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发布时间:2020-06-22 03:20:26

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作者:王薛平 毕华 编著

出版社:广西师范大学出版社

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南海知识丛书  南海环境

南海知识丛书 南海环境试读:

前言

海洋,是生命的摇篮。我们赞美她的深邃与壮丽,却又会为她巨大的能量而深感不安。我们热爱她的无私给予,更将贪婪发挥得无以复加。我们忧虑她的健康与发展,却让无知对其造成了一次次的伤害。这就是人类——我们,对海洋“母亲”的现实与态度?

不,绝对不是。

我们有义务、有责任保护海洋,为海洋的可持续利用贡献自己的力量。了解是保护的开始。

本书从体会南海的体温开始,到了解南海的斑斓色彩,一步步为你讲述南海海水柔情——海水的物理环境特征。之后,我们还将一起为南海把脉,了解南海海水的化学组成,感知南海海水的关键化学要素。从海水环境到陆地环境,我们还将看到多姿多彩的海陆交汇地带,感受南海海岸带的独特风景,领略其无与伦比的魅力。

在了解南海环境的同时,我们不禁要问:这样一个神奇的海洋世界,究竟其环境现状如何?为此,我们将会读到我国发布《2009年南海区海洋环境质量公报》中的核心内容;还会进一步了解到南海的威力,各种海洋环境灾害,不由得让我们心存畏惧。同时,我们还会知道,一些海洋环境灾害,并非是海洋的反复与无常,更多的是我们自身所造就的悲剧。

如此美丽的南海,竟也会造就这么多的灾难,竟掩藏着这么多可见或不可见的污染。我们该怎么办?不用迷茫,我们应了解海洋环境灾害、海洋污染的防范、治理措施,熟悉国家、地方对南海的保护政策。不应过分依赖科技,科学手段并不能使得海洋恢复如初。更不应彷徨,向海洋污染宣战,就应从你我他做起,从小事做起。

本书由王薛平、毕华设计大纲、组织编写。全书共七章,第三章由毕华、王薛平编著,其余章节由王薛平编著,毕华修改、补充与完善。在编写过程中,黄星为本书提供了许多的建议和资料。同时,本书还引用了许多专家、单位、网站的成果、资料,在此一并致谢。

由于编著水平有限,书中难免存在错漏之处,恳请各位读者批评指正。一、感观南海——海水物理环境1.量一量南海的“体温”

天南地北,气温迥异。南海地处低纬度地域,是我国海区中气候最暖和的热带深海。隆冬时节,与我国最北海区辽东湾朔风凛冽、冰封海疆的情景不同的是,南海依然温暖如故。在南沙群岛附近的表层水温,此时依然高达26℃以上。这样的温度,再不习惯冬游的人,在这里游泳也不会有什么不适。温暖的三亚亚龙湾常年吸引游客前来游泳观光

南海是我国四大海域中表层水温最高的。由于海区辽阔,南海不同海域表层海水的年平均气温也存在差异。在南海北部,年平均气温为23℃~26℃,中部为26℃~27℃;南部较高,为27℃~28℃。此外,由于海洋和陆地比热容不同,陆地比热容小,较之海洋,升温快,降温也快,使得靠近陆地的海域与远离陆地的海域气温存在一定差异。在夏季,靠近陆地海域由于与陆地热源接触较多,气温升高较快,持续时间长,气温要比远离陆地海域要高。在冬季,陆地温度较低,受其影响靠近陆地海域气温较低而远离陆地海域气温要高。研究人员在大亚湾海岛调查发现,夏季大亚湾海水存在水温从湾顶向湾外递减的规律,水温水平变幅为0.5~1.0℃/km;在冬季则存在水温从湾顶向湾外递增的规律,变幅小于0.5℃/km。

一般而言,一年当中海面水温最高的时候不是在想象中最热的6~7月,而是在8月;一年当中海面水温最低的时候,不是在想象中的12月、1月,而是在2~3月。受纬度位置、气温和海温影响,南海不同地区海水表层水温还存在季节性差异。2月,南海北部海区、粤东沿海和珠江口表层水温出现约21℃最低值,局部地区降到16℃;而巴士海峡以西的广大深水区因有大量暖水——“黑潮”的加入,表层水温仍在22℃以上;南海海区则仍然保持热带海洋特性,表层水温仍高达28℃;南海海盆区域的表层水温则在22℃~27℃之间波动。8月,南海北部出现最高水温,约为29℃。南海南部由于距赤道较近,水温年变化具有半年周期的特点,即上半年的4~5月水温会出现一次达29℃的高峰,在下半年的11月还会出现28.5℃的高峰期。总体而言,夏季南海表层水温分布较为均匀,温差很小,大都在29℃左右。如北部东沙群岛和南部南沙群岛海区表层水温只有1℃之差。

