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文章编号:100223682(2004)0120013208闽江河口地区河道演变及其影响因素分析周建军,陈 刚,胡 成,陈华丽(中国地质大学环境学院,湖北武汉430074)摘要:比之传统的调查方法,利用遥感技术进行岸线解译具有范围大、多时段、省时、省力以及快速等优点。
根据多时相TM 遥感数据,对闽江河口地区岸线进行解译,结合20世纪60年代地形图和2001年海图,分析了河口地区河道演变情况。
对河流岸线和浅滩变化进行对比分析,发现闽江口南部水道多呈淤积状态,北边水道则为弱侵蚀型岸线;南部水下浅滩有新发育,原有的浅滩面积有很大的扩展,北边水道变化较小;文章最后对河道演变的影响因素进行了初步的探讨。
关键词:闽江;遥感;河道演变;影响因素中图分类号:TV 148 文献标识码:A 闽江是福建省最大的河流,闽江河口为山溪性强潮河口,水动力条件复杂,水下地形变化多样,泥沙堆积作用强烈,汊道甚多,径流经梅花水道、川石水道、乌渚水道和熨图1 闽江口形势图斗水道入海,水流悬沙含量很高,浅滩发育,对福州泄洪、排涝、以及福州的经济建设和规划以及福州港的通航等带来很大不利影响,因此,对闽江口进行开发整治研究势在必行。
近年来一些学者结合闽江航道整治工程,对闽江河口的沉积地貌特征、水文泥沙特征与拦门沙成因、盐淡水混合以及闽江口沉积结构与沉积作用[1]等进行了研究,但很少研究闽江口的岸线变迁。
由于海岸线变化速度快,难以用传统、常规的调查方法对其进行及时、充分的监测与研究。
应用多时相、多精度的卫星遥感数据监收稿日期:2003209226基金项目:国土资源部科学基金项目——福建沿海及重要经济区生态环境地质调查([2003]07204)作者简介:周建军(19772),女,硕士研究生,主要从事环境地质及其遥感应用研究。
(责任编辑:杜素兰)第23卷第1期海 岸 工 程2004年3月测海岸线的变化已有许多成功的先例[2～4],本文利用1986年和2001年遥感图像并结合20世纪60年代地形图以及2001年海图研究了闽江口岸线变迁,为闽江口治理开发规划与工程实施、滩涂资源合理开发、航道开发与治理等提供新的科学依据。
基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政【摘要】Based on a finite-volume coastal ocean model (FVCOM) , adopting an unstructured triangle grid, a three-dimensional tide and tidal current numerical modeling with high resolution (26 m) is applied to Quanzhou Bay. The simulated results agree well with the observed data from two tide-gauges and three continuing current stations , and reproduce the distribution features of the tide and tidal currents in the Quanzhou Bay famously. The distributions of co-tidal charts and tidal ellipses on the surface layer for four major constituents (M2 , S2, K1 ,O1) are obtained. What's more, the distributions of the maximum probable tidal range and tidal currents velocity and tidal residual currents on the surface and bottom layers are obtained, too. By analyzing, the maximum tidal amplitude and phase-lag range for the four constituents are 219 cm and 19°,85 cm and 25°,26 cm and 12°,26 cm and 9°, respectively. The tidal wave is anti-clockwise standing wave in the east area of Shihu Port, but it is advancing wave in the west area of Shihu Port. The maximum probable tidal range increases from 8. 0 m at the mouth of the bay to 8.8 m inside of the bay. The type of tidal currents is regular semi-diurnal currents inside of the bay, and the maximum velocity of ebbing is larger than flooding. The velocity in the channel of Beiwujiao is stronger than any other area, and the maximum probable tidal-current velocity is 2. 4 m/s on the surface layer. The flow is rotating with anti-clockwise mainly at the mouth of thebay, while rectilinear flow is mainly inside of the bay, such as estuaries and channels. And the directions of major axes are along with channels direction mainly, or paralleling with isobaths and coastlines. The maximum tidal current velocities for the four major constituents are 1. 4 m/s,0. 58m/s, 0. 12 m/s,0. 10 m/s on the surface layer, respectively. Tidal residual currents velocity is closely related to tidal currents, the maximum velocities on the surface layer, the middle layer and the bottom layer are 26 cm/s, 20 cm/ s, 16 cm/s, respectively. All of them are coming into the bay from north and going out of the bay from south.%基于FVCOM海洋数值模式,采用非结构的三角形网格和有限体积法,建立了泉州湾海域高分辨率(26 m)的三维潮汐、潮流数值模型.模拟结果同2个验潮站和3个连续测流站的观测资料符合良好,较好地反映了泉州湾内潮汐、潮流运动的变化状况和分布特征,给出了M2、S2、K1、O14个主要分潮的同潮图、表层潮流椭圆分布,以及模拟区域内最大可能潮差、表层最大可能潮流流速和潮余流分布.分析表明,4个分潮的最大潮汐振幅和迟角差分别为219 cm和19°,85 cm和25°,26 cm和12°,26 cm和9°；石湖港以东海域的潮波为逆时针旋转的驻波,以西海域为前进波；最大可能潮差由湾口的8.0m向湾内增加至8.8m.湾内潮流类型为规则半日潮流,落潮最大流速大于涨潮最大流速,北乌礁水道为强流区,表层最大可能潮流流速为2.4 m/s;湾口潮流运动以逆时针方向的旋转流形式为主,湾内的潮流运动以往复流形式为主,长轴走向主要沿着水道方向,与等深线和海岸线平行；四个分潮流表层最大流速分别为1.4 m/s,0.58m/s,0.12 m/s,0.10 m/s.余流流速大小与潮流强弱有密切的联系,表、中、底层最大余流流速分别为26 cm/s,20 cm/s,16 cm/s,三者在水平方向基本呈北进南出的分布形态.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】10页(P15-24)【关键词】泉州湾;潮汐;潮流;FVCOM;潮余流【作者】林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政【作者单位】泉州市环境监测站,福建泉州362000;国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081;中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛266100;国家海洋局海洋减灾中心,北京100194【正文语种】中文【中图分类】P731.231 引言泉州湾地处福建省东南沿海，台湾海峡西侧沿岸的中部，海域总面积211.24 km2，包括围垦面积45.70 k m2，滩涂面积84.84 k m2；海岸线总长229.61 km［1］。
