu/m。葉綠素a濃度的垂直分布上，由表層的3.30 mg/m3一直降低到1.06 mg/m3，在20 m以淺的區(qū)域葉綠素a濃度的變化梯度明顯的低于20～27 m的變化梯度。26 m以深測(cè)點(diǎn)的葉綠素a濃度基本維持在1.60～1.73 mg/m3之間，明顯低于表層的葉綠素a的濃度值。

第st4號(hào)處于st5號(hào)站點(diǎn)在湛江港航道出口以內(nèi)的相對(duì)位置。11 m以淺的水體溫度比較一致。在11～21 m深度的水體中，溫度的變化幅度為0.74℃。在11 m以淺和11 m以深的水體中鹽度的變化梯度分別達(dá)到0.10 psu/m和0.35 psu/m。葉綠素a濃度的垂直分布中，濃度值從2.98 mg/m3一直降低到1.50 mg/m3。11 m以淺區(qū)域的葉綠素a濃度的變化梯度小于11 m以深水體中的葉綠素a濃度的變化梯度。

第s52號(hào)站點(diǎn)位于航道出口，在第V剖面的中心區(qū)域。該區(qū)域的相對(duì)于st5在航道入口內(nèi)側(cè)更往內(nèi)的位置。該站點(diǎn)的溫度、鹽度、葉綠素a濃度的垂直方向變化小，變化的幅度分別為0.2℃，0.7 psu，0.3 mg/m3?？梢园l(fā)現(xiàn)溫度和葉綠素a濃度隨著深度的增加而降低，鹽度隨著深度的增大而增加。第st3號(hào)站點(diǎn)從整體上看，溫度、鹽度、葉綠素a濃度的垂直的變化梯度基本一致。葉綠素a濃度每米變化0.03 mg/m3，鹽度的變化梯度為0.046 psu/m，溫度的變化梯度為0.036℃/m。s61號(hào)站點(diǎn)，在7 m以淺水層中的鹽度變化不明顯，鹽度的變化梯度為0.03 psu/m。7 m以下的水層的鹽度變化梯度為0.367 psu/m。葉綠素a濃度則顯示出一個(gè)先增大后減小的變化趨勢(shì)，而溫度的變化梯度趨于一致。

圖6 溫度、鹽度葉綠素a濃度垂直分布圖Fig.6 Vertical distribution of temperature， salinity， and Chl a concentration

4 討論

4.1 研究區(qū)域平面及剖面溫鹽與葉綠素a濃度總體特征分析

從圖2～圖4中可見(jiàn)，研究區(qū)域海水溫度從表層至底層逐漸遞減，近岸淺海區(qū)域較深水區(qū)平均水溫更高；鹽度分布上，從剖面Ⅰ到剖面Ⅵ，剖面鹽度最大值逐漸增高；剖面平均葉綠素a濃度由灣內(nèi)往灣外逐漸降低，港口外葉綠素a濃度低于灣內(nèi)的葉綠素a濃度。本文的研究結(jié)果與付東洋等[18]、劉大召等[19]研究結(jié)果在該海域葉綠素a濃度分布趨勢(shì)較一致。南黃海近岸區(qū)域同樣呈現(xiàn)葉綠素a濃度由近岸往遠(yuǎn)岸海域逐漸遞減的分布趨勢(shì)[20]，與湛江港區(qū)域較為相似的深圳灣[21]內(nèi)由于營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物陸源輸入的重要影響使得該海域的葉綠素a濃度水平分布由灣內(nèi)向?yàn)惩膺f減，同時(shí)有研究表明半封閉的湛江港內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)鹽受到陸源徑流的影響，越接近灣內(nèi)區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)鹽相對(duì)較高[16，18]。營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物的陸源輸入是湛江港區(qū)域的葉綠素a濃度由灣內(nèi)往灣外逐漸降低的分布格局的主導(dǎo)因素。本次研究結(jié)果中的葉綠素a濃度的水平分布與章潔香等[16]的研究有著相反的格局，這可能是由于該研究數(shù)據(jù)來(lái)源于2009年以前，而近年來(lái)，湛江市對(duì)湛江港內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖進(jìn)行了大規(guī)模的清理工程，僅剩下特呈島東北側(cè)海域的小范圍水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，大量貝類濾食引起湛江港內(nèi)葉綠素a濃度下降的條件不存在，因此葉綠素a濃度的分布呈現(xiàn)與深圳灣等海域相似的分布格局，由灣內(nèi)往灣外逐漸遞減。