受气温和潮汐作用的影响,海水水温在一天当中也会有所变化。一天当中海面水温最热的时刻不是在中午12时,而是在下午2~3时,时间上有滞后;一天当中海面水温最冷的时刻,也不是在半夜,而是在清晨,时间上也有滞后。在南海部分海域,水温的日变化与上述规律还存在一定的差别。如在大亚湾海域,日最高水温夏、冬两季均出现在午后3~5时,最低水温出现于早晨7~8时,水温的日变化范围为1℃~3℃,日平均水温夏季表层为29.4℃,冬季17.6℃。

由于受光能量在水中传播的限制,水温在垂直梯度上同样表现出差异性。在南海海域,表层水温与底层水温的差异可达20℃,底层水温是我国四大海域最低的。如果从表层一直下潜到海底,感觉像是从热带到温带再到寒带。能体验到这种感觉的,除南海外便只有东海外沿的冲绳海槽。

在夏季,大亚湾海域的水温随着深度增加而递减,变幅可达到1.1~1.7℃/m,在2~10m之间的水层,水温变化急剧。在冬季,由于气温降低,水温随水深的变化幅度比夏季要低很多,变化也相对比较均匀。南海海水深度与水温变化2.南海海水有哪些颜色?

海水的颜色主要由海水的光学性质及海洋中悬浮物质所决定。我们知道:太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成,七色光波长长短不一,从红光到紫光,波长由长渐短,其中波长长的红光、橙光、黄光穿透能力强,最易被水分子所吸收。波长较短的蓝光、紫光穿透能力弱,遇到纯净海水时,最易被散射和反射。又由于人们眼睛对紫光很不敏感,往往视而不见,而对蓝光比较敏感。于是,我们所见到的海洋通常呈现出一片蔚蓝色或深蓝色。

实际上,进入海中的日光量是随着太阳投射角度、天气状况、海面状况和海水的清晰程度等诸多因素而变化的。如果我们乘坐飞机从海边一直到远洋就会发现,海水的颜色远比我们想象的要丰富得多,我们可以看到深蓝、碧绿、微黄、棕红、白色、黑色等不同颜色的海水。

在我国的四大海域中,南海水色多呈蓝和深蓝色。渤海因有黄河、海河、辽河及滦河等注入大量泥沙,温度又比较适宜,浮游生物丰富,近岸一带海水浑浊,多呈黄色,海区中央海水多呈绿色。黄海的沿岸多黄绿色,中央多为浅蓝色到蓝色。东海大致以台湾—济州岛一线为界,以西水色多呈绿色;以东受黑潮及对马暖流影响,悬浮物质少,水色呈蓝色,黑潮主干区海水呈深蓝色。珠江入海口——虎门,海水呈浑浊的土黄色

近岸海域是海水颜色变化最为丰富的地区。从琼州海峡南面的海口湾沿岸到北面的海安沿岸,海水颜色大致呈现出灰黑、土黄色—墨绿色—浅蓝色—深蓝色—浅蓝色—墨绿色—灰黑、土黄色的变化规律。在南海西部大陆沿岸与东部岛屿沿岸,海水颜色同样存在差别。西部大陆沿岸海水多为绿色,东部岛屿沿岸则呈深蓝色。这主要是由于西部大陆沿岸多源远流长的江河入海。即便是邻近的海域,因其水质不同,海水也会呈现出不同的颜色。如三亚市大东海海湾与亚龙湾,前者因开发较早,受人为干扰和污染较多,水质不如亚龙湾优良,颜色呈现出绿色、浅蓝,而亚龙湾则是干净的蓝色。

海水的颜色也会出现一定的季节性变化,冬季海水冷却下沉,对流混合强烈,加之风大、浪大,水层不稳定,容易变浑而呈灰白色。夏季因海水增温,垂直稳定度增大,水色和透明度都比较高。至于河口地区,一般在江河入海径流小的枯水季节海水颜色相对更深,洪水时期水色混浊灰白。3.南海海水透明度

海水的透明度是海水能见度的一个量度,与海水颜色关系极为密切,两者都是反映海水浑浊程度的指标。一般而言,海水越蓝,透明度就大;透明度小,海水水色就会呈现出灰色、绿色等颜色,而非清澈湛蓝。湄公河三角洲,河流的入海口处水质浑浊

