富营养化和缺氧问题在全球众多近岸及河口系统中日益严峻,其成因涉及物理过程与生物地球化学过程之间的复杂相互作用。在珠江口,大规模河流冲淡水扩散与风驱沿岸上升流的耦合效应仍有待深入研究。本研究于2021年6月在珠江口开展高分辨率综合观测,捕捉到两种对比鲜明的水动力情景:一是高河流径流伴随有利于冲淡水扩散的东北风;二是低河流径流伴随有利于上升流发展的西南风。基于经过充分验证的三端元混合模型,本研究量化了表层营养盐的消耗与底层营养盐的累积,并评估了不同情景下缺氧水体的空间分布特征。在高径流情景下,强烈的冲淡水扩散增强了水体层化,促进表层水体中溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)的生物消耗,进而导致底层水体中营养盐累积加剧,缺氧区面积扩大至约1232 km2。在低径流且有利于上升流的情景下,底层缺氧区面积缩小至约412 km2,同时低氧水体扩散至表层,底层水体中营养盐累积程度减弱。两种情景下,DIN和DIP累积量的拟合斜率分别为16.4和15.1,契合Redfield比值,表明底层营养盐添加与溶解氧消耗主要由有机物降解过程主导。本研究揭示了河流冲淡水扩散与沿岸上升流在季节内尺度上通过物理与生物地球化学过程(包括表层初级生产与底层有机物降解)的耦合作用共同塑造营养盐与溶解氧的分布格局,为生物地球化学建模及近岸环境预警预测与管理提供了重要科学依据。
汪 et al. (Fri,) studied this question.
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