垂直分布上，剖面Ⅰ處在特呈島北部的湛江市麻斜海灣，如圖7所示，由于其海灣狹長(zhǎng)，且兩岸均與市區(qū)城市相鄰，上游多條內(nèi)陸河流的淡水通過(guò)特呈島北部的入灣口進(jìn)入港灣內(nèi)部，加上沿岸入海的生活污水中帶入大量的營(yíng)養(yǎng)鹽，使得該剖面的葉綠素a濃度相比于其他剖面葉綠素a濃度高，且鹽度相比于其他剖面鹽度值略低，尤其在靠近霞山市區(qū)一側(cè)的影響尤為突出。剖面Ⅱ東側(cè)主要處于特呈島的東北區(qū)域的魚(yú)類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域。該海域在水產(chǎn)飼養(yǎng)時(shí)，大量的富余的養(yǎng)殖飼料被人為大量的排放到海水中，促進(jìn)該區(qū)域的浮游植物的生長(zhǎng)，使得該區(qū)域的葉綠素a濃度偏高。剖面Ⅱ的西部整體上處于東海大橋的東側(cè)，該區(qū)域的水體平均半交換時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100 d[22]，水體變化小，葉綠素a濃度的分布比較的均勻。根據(jù)文獻(xiàn)[1]可知，在剖面Ⅲ，IV靠近東海島的北側(cè)的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和生活污水的排放口，其中水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水和生活廢水的入海排放，帶入大量的水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料以及有機(jī)污染物，促進(jìn)水體中浮游植物的生長(zhǎng)，提高了水體中葉綠素a濃度。同時(shí)排入的生活污水屬于淡水，淡水的入海排放降低了海水中的靠近排污口區(qū)域鹽度的值。

圖7 湛江港地貌類型圖[28]Fig.7 Geomorphological type of the Zhanjiang Bay[28]

剖面Ⅵ主要位于湛江港航道出口區(qū)域，受灣外海水的影響比較大，葉綠素a濃度整體相比于其他剖面低。在剖面Ⅴ的東海島靠外海一側(cè)，從鹽度的分布圖可見(jiàn)南側(cè)的鹽度低于北側(cè)。同時(shí)葉綠素a濃度也存在著一個(gè)高值的區(qū)域。在該剖面的南側(cè)建有東海島鋼鐵及石化基地，沿岸工業(yè)的廢淡水排放在降低該區(qū)域的鹽度值的同時(shí)，也排入了大量帶有有機(jī)質(zhì)的陸源污染物。這些污染物給浮游植物的生長(zhǎng)提供了便利的條件，使得該區(qū)域的葉綠素a濃度相對(duì)于剖面Ⅴ的右側(cè)葉綠素a濃度值偏高。