闽江感潮河段潮汐-洪水相互作用数值模拟傅赐福;董剑希;刘秋兴;于福江【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2015(037)007【摘要】本文分析了闽江感潮河段洪水、潮汐特征,利用高精度GIS数据建立了基于非结构三角网的高分辨率洪—潮耦合模型,在闽江口重点区域的网格分辨率达到50～100m.选取竹岐断面作为径流边界并基于“2006.6.6”洪水过程设计了3组数值实验,模拟结果表明:相比于只考虑洪水或者潮汐,在耦合洪水和潮汐后,各代表站的模拟值与实测值更为吻合;在30年一遇洪水的作用下,闽江感潮河段各断面的原有潮汐特征都不同程度地被洪水信号所影响,其中,文山里和解放大桥站表现出明显的洪水特征,而峡南、白岩潭和琯头站则表现出洪、潮混合特征;从峡南到琯头对应河段在高潮时段流速减小而低潮时段则流速增大,说明该河段存在很明显的洪-潮相互作用.【总页数】7页(P15-21)【作者】傅赐福;董剑希;刘秋兴;于福江【作者单位】国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P731.23【相关文献】1.感潮河段洪水位动力数值预报方法在闽江下游的应用 [J], 郭大源;彭吉辽2.闽江下游河道洪水运动的数值模拟 [J], 陈兴伟3.长江下游感潮河段大洪水和特大洪水的形成及趋势 [J], 芮孝芳4.潮汐河口动床洪水的数值模拟 [J], 黄赛花;孙志林;祝丽丽5.福州盆地内闽江洪水和潮汐作用的关系 [J], 余泽忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
福建闽江口和九龙江口外线状沉积沙体特征许艳;蔡锋;卢惠泉;吴承强;郑勇玲;鲍晶晶【摘要】福建沿海强潮河口闽江口和九龙江口外均发育有一定规模的线状沉积沙体，通过多波束调查采集数据和浅剖、沉积物资料的分析，对此类沙体特征进行研究，初步认为其为潮流沙脊。
结果表明：在平面分布上，闽江口外潮流沙脊走向近SW-NE向，沙脊局部连片；九龙江口外沙脊走向近 ENE-WSW向，沙脊末端有分叉现象。
分析现代海洋环境作用并结合沙脊规模、水深和河口相对关系的研究显示，沙脊主体规模基本稳定，现代水动力仅对沙脊表面有改造作用。
在潮流、波浪和近岸余流的共同作用下沙脊脊顶部略显平滑，两翼坡度较缓，其沉积物组成以粒度较粗的古河口砂质浅滩砂为主，沉积主体为全新世海平面上升时期，近岸河口环境的古水下三角洲遭受潮流侵蚀而成。
%A certain scale of linear submarine sands which are referred to as tidal sand ridges occurs off the Minjiang Estuary and the Jiulongjiang Estuary in Fujian .Based on the survey data by multi-beam acoustic sounding ,sub-bottom profile as well as sediment grain sizes analysis ,we studied the features of the tidal sand ridges .The results show that the sand ridges off the Minjiang Estuary are oriented NE -SW ,and some of them are connected .The sand ridges off the Jiulongjiang Estuary are oriented ENE -WSW ,and some appear to diverge on the end .Accord-ing to the analysis of marine hydrodynamic environment affects ,and the relation among the ridges scale ,depth and relative distance to the estuary ,the main body of the sand ridges is basically steady .They have been reformed by the recent hydrodynamics as evidenced by similar sand waves on both sides of flanks .The interaction byrecent tid-al current ,wave and residual current leads to a relatively smooth surface on top and both flanks of the sand ridges . It's indicated that the tidal sands primarily originated from estuarine coarse sandy shoals on the paleo-channel sys-tem and were subsequently modified into the linear forms during the period of Holocene transgression when sea-level rise w as decelerated .【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】10页(P142-151)【关键词】潮流沙脊;地貌特征;闽江口外;九龙江口外【作者】许艳;蔡锋;卢惠泉;吴承强;郑勇玲;鲍晶晶【作者单位】国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005; 国家海洋局海岛研究中心，福建平潭350400;国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005;国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】TV1481 引言全新世海侵时期，欧洲北海、美国、中国沿海等陆架受潮流作用，广泛发育了各种类型的潮成地貌［1—3］，具体表现为沙脊、沙席、浅滩、沙波和冲刷槽等形态。
闽江口台风风暴增水预报的研究的开题报告【开题报告】题目：闽江口台风风暴增水预报的研究一、研究背景闽江口地区为福建省沿海经济带的前沿，因其地理位置的特殊性，常常受到台风、暴雨、潮汐等恶劣气候的影响。
其中，台风增水是一种广泛存在的自然灾害，不仅会对人身及财产安全造成威胁，同时也对城市交通、供水、排水、电力等基础设施带来难以预料的破坏。
目前，针对台风增水预报的研究已经取得了不少进展，而在闽江口地区的时空分辨率下进行增水预报的研究则还比较缺乏。
因此，本研究旨在对闽江口地区的台风增水进行准确性及时性预报的探究研究。
二、研究内容本研究的主要研究内容如下：1. 对现有的台风增水预报方法进行调研分析，了解其实现方式及优缺点。
2. 分析闽江口地区的海、陆、气等要素数据，制定合适的数值模型，基于此模型建立台风增水预报模型。
3. 通过实测观测数据对预报模型进行评估和校正，提高预报模型的可靠性和准确性。
4. 针对不同台风场景下的增水进行分析和预测，制定相应应对措施，为应急管理提供可靠的预报依据。
三、研究意义本研究旨在探究闽江口地区的台风增水预报，并对其进行优化研究，对于改善区域气象灾害的防御能力、保障人们生命财产安全具有重要的现实意义。
此外，本研究还将为相关部门提供针对台风增水的科学化决策支持，也为台风增水预报及其应对资源合理配置提供参考。
四、研究方案本研究主要的研究方案包括调研分析、基础数据分析、模型建立、模型评估及校正、台风场景下增水分析和预报、实用预报方案的建立等环节。
五、预期成果本研究的预期成果为，在闽江口地区建立科学准确的台风增水预报模型，并制定实用预报方案，为区域台风增水防御提供科学可靠的预报依据。
同时，本研究也将在理论和实践上拓展台风增水预报的领域。
北京大学学报(自然科学版) 第59卷 第4期 2023年7月Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 59, No. 4 (July 2023)doi: 10.13209/j.0479-8023.2022.107闽江感潮河段2018—2020年枯水期DOM图谱及特征参数影响林来昌1谢蓉蓉1,2,3吴如林1李家兵1,2,3,†1.福建师范大学环境科学与资源学院、碳中和现代产业学院, 福州 350007;2.福建师范大学数字福建环境监测物联网实验室, 福州 350007; 3.福建师范大学福建省污染控制与资源循环利用重点实验室, 福州 350007;†通信作者,E-mail:******************.cn摘要选取闽江感潮河段, 进行2018—2020年连续3年枯水期溶解性有机物(DOM)监测实验, 获取不同河段涨落潮DOM的三维荧光图谱, 并对DOM荧光特征参数进行相关性和主成分分析(PCA), 得到如下结果。
1)研究区域三年枯水期的DOM由人为源腐植酸C1(Ex/Em=220~240nm / 330~370nm)､陆地源腐殖质C2 (Ex/Em=220~240 nm/405~445nm)及游离氨基酸与蛋白质结合类物质C3(Ex/Em=255~285 nm/310~360nm)组成。
上游河流段DOM受水库调度和人为输入影响, 中游河流段DOM与组分性质和内外源输入有关, 下游河口段DOM则表现为外海稀释和污染阻滞两种作用特点。
C1为研究区域的特征污染物。
2)荧光特征参数FI, BIX和Fn(355)呈现逐年下降的趋势, HIX指数先降低后升高; 沿水流方向, FI和HIX呈上升趋势, BIX和Fn (355)呈下降趋势, 越接近河口水体, 外源性和自生源特征越明显。
3)相关性分析发现, 研究区域DOM荧光特征参数可能受到盐度和溶解氧(DO)的影响, 当下泄流量较大时, 溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)也有较大的影响; PCA结果显示, 2020年研究区域DOM荧光特征参数组成与2018和2019年有较大的差异, 可能与2020年下泄流量较高有关。