海水中的悬浮物质、浮游生物的含量、江河入海径流、天空中的云量、海水的涡动与混合以及风、浪、流、潮等都会影响海水的透明度。由于近岸海区悬浮物质、浮游生物的含量较高,又受大陆径流等影响,中国近海及毗邻海域的透明度分布的特点是:近岸低,外海高;河口区水色浑浊,透明度最低。在陆架浅水区,低透明度所占据的范围大致与沿岸水团的位置相当;而在深水区,主要受暖流流系及外海水团所控制,具有透明度大的特点。

南海水深面广,水中泥沙很少,故而海水澄清,透明度大。除珠江口、红河口及湄公河口附近为低透明度区外(透明度只有3~10米),南海的透明度比较高,一般为20~30米。不少水下暗礁、暗沙在船上就能一览无遗。特别是南海西北部,因为水温较低,盐度高而具有最大的透明度。越往东南,透明度越小,到越南沿岸,迅速降到20米以下。因为湄公河在这里出海,水中悬浮物质和浮游生物大增,极大地影响水质的澄清程度。从飞机或船上俯瞰远眺,这一带海河衔接的水域泾清渭浊,界线分明。纯净的西沙群岛,岛屿近岸水色与远海颜色不一

与海水颜色一样,南海透明度的分布特点是西部大陆沿岸低于东部岛屿沿岸,前者透明度为10~20米,后者为20~30米。造成这一现象的原因是由于西部大陆沿岸多源远流长的江河入海。在北纬14~20°及东经110~120°的范围内,水色深蓝,透明度25~30米,最大35米,为南海高透明度区。在北部湾及暹罗湾,海水的透明度为5~20米,其分布趋势是由湾顶向湾口逐渐增大。

我国南海诸岛海域,海水透明度总的来说都很大,但仍存在一定季节性差异。西沙海域,春季为23~26米,夏季为20~30米,秋季为16~28米,冬季为20~22米;东沙海域,春季为26~28米,夏季为16~28米,秋季为24~34米,冬季为22~24米;南沙海域,1~3月为26~30米或更大,7~9月为18~24米甚至更小,10~12月为28~30米,最适合渔民潜水作业。4.咸?淡?

海水盐度是指1千克海水中所含盐分的质量,其单位为g/Kg,用符号‰表示,习惯上单位略去。计算海水盐度的方法很多,常见的有通过测量海水中氯含量(氯度)来计算盐度。氯度是指1千克海水中的溴和碘以氯当量置换,氯离子的总克数,其单位和表示符号和盐度相同。国际上统一使用一种其氯度值精确为19.374的大洋水作为标准海水,在该氯度下,标准海水的对应值正好为35.0。

世界各大洋表层的海水,受蒸发、降水、结冰、融冰和陆地径流的影响,盐度分布不均:两极附近、赤道区和受陆地径流影响的海区,盐度比较小;在南北纬20°的海区,海水的盐度则比较大。海南乐东莺歌海盐场

南海自古就是盛产海盐的海域,其海盐自古就以质量上乘闻名,清屈大均《广东新语》载其“气力重于淮盐一倍”。海南岛的莺歌海盐场便是我国久负盛名的盐场之一。海水海盐丰富是盐场的必备条件之一,据此我们是否可以推论南海海水的盐度是不是就比我国其他海域的盐度高呢?

事实正是如此。在我国的渤海、黄海、东海、南海四大海域中,南海海水平均盐度确实要比其他三个海域高。其分布规律呈现为由北向南海水盐度逐渐升高,即渤海最低,平均盐度约为30;黄海次之,为31;东海在31~33之间;南海最高,在33℃~34.4℃之间。但与相邻的太平洋海域比较,南海表层盐度还是要低一些,比世界大洋的平均盐度35也略低。与世界上盐度最高的死海相比,南海平均盐度要比死海表层海水盐度低7~8倍。

一年中,南海夏半年降雨较多,淡水补充相应增多,因此,表层海水盐度在冬半年比夏半年略高。南海表层海水最高盐度出现在1~3月,约为34.5;最低盐度发生在9~10月,约33.5。河口地区由于淡水补充的差异,盐度在一年当中的变化幅度更大,如珠江口海域盐度以6月最低,仅约7.0;11月、次年2月出现双峰最高约30.7,年较差达到了13.7。

一日当中,受潮汐的变化,有些海域还会呈现出明显的日变化规律,如大亚湾海域的表层海水盐度在涨潮时盐度高,落潮时盐度低。

在南海不同海域,表层海水盐度分布也存在一定差异。总体表现为西南盐度比较低,向北递增。例如南沙群岛海域表层盐度在夏季(7月)约为33,而在西沙、中沙海域却高于34。这是因为越近赤道,雨季降水多,陆地径流大,西南海区又有湄公河淡水影响。但不管怎样,总体上沿岸水域盐度要比外海要低些。例如两广沿海表层盐度,1月从沿岸的31向外递增至34,7月由28~29向外递增至33,都与降水和陆地径流季节分配有关。