4.2 航道入?？跍佧}剖面與葉綠素濃度特征分析

在灣口區(qū)域從外往內(nèi)，外口呈現(xiàn)出v型(圖7，8)。由于灣口比較狹小，海水不能快速的進(jìn)入灣內(nèi)。加上在灣口有湛江港的龍騰航道的存在，在湛江港航道入?？谝韵滦纬闪艘粋€(gè)深槽。深槽往灣口以內(nèi)的深度逐漸減少，逐漸保持在約20～30 m的深度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的水深可以發(fā)現(xiàn)在s51、s52、s53站點(diǎn)的水深不到20 m。深槽內(nèi)的一些地段發(fā)生淤積，主要發(fā)生在汊道內(nèi)和西側(cè)淺灘靠深槽的邊緣[23]。灣內(nèi)的航道的西側(cè)淺灘逐漸向深槽中心靠近。龍騰航道在灣口以下的深度在變小。通過(guò)圖6可以得出，在湛江港航道出口區(qū)域，鹽度的最大值出現(xiàn)在st4和st5站點(diǎn)。在出?？诘南聦涌梢?jiàn)有高鹽水的存在，然而灣內(nèi)的水體并不能提供高鹽水的條件，很顯然高鹽水是來(lái)自外海的高鹽海水往灣內(nèi)入侵。

圖8 湛江港灣航道出口示意圖Fig.8 Schematic of the channel export in the Zhanjiang Bay

根據(jù)站點(diǎn)的位置利用s61、st3、st4、st5、s52、s42、s33、s22站點(diǎn)建立了湛江港灣縱向有色溶解有機(jī)物質(zhì)物質(zhì)(CDOM)濃度的分布圖(圖9)。相關(guān)學(xué)者的研究表明CDOM具有化學(xué)“保守性”，不容易與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，CDOM可以作為天然的“示蹤劑”，來(lái)分析陸源物質(zhì)在河口海灣的混合、擴(kuò)散、輸運(yùn)等過(guò)程，以及近岸水團(tuán)分析[24—25]。近岸海域的CDOM以陸地來(lái)源為主，CDOM隨徑流入海后，與海水發(fā)生混合，CDOM濃度被海水稀釋，時(shí)空分布特征發(fā)生顯著變化[26—27]。從灣外往航道口底層方向上的CDOM分布有著明顯的擴(kuò)散趨勢(shì)(圖9)，并在110.51°E附近存在近似垂直方向上的分界現(xiàn)象，湛江港灣口區(qū)域下層海水大多受外海海水入侵影響。灣口區(qū)域的CDOM的濃度值偏高有可能是來(lái)自于鑒江和南三水道流域的海水隨著南三島北側(cè)沿岸與外海海水混合后進(jìn)入灣內(nèi)形成的。

由圖7可見(jiàn)，在港灣航道入口區(qū)域深度最大，逐漸往內(nèi)深度減小，湛江港灣口門深槽在深入灣口后分為主干深槽與支汊深槽，其間為大片水深小于5 m的淺灘區(qū)[28]，灣口內(nèi)淺灘的存在，上升的地形在一定的程度上阻礙了下層海水的入侵速度。根據(jù)溫度、鹽度躍層的一般定義，淺水最低指標(biāo)(小于200 m)0.2℃/m、0.1/m，溫度、鹽度資料垂向梯度值大于或等于上述最低指標(biāo)值的水層定義為躍層[29—30]，通過(guò)航道出口中心區(qū)域的st4站點(diǎn)和st5站點(diǎn)的垂直剖面圖，可以發(fā)現(xiàn)在灣口區(qū)域存在著一個(gè)躍層，使得此區(qū)域形成了上下兩個(gè)水層。隨著灣口往內(nèi)延伸，躍層逐漸消失。有研究表明在大亞灣海域，由于海水的分層效應(yīng)，使得溫度、鹽度、營(yíng)養(yǎng)鹽和葉綠素等都受到了不同程度的影響[31]。湛江港區(qū)域的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，該港灣口區(qū)域的水體分層特性與大亞灣有類似的結(jié)構(gòu)，如圖10～圖12的紅色方框部分所見(jiàn)，入海航道口的下層存在著低溫、高鹽、低葉綠素濃度的冷水團(tuán)區(qū)域。

根據(jù)站點(diǎn)的位置利用s61、st3、st4、st5、s52、s42、s33、s22站點(diǎn)建立了湛江港灣縱向葉綠素a濃度、鹽度、溫度的分布圖，見(jiàn)圖10～圖12。