第31卷第12期2011年12月环境科学学报Acta Scientiae CircumstantiaeVol．31，No．12Dec．，2011基金项目：国家自然科学基金项目（No．41071148，40671174）；福建省科技厅重点项目（No．2010Y0019）Supported by the National Natural Science Foundation of China （No．41071148，40671174）and the Key Foundation of Science and Technology Department of Fujian Province （No．2010Y0019）作者简介：仝川（1964—），男，教授（博士）；*通讯作者（责任作者），E-mail ：tongch@fjnu．edu．cn Biography ：TONG Chuan （1964—），male ，professor （Ph．D．）；*Corresponding author ，E-mail ：tongch@fjnu．edu．cn仝川，鄂焱，廖稷，等．2011．闽江河口潮汐沼泽湿地CO 2排放通量特征［J ］．环境科学学报，31（12）：2830-2840Tong C ，E Y ，Liao J ，et al ．2011．Carbon dioxide emission from tidal marshes in the Min River Estuary ［J ］．Acta Scientiae Circumstantiae ，31（12）：2830-2840闽江河口潮汐沼泽湿地CO 2排放通量特征仝川*，鄂焱，廖稷，姚顺，王维奇，黄佳芳，张林海，杨红玉，曾从盛湿润亚热带生态-地理过程省部共建教育部重点实验室，福建师范大学亚热带湿地研究中心，福建师范大学地理科学学院，福州350007收稿日期：2011-02-06修回日期：2011-04-11录用日期：2011-04-13摘要：以闽江河口区面积最大的鳝鱼滩湿地分布的3种植物沼泽湿地：土著种咸草（Cyperus malaccensis Lam．var．brevifolius Bocklr．）沼泽湿地、芦苇（Phragmites australis ）沼泽湿地及外来入侵种互花米草（Spartina alterniflora Loisel．）沼泽湿地为研究对象，于2009年1月到12月利用静态箱－气相色谱仪法测定了涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个阶段沼泽湿地排向大气环境的CO 2通量（生态系统呼吸量）．结果表明，芦苇沼泽湿地3个阶段CO 2排放通量月平均值均最高，分别为（563．7ʃ119．8）、（230．3ʃ54．2）和（506．2ʃ83．8）mg ·m －2·h －1；3种植物沼泽湿地在涨落潮过程直接排向大气环境的CO 2通量显著低于涨潮前和落潮后2个阶段（p ＜0．05），涨潮前和落潮后CO 2排放通量无显著差异（p ＞0．05），潮水水淹显著减少了河口潮汐沼泽湿地直接排向大气环境的CO 2通量．芦苇和咸草沼泽湿地CO 2排放通量与大气温度和土壤温度（10cm 深度）均具有显著的正线性关系．关键词：CO 2排放通量；潮汐沼泽湿地；互花米草；芦苇；咸草；闽江河口文章编号：0253-2468（2011）12-2830-11中图分类号：X171文献标识码：ACarbon dioxide emission from tidal marshes in the Min River EstuaryTONG Chuan *，E Yan ，LIAO Ji ，YAO Shun ，WANG Weiqi ，HUANG Jiafang ，ZHANG Linhai ，YANG Hongyu ，ZENG CongshengResearch Centre of Wetlands in Sub －tropical Regions ，Key Laboratory of Humid Sub-tropical Eco-geographical Process of Ministry of Education ，School of Geographical Sciences ，Fujian Normal University ，Fuzhou 350007Received 6February 2011；received in revised form 11April 2011；accepted 13April 2011Abstract ：CO 2emission to the atmosphere and its seasonal variation in 2009were studied using an enclosed static chamber technique from three tidal marshes dominated respectively by two native species of Cyperus malaccensis var ．bervifolius and Phragmites australis （common reed ），and an alien invasive species of Spartina alterniflora in the Shanyutan Wetland in the Min River Estuary ，southeast China．Measurements were taken during three tidal stages （exposed-before flood ，submerged-flooding and ebbing process ，and exposed-after ebb ）．There were considerable monthly variations with greater CO 2emissions before flood in some months ，whereas at other months greater CO 2emission after ebb．The monthly averaged CO 2emissions during threetidal stages from the P．australis stand were highest ，which were （563．7ʃ119．8），（230．3ʃ54．2）and （506．2ʃ83．8）mg ·m －2·h －1，respectively．Tidal inundation had an obvious affect on CO 2emission．CO 2emissions from these three plant stands were all significantly lower during the period of tidal inundation （submerged-flooding and ebbing process ）than that at the exposed-stage （before flood and after ebb ）（p ＜0．05）．However ，there was no significant difference on CO 2emissions observed between before flood stage and after ebb stage．CO 2emissions from the P．australis stand and the C．malaccensis stand had a significant positive correlation with soil and air temperature．Keywords ：CO 2emission ；tide marsh ；Phragmites australis ；Cyperus malaccensis Lam．var．brevifolius Bocklr ；Spartina alterniflora ；Min River Estuary1引言（Introduction ）河口潮汐沼泽湿地是全球天然湿地的重要组成部分，是世界上生产力较大的植物群落类型之一．在排放大量甲烷（CH 4）的同时，潮汐沼泽湿地也排放着大量的二氧化碳（CO 2）．国际上关于天然湿12期仝川等：闽江河口潮汐沼泽湿地CO2排放通量特征地碳平衡及天然湿地CO2排放通量的研究较多地聚焦在面积较大的泥炭湿地及湖泊湿地（Moore et al．，1989；Freeman et al．，1993；Casper et al．，2000），同时，对于众多面积相对较小、零散分布的河口潮汐湿地也给予了一定的关注（Smith et al．，1983；Heilmand et al．，1999；Magenheimer et al．，1996）．但是，目前还未见有关河口潮汐沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个不同阶段的CO2排放通量数据．国内针对天然湿地CO2排放通量的研究主要集中在东北三江平原（宋长春等，2003；2004；于君宝等，2009；Song et al．，2009）．我国大陆海岸线长达18000km，具有众多的河口、海湾和海岸湿地类型（沈焕庭等，1999），但是，关于河口湿地CO2排放通量的数据仅见对于长江口崇明东滩湿地的报道（杨红霞等，2006）．闽江河口是中国东南沿海具有重要代表性的开放型河口之一，鳝鱼滩湿地是闽江河口区面积最大的湿地，主要的优势植物为短叶茳芏（又称咸草）（Cyperus malaccensis Lam．var．brevifolius Bocklr．）、芦苇（Phragmites australis）和藨草（Scirpus triqueter）．