长江口夏季低氧区形成及加剧的成因分析

摘要

本文主要通过对比长江口及其邻近海域历史调查资料和近年来航次调查数据(1958年9月-1959年9月全国海洋综合调查资料、2001年5月耗氧实验、2003年9月航次、2005年7月航次及2009年8月航次)，以及搜集的部分历史数据(历年低氧区溶氧值及位置、长江口海水温度变化、长江口径流量及输沙量变化、长江口中下游地区梅雨强度变化)，较为系统地分析长江口夏季低氧区的分布特征、历史变化，并探讨其形成机制及加剧原因，主要结论如下：
　　 1.长江口低氧区主要位于30.75°N-32°N，122.5°E-123.25°E附近海域，处于长江口外海槽区，全年各月溶解氧低值区呈现出一定的移动规律，表现为从春季开始由南逐渐向北移动，最低氧值逐渐降低，夏季到达长江口外区域，溶氧值达到最低，形成低氧区，而后又开始逐渐南移，低氧现象逐渐消失。
　　 2.长江口夏季低氧现象从50年代末以来，表现出逐渐恶化的趋势，主要表现在低氧值低于1.5mg/L，的低氧事件较多出现在90年代之后；此外，2009年低氧区低氧面积远大于1958年，低氧区具有扩大化趋势。
　　 3.长江口及邻近海域具有复杂的水下地形及水动力条件，因此长江口外低氧区形成机制非常复杂。长江口夏季底层低氧区是在物理过程及生化过程相互作用下形成的，但是物理过程起着主导作用。其形成过程同时受温度、盐度等环境因子，以及长江冲淡水、黄海沿岸流、上升流、台湾暖流及黑潮等各大流系，及其相互作用下形成的水体层化、锋面过程等影响。这些影响因素一方面直接作用于低氧的形成过程，另一方面通过相互作用，相互影响，形成冷池与热障，最终通过冷池及热障效应促进并决定低氧区的形成。
　　 1)“冷池”是夏季在台湾暖流、上升流、涡旋式环流等流系共同影响下形成的温度较冷，具有孤立、封闭、稳定等特征，位于长江口外15米水层以下水域，也是长江口外低氧形成海域。
　　 2)“热障”是夏季受台湾暖流、长江径流、温度、层化等影响，与“冷池”相伴形成，位于“冷池”外围，且温度高于“冷池”的水域，是阻止“冷池”水与周围水域交换的屏障，是保护“冷池”，增强“冷池”稳定性所不可缺少的条件。
　　 4.结合全球气候变化及人类活动等影响因素对长江口低氧区恶化原因进行了初步分析研究，认为海水变暖及长江流域过程变化等均对长江口低氧具有一定影响。其中海水变暖会降低海水溶解氧饱和度，增强海水层化强度，从而加剧低氧；长江流域梅雨强度(夏季降水量)增加，会增加长江口水体层化强度，加剧低氧；而径流量和输沙量减小理论上应该会使得长江口低氧区内移，但实际上并未出现这种情况，再次说明流域过程带来的营养盐及有机质不是低氧形成的主要影响因素。