极端天气陆地河流面源污染对珠江河口叶绿素分布的影响——评价方法构建与应用

摘要

近十年来,随着我国粤港澳大湾区的建设,珠江流域人口增长十分迅速,食品和能源需求急剧增加,导致流域上游省份农业用地面积增加,下游省份城市化进程加速,随之导致含农业化肥的农田灌溉用水和生活污水排放大幅度增加。流域的面源污染物进入珠江河口,导致河口海域赤潮发生频率明显增高。此外,全球变暖加剧了南海和西太台风等极端天气事件的发生频率,大量的台风在珠江口附近登陆,对人类活动产生的营养盐在海水中再分布产生较大影响。现场及卫星观测表明,台风等极端天气影响浮游植物时空分布的4个主要影响因子为:海水的垂直混合、流域的降水增加、河流淡水及营养盐的大量输入及风场变化。但是,尚未对这些因子如何影响叶绿素分布进行过清晰阐释。研究构建了粤港澳大湾区陆海气集成模拟系统,一方面通过控制实验来对模式敏感性进行测试,另一方面以台风“天鸽”过境珠江口为例,来对台风过境期间海表叶绿素时空变化机理进行探究。结果表明,陆地模式径流分辨率的提高对模拟结果有很大影响,台风“天鸽”过境时,向岸的风抑制了珠江冲淡水排出,促进外海水涌入,提高海表盐度,降低叶绿素浓度。而台风所致的陆地降水在过境后四天(8月27日)通过径流输出至河口,此次剧烈的增水向珠江口输入大量的营养盐,促进浮游植物持续生长,使叶绿素浓度在台风过境两周(9月1日)后仍在增加。研究所构建的集成模拟系统可适于其它受河口面源污染影响的海湾及近海系统。为未来实现赤潮、缺氧等生态灾害预报提供可能性。