2002年，外来植物互花米草（Spartina alterniflora Loisel．）开始迅速入侵并不断扩大分布面积．因此，本研究以鳝鱼滩湿地中偏西部的中高潮滩过渡带为研究区，开展芦苇、咸草和互花米草沼泽湿地CO2排放通量研究．通过测定2009年每月3种植物沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个阶段的CO2排放通量、潮水中溶解性CO2浓度及主要环境因子，揭示我国东南沿海主要优势沼泽植物湿地CO2排放通量的特征及主要环境影响因子，以期为全球潮汐沼泽湿地CO2排放通量清单的编制提供我国东南沿海河口湿地的基础数据．2材料与方法（Materials and methods）2．1研究区域和样点鳝鱼滩湿地（119ʎ34'12ᵡ 119ʎ40'40ᵡE，26ʎ00' 36ᵡ 26ʎ03'42ᵡN）位于闽江入海口区，面积3120 hm2，闽江河口区气候暖热湿润，年均降水日数153 d，年平均降水量1346mm，降水多发生在3—9月（郑彩红等，2006）．潮汐属典型的半日潮，水源包括天然降水、河水和潮水．研究样点位于鳝鱼滩湿地中偏西部五门闸附近的中高潮滩过渡地段（119ʎ37' 31ᵡE，26ʎ01'46ᵡN），该地段斑块状分布着咸草沼泽湿地、芦苇沼泽湿地及互花米草入侵斑块，3种植物沼泽湿地群落结构简单，均为单一种群落．研究样地咸草沼泽湿地一般3月初进入生长期，6—9月为生长旺盛期，7—8月植株最高（1．4 1．5m），2007年地上生物量最高值为（1062．4ʃ129．6）g·m－2；芦苇植株在7—8月最高，为1．6 1．8m，地上生物量同样在夏季达到最高值（1524．8ʃ78．9）g·m－2；互花米草株高同样在7、8月达到最大，最高可达2m，地上生物量9月份才达到峰值（3037．2ʃ248．8）g·m－2．选取一个环境条件均匀一致的地段，并随机选取彼此相邻的咸草、芦苇和互花米草3个湿地斑块分别作为CO2气体采样样地，3个样地边界明显．各样地土壤有机碳含量见表1．研究样地从涨潮开始至落潮结束平均水淹时间约为3．5 4．0h，而非涨落潮阶段地表出露．12月份样地土壤孔隙水（0 10cm和10 30cm）中SO42$浓度分别为250和395mg·L－1，潮水中SO42$浓度为714mg·L－1（仝川等，2009）．表13个样地土壤总有机碳含量（平均值ʃ标准差，n=3）Table1Soil TOC contents under three plant stands（MeanʃSE，n=3）采样深度/cmTOC/（g·kg－1）互花米草样地芦苇样地咸草样地0 1019．48ʃ0．9820．93ʃ1．2719．21ʃ0．6410 2018．45ʃ1．2521．89ʃ1．6618．13ʃ0．7420 3018．56ʃ1．7522．89ʃ2．3319．36ʃ0．7730 4019．69ʃ1．0722．09ʃ2．6620．71ʃ0．8240 5020．32ʃ0．8322．51ʃ2．1021．16ʃ0．54 2．2气样采集气体取样采用静态箱法．底座为不锈钢材料，长、宽和高分别为50、50和30cm，底座在整个观测期固定埋设在采样点，露出地面约5cm．由于互花米草和芦苇植株高度均大于1．5m，故静态箱体由中箱和顶箱2部分组成，材料为PVC板（Magenheimer et al．，1996；Upderaff et al．，2001；齐玉春等，2005），中箱和顶箱的长、宽、高分别为50、50、120cm和50、50、50cm．底座和中箱的最上端均有凹槽．在顶箱上部安装1个小风扇混合箱内气体．在研究样地搭设木质栈桥以便在取样时最大程度地减少干扰．每种植物样地各设置3个静态箱重复．在涨潮前、涨落潮过程和退潮后3个不同潮汐阶段采集气样．测定日期为2009年1—12月（2月份未采样），每月阴历初三或初四（均为中潮日）取样，以便在白天有充足时间分别抽取3个潮汐阶段1382环境科学学报31卷的气样，同时保证在涨潮过程中最高潮水水位不超过箱高．各取样日样地的最高潮水水位变化范围为40 120cm．取样日约10：00开始涨潮，采样时间均为9：00—16：00，对于涨潮前和落潮后，分别在开始涨潮前1h和完全落潮后1h分别开始相应的第1次抽气取样，顶箱扣上后立刻用100mL带有三通阀的注射器抽取箱内气体，然后每隔30min后采集1次，共抽气3次，1次采样量为100mL，整个采样过程中不断地向底座和中箱顶部的凹槽中加水以保证静态箱的气密性．对于涨落潮过程，在涨潮开始30min扣上顶箱并立刻用注射器抽取箱内气体，然后每隔60min采集1次，共抽气3次，1次采样量为100mL，气样带回实验室立刻分析测定．2．3静态箱内水样采样每月气体采样过程中，同步采集静态箱内的水样．涨潮开始后约30min，在扣上静态箱顶箱前用注射器第1次抽取静态箱内水面下10cm处水样，并立刻注入到18mL真空玻璃瓶至1/2容积，在最后1次采集完气样（这时已处于落潮过程）后，掀掉顶箱立刻再一次抽取水面下10cm处水样，水样带回实验室分析测定．2．4样品分析CO2气体浓度采用Shimadzu GC－2010气相色谱仪测定．测定检测器为FID（离子火焰化检测器），载气为氮气，流速50mL·min－1；氢气为燃气，流速为20mL·min－1；空气为助燃气，流速为400mL·min－1，检测器温度为200ħ，分离柱温度为45ħ．用南京特种气体厂生产的体积分数为366ˑ10－6、730．5ˑ10－6和1095ˑ10－6的CO2标准气体校正仪器．水样中的CO2气体浓度测定前用KQ-500B型超声波清洗器在240r·min－1下振荡1h，将溶解在水样中的CO2气体排出（Ding et al．，2003；杨文燕等，2006），静置5min后用1mL注射器抽取气样并用Shimadzu GC-2010气相色谱仪测定．2．5CO2排放通量估算3个不同潮汐阶沼泽湿地排向大气环境的CO2通量计算公式（王德宣等，2003）为：F=MV·d cd t·H·273273+()T（1）式中，F为CO2排放通量（mg·m－2·h－1），M为CO2摩尔质量（g·mol－1），V为标准状态下的气体摩尔体积（22．4L·mol－1），d c/d t为静态箱内CO2浓度变化率，T为静态箱内温度（ħ），H为静态箱内气体部分高度（涨潮前和落潮后为170cm，即中箱高度+顶箱高度）．实验观察到涨落潮过程中静态箱内水体有明显的横向涌动现象，基本可以推断静态箱内的水多数是靠压力通过底座的凹槽涌入的潮水（虽然有中箱扣在底座的凹槽中），可能也有一小部分是由于潮汐作用将土壤（沉积物）孔隙水通过沉积物-水界面挤压入静态箱内．同时，实验观测到在整个涨落潮过程中静态箱内水体水位与箱外潮水水位基本保持一致．由于样点中潮日的最高潮水位低于箱体高度，故在涨落潮过程中静态箱内始终保持一定体积的空气．本研究以涨落潮过程中3次抽气时测定的箱外潮水水位的平均值近似地作为涨落潮过程中静态箱内水体的平均高度值H water（cm），则涨落潮过程中静态箱内上部气体的高度为（170-Hwater）cm，并以此近似表征涨落潮过程中静态箱内上部气体部分的高度．静态箱内CO2含量变化率通过对每次采集的3个气样CO2含量测定值进行线性回归分析获得，测量的浓度数据只有在R2＞0．9时才视为有效数据（Hirota et al．，2004）．2．6水样中CO2浓度的计算水样中溶解性CO2浓度计算公式（Ding et al．，2003）为：C=Ch·Vh22．3·Vp（2）式中，C为水样中溶解性CO2浓度（μmol·L－1），C h为小瓶上部空间CO2浓度（μL·L－1），V h为小瓶上部空间体积（mL），V p为小瓶里水样体积（mL）．2．7环境因子测定3种植物样地开始涨潮前1h和完全落潮后1h 土壤表层（10cm深度）的温度、土壤氧化还原电位（Eh）、pH值和盐度（这里以土壤电导率表征）（Tamn et al．，1998）分别采用IQ150便携式pH/氧化还原电位/温度计（IQ Scientific Instruments，USA）和2265FS便携式电导盐分计（SpectrumTechnologies Inc，USA）原位同步测定，气温采用便携式气象仪（Kestrel-3500，USA）测定．2．8数据处理同一潮汐阶段3种植物沼泽湿地之间，以及同一种植物沼泽湿地不同潮汐阶段之间的CO2排放通量的差异性检验采用SPSS13．0软件中的重复测量方差分析（Repeated measures ANOVA）进行统计分析，CO2排放通量和环境影响因子间相关关系使用238212期仝川等：闽江河口潮汐沼泽湿地CO 2排放通量特征SPSS13．0中Pearson 相关分析进行统计分析．3结果（Results ）3．1潮汐沼泽湿地CO 2排放通量图1潮汐沼泽湿地CO 2排放通量月动态Fig．1Monthly variations of CO 2emissions from three plant marshes3种植物沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个不同潮汐阶段CO 2排放通量均具有明显的季节变化（图1），一般呈现为在温度高的月份（5—9月）出现CO 2排放通量的高峰期，在温度低的月份（1—3月）出现CO 2排放通量的低谷期．涨潮前阶段，芦苇、咸草和互花米草沼泽湿地CO 2排放通量均在7月达到峰值，峰值分别为（1475．0ʃ386．1）、（776．8ʃ286．3）和（1012．5ʃ254．1）mg ·m －2·h －1；在落潮后阶段，3种植物沼泽湿地分别在7月、9月和5月达到CO 2排放通量峰值，分别为（1102．7ʃ547．7）、（1093．4ʃ362．3）和（1125．6ʃ238.1）mg ·m －2·h －1，但是，不论是在涨潮前还是落潮后，3种植物沼泽湿地在8月均出现一个CO 2排放通量的低值，原因尚不清楚；在涨落潮过程中，3种植物沼泽湿地CO 2排放通量明显下降，峰值分别仅为（519．7ʃ371．3）、（666．5ʃ364．