圖9 湛江港灣黃色物質(zhì)濃度縱向分布Fig.9 Longitudinal distribution of CDOM concentration in the Zhanjiang Bay

圖10 湛江灣縱向葉綠素a濃度分布圖Fig.10 Longitudinal distribution of Chl a concentration in the Zhanjiang Bay

圖11 湛江灣縱向鹽度分布圖Fig.11 Longitudinal distribution of salinity in the Zhanjiang Bay

圖12 湛江灣縱向溫度分布圖Fig.12 Longitudinal distribution of temperature in the Zhanjiang Bay

航道入海口st4、st5站點(diǎn)的透明度分別為5 m和4.5 m，st2、st3、s61、s62站點(diǎn)的透明度為1 m、4 m、3.5 m、2 m。有研究表明湛江港懸質(zhì)泥沙的主要來(lái)源之一為外海泥沙，外海泥沙主要來(lái)自鑒江[32]。外海泥沙加大了水體的渾濁度，減小了水體的透光度。港口內(nèi)區(qū)域的透明度低，水體的透光性差，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)可得，在10 m層以深的光合有效輻射強(qiáng)度(PAR)幾乎為0 μmol/(m2·s)。在對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化眾多影響因子的相關(guān)分析中，發(fā)現(xiàn)光照是影響藻類生長(zhǎng)和湖泊富養(yǎng)化的首要因子之一，而光合有效輻射是水體初級(jí)生產(chǎn)者的能量來(lái)源[33]。下層的水體中的浮游植物可以接受到的光合有效輻射強(qiáng)度低，浮游植物的生長(zhǎng)受到了極大的限制，導(dǎo)致葉綠素a的濃度相比于其他區(qū)域的偏低。因此形成了航道口底層“高鹽、低溫、低葉綠素含量”的相對(duì)穩(wěn)定的水團(tuán)結(jié)構(gòu)。黃良民[7]對(duì)于大亞灣的研中同樣發(fā)現(xiàn)在躍層的上下層水體中的葉綠素a濃度存在著較大的差異。下層葉綠素a濃度低于表層葉綠素a濃度主要由于水體中光學(xué)條件差，以及營(yíng)養(yǎng)鹽含量低等因素不利于浮游植物生長(zhǎng)所致。但是黃良民[7]同時(shí)也發(fā)現(xiàn)存在下層葉綠素a濃度高于表層的狀況，該狀況主要由于營(yíng)養(yǎng)鹽較豐富的底層水未能向表層輸送，使得表層的浮游植物生長(zhǎng)不如底層。然而在湛江港灣的本次調(diào)查中尚未發(fā)現(xiàn)此類情況。

5 結(jié)論與展望

5.1 結(jié)論

本文分析了秋季湛江港和入?？跍佧}結(jié)構(gòu)及生態(tài)特征，研究結(jié)果表明：

(1)湛江港海域鹽度水平分布由內(nèi)灣往外海逐漸增加，葉綠素a濃度由灣內(nèi)往灣外遞減的趨勢(shì)，并且在靠近陸源污染物出?？趨^(qū)域出現(xiàn)了葉綠素a濃度偏高，而鹽度偏低的現(xiàn)象。這可能主要是由于陸源生活污水及富營(yíng)養(yǎng)物的入海排放，導(dǎo)致了近岸區(qū)域呈低鹽、高濃度葉綠素a水平。

(2)在湛江港航道入?？诘牡讓哟嬖诘摹案啕}、低溫、低葉綠素”的水團(tuán)結(jié)構(gòu)。由于以下原因所致：一方面，湛江港灣口區(qū)域的獨(dú)特的狹長(zhǎng)地形構(gòu)造，使得灣外高鹽、高CDOM、低葉綠素含量的海水入侵灣內(nèi)，從而沉積在灣口底部不易擴(kuò)散入灣內(nèi)，因此灣口底部呈現(xiàn)高鹽、低葉綠素、低溫狀態(tài)，同時(shí)對(duì)航道入?？趨^(qū)域的水體層化起到了積極的作用；另一方面，該區(qū)域水體透光性低，光線不能很好的透射到下層的水體中，限制了下層海水中浮游植物的生長(zhǎng)。水體層化可能影響到了灣口區(qū)域水體上下層間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的交換，進(jìn)而影響浮游植物的生長(zhǎng)，使得灣航道入海口底部呈現(xiàn)“高鹽、低溫、低葉綠素”水平。