2）和（205.6ʃ63.1）mg ·m －2·h －1，分别出现在9月、5月和5月．3种植物沼泽湿地涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个不同阶段CO 2排放通量月测定数据的平均值见图2．由图2可知，涨潮前阶段芦苇湿地CO 2排放通量显著高于其他2种植物湿地（p ＜0．05），而互花米草湿地和咸草湿地CO 2排放通量无显著性差异；落潮后阶段3种植物湿地CO 2排放通量无显著性差异；在涨落潮过程，芦苇湿地CO 2排放通量明显高于互花米草湿地（p ＜0．05），而与咸草湿地CO 2排放通量无显著差异，咸草湿地与互花米草湿地CO 2排放通量也无显著性差异．图23种植物沼泽湿地不同潮汐阶段的CO 2排放通量同平均值比较（n =33）Fig．2Comparison of averaged CO 2emissions （n =33）from three plant marshes in three tidal stages3．2静态箱内潮水CO 2浓度变化对于涨落潮过程中3种植物沼泽湿地，计算静态箱内潮水第2次取样和第1次取样测定的溶解性CO 2浓度的差值，得出其季节动态规律（图3）．对于多数静态箱，涨落潮过程中静态箱内潮水中溶解性CO 2浓度的差值为正值，可初步推测在涨落潮过程，3种植物沼泽湿地排放CO 2到潮水中，并造成潮水中溶解性CO 2浓度的增加．在温度高的5—9月份，潮水中溶解性CO 2浓度差值增加的幅度最大，其中，互花米草、芦苇和咸草沼泽湿地潮水中溶解性CO 2浓度差的最大值分别为656．6、607．8和213．5μmol·L －1，3种植物沼泽湿地所有测定月潮水中溶解性CO 2浓度差的平均值分别为103．3、106．2和21．5μmol ·L －1．3382环境科学学报31卷图33种植物沼泽湿地涨落潮过程静态箱内潮水溶解性CO 2浓度差的季节动态Fig．3Monthly variations the difference of dissolved CO 2concentrations in the flood water within the chambers in three plant marshes3．3潮水水淹对于沼泽湿地CO 2排放通量的影响3种植物沼泽湿地在涨潮前和落潮后2个阶段CO 2排放通量均显著高于涨落潮过程（p ＜0．05），其中，互花米草湿地涨潮前和落潮后2个潮汐阶段CO 2排放通量的平均值为涨落潮过程CO 2排放通量的6．2倍，芦苇湿地和咸草湿地分别2．3倍和2．7倍．但是，对于涨潮前和落潮后2个阶段，3种植物沼泽湿地CO 2排放通量均无显著性差异（表2）．潮水水淹显著地减少了河口潮汐沼泽湿地排向大气环境的CO 2通量，而退潮后至下一次涨潮之间的时段，沼泽湿地地表土壤出露（或有极少量积水），湿地排向大气环境的CO 2通量明显增加．表23个不同潮汐阶段沼泽湿地CO 2排放通量的比较Table 2Variations of CO 2emission from the three marsh stands during different tidal stages 植物种类CO 2排放通量/（mg ·m －2·h －1）涨潮前涨落潮过程落潮后互花米草377．7ʃ64．8a60．4ʃ19．8b376．3ʃ73．1a芦苇620．5ʃ98．7a 256．0ʃ58．3b 542．6ʃ86．4a 咸草373．4ʃ65．7a161．5ʃ51．6b493．3ʃ79．3a注：同行不同母表示不同潮汐阶段间CO 2排放通量差异显著（p ＜0．05），由Repeated measures ANOVA 进行检验，表中数值为11个月测定数据的平均值ʃ标准误差（n =33）．3．4其他环境因子对于CO 2排放通量的影响互花米草、芦苇和咸草沼泽湿地表层土壤（10cm 深度）的pH 、E h 和盐度（以电导率表示）的变化范围分别为4．7 7．7、－40．5 119．1mV 和2．1 7．1mS ·cm －1，其中，涨潮前pH 值稍低于落潮后，而E h 值涨潮前一般高于落潮后，盐度在涨潮前和落潮后十分接近．3种植物沼泽湿地CO 2排放通量与气温和土壤温度的拟合关系很差，图4为3种植物沼泽湿地无潮水覆盖阶段（涨潮前和落潮后阶段）CO 2排放通量与气温和土壤温度的关系．芦苇和咸草沼泽湿地CO 2排放通量与气温为弱、但统计上显著的正线性回归关系（芦苇：R 2=0．14，n =22，p =0.041；咸草：R 2=0．28，n =22，p =0．005），与土壤温度也具有同样的关系（芦苇：R 2=0．12，n =22，p =0．056；咸草：R 2=0．23，n =22，p =0．011）．互花米草沼泽湿地CO 2排放通量与气温和土壤温度无显著线性回归关系（p ＞0．05）．对于互花米草湿地，土壤和气温温度只能解释其无潮水水淹阶段CO 2排放通量变化的不足4%，对于芦苇和咸草湿地，土壤温度可解释其无潮水水淹阶段CO 2排放通量变化的12%和23%，气温可解释14%和28%．表3为3种植物沼泽湿地CO 2排放通量与土壤pH 、E h 和盐度的线性相关分析结果．由表3可知，3种植物沼泽湿地CO 2排放通量在涨潮前和落潮后2个阶段多与pH 值和盐度无相关关系（p ＞0．05），只有咸草湿地CO 2排放通量在落潮后阶段与土壤盐度和pH 值呈显著负相关关系（p ＜0．05）．从表3中相关系数的大小可以看出，对于河口潮汐沼泽湿地，土壤盐度值是影响其CO 2排放通量的一个特殊环境因子，落潮后阶段咸草湿地土壤盐度可以解释其CO 2排放通量变化的52．7%以上．本研究中3种植物沼泽湿地CO 2排放通量在涨潮前和落潮后2个阶段与10cm 深度处土壤E h 均无相关关系（p ＞0.05）．438212期仝川等：闽江河口潮汐沼泽湿地CO 2排放通量特征图4沼泽湿地涨潮前和落潮后CO 2排放通量与土壤温度和大气温度的关系（a．互花米草，b．芦苇，c．咸草）Fig．4Relationship between CO 2emission from three plant marshes with soil and air temperature in exposed-stage （before flood and after ebb ）（a．S．alterniflora ，b．P ．australis ，c．C．malaccensis ）表3E h 、pH 值和盐度与3种植物沼泽湿地CO 2排放通量的相关分析Table 3Correlation between CO 2emission and the soil E h ，pH and salinity of three plant marshes植物种类E h涨潮前涨潮后pH 涨潮前涨潮后盐度涨潮前涨潮后互花米草0．166－0．172－0．162－0．483－0．174－0．108芦苇0．0730．386－0．057－0．368－0．281－0．255咸草0．3170．302－0．265－0．548*－0．115－0．527*注：﹡p ＜0．05．4讨论（Discussion ）沼泽湿地CO 2排放通量即为沼泽湿地生态系统呼吸量，本研究测定的3种植物沼泽湿地CO 2排放通量应为湿地植物呼吸和土壤呼吸（土壤呼吸又应包括土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸和土壤有机质的矿化）的总量（宋长春等，2003；齐玉春等，2005）．在涨落潮水淹阶段，植物和土壤呼吸释放的CO 2可能会部分溶解在潮水中，然后部分扩散到大气环境，同时潮水中溶解的CO 2也会部分排放到大气环境中，因此，严格地讲本研究测定的河口沼泽湿地排向大气环境的CO 2通量还包括潮水中溶解性CO 2的释放量．表4为不同湿地生态系统CO 2排放通量，表中不同研究成果测定的时段并不一致，有的测定一整年，有的只测定生长季（或某几5382环境科学学报31卷个月），有的以年排放通量估算值作为研究结果报道，有的以每小时或每天的排放通量值作为结果报道．表4本研究与其他湿地CO2排放通量的比较Table4Comparison of this study with other studies地点湿地类型和优势植物研究时段CO2排放通量参考文献加拿大，Bay of Fundy 沼泽湿地，互花米草S．alterniflora、狐米草S．patens1993年7—9月208．3mg·m－2·h－1Magenheimer et al．，1996美国，Minnesota 泥炭湿地，泥炭藓Sphagnum、莎草科植物Cyperaceae1995—1997年约630mmol·m－2·d－1Upderaff et al．，2001荷兰，Horstermeer 泥炭草甸（peat meadow），绒毛草Holcuslanatus、大问荆Equisetum palustre2004—2006年666 887g·m－2·a－1Huissteden et al．，2007俄罗斯，Iksa River泥炭湿地，泥炭藓Sphagnum1999年5—9月112．4mg·m－2·h－1Golovatskaya et al．，2009中国，长江口海三棱藨草湿地Scirpus mariqueter2004．5—2005．5445mg·m－2·h－1杨红霞等，2006中国，青藏高原大通河谷高寒湿地，帕米尔苔草C．pam irensis、藏嵩草Kobresia tibetica2005年316．02g·m－2·a－1张法伟等，2008中国，若尔盖高原沼泽湿地高原沼泽湿地，木里苔草C．muliejsis、乌拉苔草C．meyeriana2003—2005年生长季203．22mg·m－2·h－1王德宣等，2008中国，三江平原泥炭湿地，毛果苔草Carex lasiocarpa 2005—2006年生长季513．55g·m－2·a－1Song et al．，2009中国，闽江口沼泽湿地，互花米草S．alterniflora2009年1—12月271．4mg·m－2·h－1本研究中国，闽江口沼泽湿地，咸草C．malaccensis2009年1—12月342．7mg·m－2·h－1本研究中国，闽江口沼泽湿地，芦苇P．australis2009年1—12月473．4mg·m－2·h－1本研究本研究只测定了白天3个不同潮汐阶段CO2排放通量．表4中绝大多数研究也只测定了白天的CO2排放通量（Magenheimer et al．，1996；Upderaff et al．，2001；Golovatskaya et al．，2009；Song et al．，2009）．静态箱法-气相色谱法是目前国际上广泛使用、经济可靠的温室气体排放通量测定方法（Wassmann et al．，1994；于贵瑞等，2006）．沼泽湿地和草原生态系统CO2排放通量测定时多采用暗箱法（Magenheimer et al．，1996；Upderaff et al．，2001；齐玉春等，2005；Song，et al，2009）．暗箱法能够较好地排除用明箱测定时植物光合作用对于CO2同化吸收的影响，同时也在一定程度上克服了箱内温度上升过快的缺陷（齐玉春等，2005）．从数据分析，闽江口沼泽湿地CO2排放通量要高于纬度偏北的泥炭湿地（包括位于俄罗斯和加拿大的泥炭湿地），与长江口中潮滩海三棱藨草湿地CO2排放通量接近．本研究中3种植物沼泽湿地均位于鳝鱼滩湿地中偏西部五门闸的中高潮滩过渡地段，土壤温度、土壤氧化还原电位、土壤盐度和土壤pH等环境因子的均质性强，CO2排放通量测定的结果是芦苇沼泽湿地高于咸草沼泽及互花米草沼泽湿地，形成原因还不清楚，芦苇沼泽湿地样地土壤有机碳含量稍高于其他2个湿地可能是其中原因之一（表1），由于没有同步测定研究样地的地上、地下生物量，故无法从生物量差异分析其对于3个沼泽湿地CO2排放通量的影响．从2007年研究样地地上生物量数据看，互花米草沼泽湿地最高，芦苇沼泽次之，但是，2009年研究样地的互花米草长势不好．增加测定年数、同步测定地上、地下生物量及分析测定控制土壤呼吸的微生物多样性和丰度是今后研究应注意的问题．Chang和Yang（2003）直接用每月1天的涨潮前和落潮后2个阶段的甲烷排放通量数据估算了台湾潮汐湿地甲烷年排放通量．本文也用每月1天的涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个阶段的CO2排放通量数据提出了1个近似估算闽江口潮汐湿地CO2年排放通量（g·m－2·a－1）的方法．闽江口潮汐为典型半日潮，白天和夜晚的2次涨落潮过程共约7h （3．5h+3．5h），并认为涨潮前和落潮后2个阶段均各为8．5h，则CO2日排放通量（g·m－2·d－1）计算公式为：638212期仝川等：闽江河口潮汐沼泽湿地CO2排放通量特征Fdaily =8．5ˑFbf+7．0ˑFfe+8．5ˑFae（3）式中，F daily为CO2日排放通量（g·m－2·d－1），F bf为涨潮前CO2排放通量（g·m－2·h－1），F fe为涨落潮过程中CO2排放通量（g·m－2·h－1），F ae为落潮后CO2排放通量（g·m－2·h－1）．因为取样日均为每月的中潮日，本文近似地认为测定日的CO2排放通量为月平均CO2排放通量，并以此估算CO2年排放通量．当然，在今后的研究中可增加测定次数（如每月对于大、中和小潮日均测定），并更准确地估算年排放通量，同时也可更好地反映月内温度变化对于CO2排放通量的影响．3种植物沼泽湿地排向大气环境的CO2年通量估算值见表5．由表5可知，互花米草、芦苇和咸草湿地年CO2排放通量依次为2171．0、3787．7和2777．6g·m－2·a－1，3种植物沼泽湿地在地表暴露阶段（无潮水水淹阶段）CO2年排放通量分别占年总CO2年排放通量的93．7%、85．1%和85．9%．表53种植物湿地CO2年排放通量估算值Table5Estimated annual CO2emission from three plant stands排放阶段CO2排放通量年估算值/（g·m－2·a－1）互花米草芦苇咸草无潮水水淹阶段（ES）2034．93221．92386．6涨落潮阶段（SS）136．2565．8391．0全部阶段（ES+SS）2171．03787．72777．6 F（ES）/（F（ES）+F（SS））93．7%85．1%85．9%注：表中通量值为3个重复的平均值．河口沼泽湿地具有较高的CO2排放通量的原因分析如下：湿地土壤除了具有一般生态系统土壤有机质矿化过程产生CO2的特点外，湿地土壤中电子受体的还原过程也伴随着CO2的产生．Van der Nat 和Middelburg（1998）得出三价铁的还原与CO2产生的比率是4ʒ1；对于盐沼湿地，Howarth（1984）发现硫酸盐还原过程伴随的CO2产生可占其土壤呼吸量的50% 90%．在电子受体含量丰富的条件下，CO2将成为湿地土壤主要的碳分解产物．当然，作为湿地土壤甲烷产生的主要途径之一的醋酸发酵途径也伴随着CO2的产生，其化学计量学比率是1ʒ1．对于河口海岸沼泽湿地可能存在的甲醇、二甲胺和三甲胺分解产甲烷途径也伴随着CO2的产生（Oremland et al．，1982）．此外，对于湿地生态系统，厌氧环境下土壤产生的CH4气体在由土壤向大气的传输过程中，特别是在通过有大量甲烷氧化菌栖息的土壤表层无氧-有氧界面时，一定量的CH4被氧化为CO2并排放到大气环境．以上诸多方面原因解释了河口沼泽湿地具有较大的CO2通量的成因，河口沼泽湿地不仅是CH4源，同时也排放着大量的CO2气体．测定河口沼泽湿地生态系统在涨落潮水淹过程中直接排向大气环境的CO2通量目前还无成熟和公认的测定方法．可应用于湖泊和水库水体温室气体排放通量的浮箱法较难应用于河口沼泽湿地，特别是对于彼此相邻、镶嵌状分布的沼泽湿地系统排向大气环境的CO2通量的测定．近年来，涡度相关技术发展迅速，已成为直接测定生态系统-大气界面CO2交换通量（净通量）的标准方法（于贵瑞等，2006）．Huissteden等（2007）和韩帅等（2009）应用涡度相关方法分别测定了泥炭湿地生态系统-大气界面CO2通量和河流湿地生态系统-大气界面CO2通量．本研究应用静态箱法在中潮日测定了河口沼泽湿地涨落潮水淹阶段直接排放到大气环境的CO2排放通量，由于在涨落潮过程中静态箱内潮水水位在发生变化，箱内气体的气压随之也发生变化并会对排放通量的计算结果产生一定的影响，这也是本研究应用静态箱法测定涨落潮水淹过程中直接排向大气环境的CO2排放通量的不足之处．此外，在涨落潮水淹过程中海水中原有的CO2也会向大气环境扩散，如何与沼泽湿地生态系统（土壤和植被）排放（或称呼吸）的CO2通量加以区分也是今后需要研究的科学问题．另一问题是气样采集时间间隔，齐玉春等（2005）在对内蒙古半干旱草原CO2排放通量测定时，采集一组气样的时间间隔是7min；Song 等（2009）在测定三江平原沼泽湿地CO2排放通量时，采集一组气样的时间间隔为10min；本研究中静态箱体积较大，一组气样的时间间隔设定为30min，由于取样时间间隔较长，可能会造成箱体内CO2浓度偏高，并发生一定的漏气及对湿地生态系统呼吸产生抑制作用．潮汐是一个影响河口湿地生物地球化学循环的重要因子，但是，目前还未见关于河口沼泽湿地不同潮汐阶段CO2排放通量的报道．本研究结果表明，3种植物沼泽湿地涨落潮过程（潮水水淹过程）CO2排放通量均显著小于涨潮前和落潮后（地表落出阶段）CO2排放通量．原因可能有以下几个方面，①在水淹阶段，从湿地土壤呼吸释放的CO2以及从被水淹没的植物体部分呼吸释放的CO2首先进入潮水并溶解，当然，部分溶解的CO2也会逐渐扩散进入到大气环境，但在时间上存在着一个滞后；②目前7382。
闽江口外潮流沙脊群特征与成因
卢惠泉;吴承强;许艳
【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》
【年(卷),期】2014(34)2
【摘要】中国沿海很多陆架受潮流水动力的控制,发育了沙脊、沙席和沙波(沙丘)等潮流沉积地貌。
闽江河口外首次发现有潮流沙脊群,沙脊群由数条大小不一呈SW—NE向的线状沙脊体组成,局部沙脊连片成为浅滩,相邻沙脊间为侵蚀沟槽,形成脊槽相间排列的地貌形态,沙脊东南翼较西北翼陡,表明沙脊有向东南方向迁移的趋势。
通过对沙脊群和闽江口水下三角洲地形地貌、沉积物以及潮流场环境特征的综合分析,认为闽江口外潮流沙脊群是以古闽江口三角洲物质为基础,在全新世海侵过程中,沙脊群区处于近岸河口湾环境下发育,并在现代水动力的作用下形成与潮流方向相吻合的地貌体。
【总页数】10页(P27-36)
【关键词】潮流沙脊;地形地貌;潮流;闽江口外
【作者】卢惠泉;吴承强;许艳
【作者单位】中国海洋大学海洋地球科学学院;国家海洋局第三海洋研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P736.2
【相关文献】
1.基于遥感地貌特征的潮流沙脊人工岛围堤选线方法--以辐射沙脊群东沙为例 [J], 葛小平;丁贤荣;康彦彦;高恒娟;王鑫浩
2.苏北Jiang港地区埋藏潮沙体的发现与现代辐射状潮流沙脊群的成因 [J], 陈报章
3.福建闽江口和九龙江口外线状沉积沙体特征 [J], 许艳;蔡锋;卢惠泉;吴承强;郑勇玲;鲍晶晶
4.闽江口外海域全新统地震地层学特征和沉积作用 [J], 刘阿成;张杰;唐建忠
5.苏北岸外辐射潮流沙脊群东沙浅滩沉积速率空间分布特征 [J], 蒋大亮;张凌华;张振克;陈影影;付跃鑫;施晓冬
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闽江口入海悬沙输运的数值模拟
汤军健;余兴光;陈坚;陈楚汉;李东义
【期刊名称】《应用海洋学学报》
【年(卷),期】2009(028)001
【摘要】闽江河口位于福建省东部,本文利用欧拉-拉格朗日差分方法模拟闽江口及附近海域在不同径流下的潮流场,并建立拉格朗日水质点跟踪方法近似模拟了悬沙在海域中的迁移过程.水质点运动轨迹计算结果表明,闽江口悬沙在外海主要向南方或东南方输运,其轨迹呈现螺旋线.在洪峰流量下,悬沙运移距离较远.