5.2 展望

由于本航次站位點(diǎn)布局和測(cè)量參數(shù)的局限性，以及當(dāng)前人們對(duì)該海灣的研究資料非常少等客觀原因，對(duì)于該水團(tuán)的穩(wěn)定性、來(lái)源以及該海域水體如何實(shí)現(xiàn)與外海沿岸流場(chǎng)之間動(dòng)力過(guò)程和物質(zhì)輸運(yùn)，尤其是灣口的高黃色物質(zhì)的形成機(jī)制。我們對(duì)此非常感興趣，將作進(jìn)一步的跟蹤調(diào)查，并通過(guò)在外海區(qū)域加密采樣以及更多的觀測(cè)參數(shù)來(lái)認(rèn)識(shí)上述科學(xué)問(wèn)題。

致謝：感謝廣東海洋大學(xué)海洋與氣象學(xué)院陳法錦老師及其研究生對(duì)數(shù)據(jù)采集提供的幫助。

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Thermohaline structure and ecological characteristics of the Zhanjiang Bay and its estuary in autumn

Jiang Chengfei1， Fu Dongyang1， Li Qiang2， Liu Dazhao1， Huang Xiongjie1， Li Xue1

(1.LabofOceanRemoteSensing&InformationandTechnology，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，China; 2.SouthChinaSeaAirborneDetachmentofChinaMarineSurveillance，Guangzhou510300，China)

The analysis on the thermohaline structure and ecological characteristics of the Zhanjiang Bay and its estuary in autumn was based on the investigations of Chlaconcentration， salinity and water temperature in October 2015. The study showed that the horizontal distribution of the salinity in the Zhanjiang Bay increased gradually from inner bay to outside bay， the Chlaconcentration decreased gradually from inner bay to outside bay， the water temperature is higher in shallow area， and that in the bottom of estuary there was a "high salinity， low temperature and low chlorophyll" relatively stable structure of cold water mass. The formation of the water mass was due to the unique terrain structure of estuary. This characteristic promotes the regional water stratification. At the same time， the low transparency of the bottom water body confine the growth of phytoplankton at the bottom of estuary．

Zhanjiang Bay; temperature; salinity; Chlaconcentration; cold water mass

2016-01-07；

2016-04-14。

國(guó)家海洋公益專項(xiàng)(201305019)；廣東省自然科學(xué)基金(2014A030313603)；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B030200002)；廣東海洋大學(xué)創(chuàng)新強(qiáng)校項(xiàng)目(GDOU2014050226)；廣東省攀登計(jì)劃項(xiàng)目(pdjh2015b0249)。

蔣城飛(1990-)，男，江蘇省東臺(tái)市人，從事海洋水色遙感研究。E-mail：chengfeirs@163.com

付東洋(1969-)，男，四川省閬中市人，教授，從事海洋水色遙感研究。E-mail：fdy163@163.com

P731.1

A

0253-4193(2016)11-0020-12

蔣城飛， 付東洋， 李強(qiáng)，等. 秋季湛江港和入海口溫鹽結(jié)構(gòu)及生態(tài)特征[J]. 海洋學(xué)報(bào)， 2016， 38(11): 20-31， doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.002

Jiang Chengfei， Fu Dongyang， Li Qiang， et al. Thermohaline structure and ecological characteristics of the Zhanjiang Bay and its estuary in autumn[J]. Haiyang Xuebao， 2016， 38(11): 20-31，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.11.002