【总页数】6页(P90-95)
【作者】汤军健;余兴光;陈坚;陈楚汉;李东义
【作者单位】国家海洋局第三海洋研究所,福建,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建,厦门,361005;国家海洋局第三海洋研究所,福建,厦
门,361005
【正文语种】中文
【中图分类】P736.21+2
【相关文献】
1.一种有限体积悬沙输运模型在苏北辐射沙脊群海域的应用 [J], 孙大威;张鑫
2.青岛近海悬沙输运的三维数值模拟 [J], 韩树宗;林俊;张栋国;赵瑾
3.基于平面二维潮流模型的北仑河口悬沙输运与底床冲淤数值模拟 [J], 董德信;陈
波;李谊纯;陈宪云;张荣灿
4.河口物质和水体长期输运分离的理论分析和观测验证Ⅱ.长江口悬沙、盐度和水体长期输运分离的观测验证 [J], 张文静;朱首贤;丁平兴;沙文钰
5.金塘水道潮流—悬沙共谱密度函数与悬沙净输运机制 [J], 李炎
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闽江下游河道污染物变化过程的动态模拟
刘梅冰;陈兴伟
【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》
【年(卷),期】2006(001)004
【摘要】根据非恒定流运动的圣维南方程组,以及污染物浓度变化的一维带源项对流扩散方程,建立了闽江下游河道一维动态水动力水质模型,率定了糙率、纵向离散系数和污染物降解系数,验证了模型的合理性.计算结果表明,模型下边界定在梅花断面,为研究包括福州段在内的马尾(白岩潭)以上河段的水环境问题提供了适当的条件;河道来水污染负荷总量、流量和浓度条件对南、北港水质影响显著.
【总页数】7页(P41-47)
【作者】刘梅冰;陈兴伟
【作者单位】福建师范大学,地理科学学院,福州,350007;福建师范大学,地理科学学院,福州,350007
【正文语种】中文
【中图分类】X522
【相关文献】
1.水果气调贮藏中的温度、氧组分浓度变化过程的三维动态模拟及实验研究 [J], 胡浩
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3.闽江下游河道污染物变化过程的动态模拟 [J], 刘梅冰; 陈兴伟
4.基于分段-综合评价法的闽江下游河道健康评价 [J], 杨希; 陈兴伟; 方艺辉; 康辉
平; 李孝成; 邓海军; 林炳青
5.黄河下游河道平滩流量与造床流量的变化过程研究 [J], 陈建国;胡春宏;董占地;刘大滨
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闽江北支水道水文、泥沙特征分析
季杜鑫;潘伟然;张国荣
【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(046)002
【摘要】利用闽江口所设置5个定点连续观测站的流速、盐度、温度、浊度与悬沙资料以及同步观测的5个潮位观测站的潮位资料,分析闽江河口的水文特征和悬浮泥沙含量特征.研究表明,闽江口的水文特征有:涨潮历时短,退潮历时长,各潮位观测站的涨潮时刻由河口向感潮河段的上游依次推迟,落潮时刻由感潮河段的上游向河口依次推迟.温、盐分布情况受径流和潮流共同作用,径流对表层水体温度、盐度影响剧烈.在观测时间,观测区域内,温度变化范围在24.9～30.1℃,盐度变化范围在4.1～33.7.输沙量计算结果显示,在测量期间,壶江水道和熨斗水道落潮输沙量大于涨潮输沙量,河口输沙以河流输沙为主.
【总页数】4页(P217-220)
【作者】季杜鑫;潘伟然;张国荣
【作者单位】厦门大学海洋学系,福建,厦门,361005;厦门大学海洋学系,福建,厦门,361005;厦门大学海洋学系,福建,厦门,361005
【正文语种】中文
【中图分类】X83
【相关文献】
1.长江口北支河段水文泥沙特性初步分析 [J], 瞿玉芳
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3.珠江三角洲网河区一类典型联通汊河的航道水文泥沙特性分析——以劳龙虎水道为例 [J], 郁达;周作付;罗敬思
4.闽江口川石水道的水文泥沙特性及其内拦门沙成因分析 [J], 潘定安;谢裕龙
5.海南莺歌海海域水文泥沙环境与泥沙运动特征分析 [J], 于亮;郝刚
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闽江下游有潮区潮汐特性统计分析
林其东
【期刊名称】《应用海洋学学报》
【年(卷),期】1987(000)003
【摘要】无
【总页数】6页(P228-233)
【作者】林其东
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.斯里兰卡近岸风暴潮模拟中风暴潮-潮汐相互作用特征分析:一个个例研究 [J], R.K.K.A.S.N.KODITHUWAKKU;李毅能;彭世球;朱宇航;李少钿;Tilak P.D.GAMAGE;付莉莉
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3.基于潮汐逆模型技术对渤黄海正压M2分潮开边界条件的优化研究:Ⅱ.潮汐特征、潮汐动力学及潮余流 [J], 宋军;姚志刚;郭俊如;李静;高佳;董军兴
4.渤、黄、东海潮汐的相对导纳及N2,K2,P1和Q1分潮的经验同潮图 [J], 徐晓庆;方国洪;王新怡;魏泽勋;王永刚
5.闽江下游潮汐时空变化特征分析 [J], 温宛隽
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闽江河口三维潮流数值模拟及特性分析夏泽宇;蔡辉;谭亚【摘要】基于FVCOM (Finite-Volume Coastal Ocean Model)模型,建立了闽江河口区域精细化的三维潮流数值模型.对模型的海底摩阻系数的选取进行讨论,得出Koutitas公式更为合理的结论.采用该模型对闽江口的潮汐、潮流特征进行分析,得出以下结论:闽江外海潮波自东南至西北向近岸区域传播,水道内潮流有明显的往复流性质;熨斗岛北部和东部区域,潮流多以旋转流为主;闽江北支水道以落潮流为主,河口区域三维流场在侧向支流影响区域分层不明显.%Based on the FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model) model,a detailed 3D tidal current numerical model of Minjiang Estuary area is established.The selection of subsea drag coefficient is discussed,and the conclusion of Koutitas formula is more reasonable.The tidal and tidal current characteristics of Minjiang Estuary are analyzed by using this model.It is concluded that:Minjiang tidal wave spreads from the southeast to the northwest to the estuary area,and the flow within the channel has obvious reciprocating flow characteristics.Tidal current mostly tend to rotating flow-based in north and east of the Yundou island.The north branch of the Minjiang river is dominated by falling tide,and the 3D flow field in estuary area is not obvious in the influence area of lateral tributaries.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】9页(P57-64,91)【关键词】FVCOM模型;潮流;闽江河口;摩阻系数【作者】夏泽宇;蔡辉;谭亚【作者单位】河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】U652.7闽江是福建省第一大江，全长559 km，是典型的山溪性河流，多年平均径流量达629亿m3，也是福建省最大的水系，流域面积60 992 km2。
闽江河口位于台湾海峡西北端，下游感潮河段在亭江附近受琅岐岛阻隔分为南支和北支；南支称为梅花水道，北支绕过琅岐岛北侧经英屿、琯头长门口称为长门水道；出长门又分成乌猪水道、熨头水道、川石水道和壶江水道，注入东海，形成了闽江五口入海的复杂河网。
闽江下游为强潮河口，潮汐为正规半日潮，潮波近似驻波。
针对闽江下游水动力特性分析的研究，目前已有不少学者进行了探讨。
潘伟然等[1]利用闽江口的实测潮位资料，分析闽江河口的水文特征和悬浮泥沙特征；郑金海等[2]利用闽江实测水文泥沙资料，分析闽江潮流泥沙特性；梁金焰等[3]利用非线性二维潮流模型对闽江口的潮流进行的分析；汤军健等[4]利用欧拉-拉格朗日差分方法模拟闽江潮流场。
随着计算机技术的不断发展，在河口地区潮流数值模拟的过程中，平面二维模型已得到较广泛运用，但二维潮流模型只能反映平面上水流的变化情况，而在闽江河口地区，一方面由于地形等因素导致河流的自然弯曲与分叉，复杂的分叉边界所带来的水动力结构往往非常复杂；另一方面，水工建筑物附近的水流三维运动特性十分明显。
因此，对该区域水流运动结构进行研究时，不仅仅需要有二维模型的基础，更需要三维模型的计算分析。
不少学者利用FVCOM对潮流进行数值模拟，均取得了理想的效果。
鲍献文等[5]利用FVCOM模型模拟了钦州湾的三维潮流，朱军政等[6]利用FVCOM模型模拟了象山港的三维潮流盐度。
本文拟采用非结构网格、有限体积的近岸、河口海洋模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)对闽江口建立三维数值模式，比较不同海底摩阻系数对模拟精度的影响及其确定方法，并分析了闽江下游感潮河段的水动力特征。
FVCOM模型在垂直方向采用σ坐标系统，水平方向采用无结构化的三角形网格；在数值计算上采用有限体积法对控制方程进行离散。
这种方法综合了有限元和有限差分法的诸多优点，对于近岸、河口等具有复杂岸线的地形来说，在质量、动量、能量方面有更好的守恒性。
FVCOM模式还具有GOTM模块，采用干、湿节点判断法处理潮滩移动边界，以及三维内模和二维外模时间分离技术[7]。
考虑到闽江口地形特点及已有实测潮位资料的站点位置，本文所确定的模型经纬度范围东西向约为119°27′～119°48′E，南北向约为25°57′～26°14′N，闽江上游边界去到白岩潭水位站，计算区域见图1。
三角形单元网格数量为27 258个，三角形节点数量为14 310个，下游近岸敏感区域的网格最小分辨率约为20 m，垂直方向分为6层，外模时间步长为1 s，内外模时间步长比率为5，计算网格见图2。
本模型采用正压模式，整个海域内温度和盐度均取常数；根据河海大学在2014年6月对闽江河口的水文观测结果可知，大部分测站含盐度最大值均小于10.0‰，因此，模型选用盐度10.0‰、温度15°。
对于初始条件的处理，模型主要有“冷启动”和“热启动”两种方式，考虑到海洋动力过程调整迅速，本次模拟采用“冷启动”的方式，即水位初始值及所有三角形单元中心点的水平、垂向速度为0。
利用FVCOM模型开展潮波模拟有两种开边界条件可选，即采用调和常数或实时水位。
本文采用调和常数法，取M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1这8个分潮，上游边界根据白岩潭水位站同时期的潮位过程算出调和常数，外边界所选用分潮的调和常数来自于美国俄勒冈州立大学所建立的中国海区域潮汐潮流模型结果，该模型为全球反算法的一个区域模型，该算法是在最小二乘法的规则下，拟合TOPEXPoseidon and Jason沿轨迹平均数据和拉普拉斯潮汐方程获得的全球潮汐模拟结果[8]。
FVCOM模型中采用的默认海底摩阻系数计算表达式为：FVCOM模型可用的其它对数形式的海底摩阻计算公式[9]包括：Koutitas公式：Mead公式：研究中发现该区域的水动力场对海底摩阻系数很敏感，参数的设置对模拟的准确性有着很大的影响，因此最适公式的选取需要进行讨论。
在本次模拟中，对计算区域内泥沙底质采用的粒度分析，经研究确定Z0取0.006 m，计算的Cd值随水深情况分别在0.003～0.006、0.006～0.01和0.000 7～0.001 5范围内变化。
在模拟过程中，对计算区域进行了0.005、0.007、0.000 7共3种摩阻系数下水动力的计算，对P2测流站的计算结果与实测资料进行比较(图3)。
由图3可以看出，摩阻系数的选取对计算区域的潮流流速影响较大，当摩阻系数取0.000 7时，计算流速明显较实测数据偏大且有一定的偏移；当摩阻系数取0.005时，计算的潮位较实测值有一定的滞后现象，而当摩阻系数取0.007时，滞后现象并不明显，因此，针对该计算区域，本次模拟采用的是由Koutitas公式所计算的摩阻系数，取值0.007。
为了验证所建模型的模拟效果，本文采用的数据来自河海大学在2014年6月在闽江河口进行的水文观测以及2014年闽江口潮汐表。
同时对研究区域进行了15 d的水动力场计算，大约5 d后全场流态达到稳定。
计算每30 min输出一次验证观测站的潮位和流速。
本文对3个潮流测站连续观测的潮位资料进行对比验证，结果见图4。
对模拟值和实测值进行了定量分析，见表1，由于川石潮位站的验证资料来自2014年闽江口潮汐表，仅有高潮与低潮潮位，因此不进行定量分析。
3个测站的高低潮位相位误差均小于30 min，观测时段闽江河口的潮汐为正规半日潮，从计算域的潮差来看，琯头站的潮差最大，达到了4.2 m，T潮位站为3.9 m，川石潮位站3.7 m，而且琯头站高高潮和低高潮差值约为0.7 m，T潮位站的差值约为0.5 m，川石潮位站约为0.3 m。
笔者对4个测站连续观测的潮流资料进行了对比验证，具体观测时间为2014-06-14T10:00—06-15T15:00，模拟结果见图5。
由于流速的影响因素很多，所以模拟难度较大，根据测量人员解释，P3测站所处位置为水深突变区域，且测量过程中由于外界因素导致测量船舶锚位发生移动，实测位置与计划测量位置产生偏移，因此，导致P3测站的潮流模拟结果误差较大。
P2点的流速最大，峰值为1.5 ms，P3、P4站点流速偏小，闽江口潮流经过北支水道时，由于岛屿和岸线的约束，同时水深较大，因此水流流速较大；在流经南支水道和通过川石水道注入东海时，水道断面面积快速变大，同时水深变小，因此水流流速较小。
由资料分析可知，P1、P2、P3和P4测站的涨急时刻为14日21:00，落急时刻为14日15:00。
计算区域表层和底层的涨潮流场和落潮流场见图6。
闽江口的潮流运动不仅受外海潮波的影响，还在很大程度上受深槽和岸线的制约，因此造成了闽江口涨落潮流的不对称性，位于南支和北支水道内的涨落潮流流路比较一致、流向相反，基本与岸线平行，呈现明显的往复流性质，而在熨斗岛和川石岛北部和东部区域，由于水域开阔、水道复杂，涨落潮流多以旋转流为主。
大多数地区落潮流速大于涨潮流速，落潮持续时间小于涨潮持续时间。
从这两个时刻的流场结果来看，涨潮时，闽江外海潮波自东南至西北方向向福州近岸海域传播。
当潮波传至琅岐岛东侧时，受岛屿阻挡分叉，一部分直接进入闽江南支水道，朝西方向推进，但由于梅花区域淤积严重、水深较浅，潮流流速较低；另一部分又分为两股，一股进入川石水道，由于水道断面缩窄，因此流速增大，主流沿琅岐北岸深槽，途径长门进入闽江北支水道，朝西南方向推进，在亭江区域汇拢，继续朝西南方向向上游推进；另一股经熨斗岛等岛屿和岸线反射后，岛群周围产生许多环流，向东北方向传播，最后离开河口区域。