海水盐度和温度一样,也有垂直分布差异。海水表面盐度低,下层盐度高,盐度值随深度的增加而增大,但差异不如水温差异变化急剧。在南海海域,200米以内水层,盐度差异很微小;200~500米内,盐度明显降低,500米以下又渐渐上升。水越深,盐度差异越小。5.南海海水密度

对于死海淹不死人这一说法很多人都耳熟能详,其原因就是因为死海盐度很高,海水密度比人体密度要大。海水密度是指单位体积中所含的海水质量。一般而言,我们常说的海水密度是15℃(一个标3准大气压下的标准密度)。淡水的标准密度为1g/cm,海水的密度通3常在1.01~1.031g/cm之间。海水密度主要受盐度、温度、压力的影响。因此,凡是影响水温、盐度以及压力的因素,都对海水的密度有影响。对于固定深度来讲,海水密度随盐度的增加而增大,随温度的增高而减少。3

在我国四大海域中,渤海海水平均密度在1.0150~1.0250g/cm33之间,黄海为1.0180~1.0255g/cm,东海为1.0110~1.0255g/cm,3南海为1.0180~1.0240g/cm。我们都知道,南海是我国四大海域中平均盐度最高的海域,但为何其海水密度却非最高?这是由于中国近海多为浅海,近岸地区特别是河口附近,海水盐度变化较大,密度主要取决于海水盐度;在外海,尤其是盐度分布比较均匀的下层,密度值主要取决于海水温度。南海是我国四大海域平均温度最高的海域,同时也是外海面积最大的海域,其平均密度值便更多取决于海水温度。

在不同季节,南海海水密度值同样会呈现出一定的变化规律。冬季的海水由于温度最低,盐度升至最高,所以密度也最大。南海的表层密度值由北往南随着纬度的递减而降低。北部陆架区的密度为331.0235~1.0240g/cm,南海中部为1.0215~1.0230g/cm,北部湾为31.0230~1.0235g/cm。夏季海水表层密度分布的总趋势与冬季有些相似,但由于此时盐度降至最低,水温升至最高,所以夏季的表层密度普遍降低,为一年中密度最低的季节。南海北部表层密度为1.018033~1.0210g/cm。南海中部表层密度为1.0210g/cm,北部湾为1.01803~1.0200g/cm。

在一天当中,由于太阳辐射、海水内波和潮流的不同,海水密度会呈现出一定的规律性变化。当盐度变化大时,密度的日变化曲线与盐度的日变化曲线一致;当温度变化剧烈时,密度的日变化与温度的日变化曲线相近。在河口地区,密度的年变化主要取决于盐度的年变化;而在外海,温度变化要比盐度剧烈,所以密度的年变化又主要取决于温度的年变化。

温度和盐度的垂直分布类型,相应地决定了海水密度的垂直分布类型。由于温度、盐度在表层变化最大,因此海水密度的变化也以海洋表层为最大。通常海水密度随深度变化的趋势,是与盐度随深度变化的趋势相一致,而与温度随深度变化的趋势相反。冬季,由于海流对流混合和涡动混合增强,使浅海地区的密度垂直分布趋于上下均匀一致的状态。夏季,在温度、盐度出现急剧变化的附近地区,也相应会出现密度急剧变化的现象,变化的位置大体与温度、盐度变化的位置相当。人们一般把海水密度急剧变化的水层叫密度跃层。由于密度跃层犹如海水中隔了一层屏障,使上下层海水之间的循环、对流受阻,人们常称密度跃层为“柔软的液体海底”。存在密度跃层的海域由于溶解气体、营养物质难以循环流通,往往海洋生物较少,有经验的渔民通常会远离有密度跃层的海域,因为这些海域常常无鱼可捕。二、把脉南海——海水化学环境1.南海海水的组成

和其他海水一样,在南海海水中,除肉眼看得见的动植物、悬浮颗粒之外,还有许多看不见的溶解在海水中的化学物质,它们的数量大得惊人,其中盐类的含量最多。这些物质的种类是多种多样的,地球上存在的118种元素,在海水中目前可测出的就有80多种。海水中化学元素含量差异很大,含量最多的氯元素总量约为2.57亿亿吨,而含量最少的氡元素总量才793克,两者相差约达20个数量级。

海水中的成分习惯上大体划分为五类:

一类是海水中的主要成分,也称海水中大量或常量元素,是指海++2+水中浓度大于1?mg/L的成分。属于此类的有阳离子Na、K、Ca、2+2+-2---Mg和Sr五种,阴离子有Cl、SO、Br、HCO-2-43(CO)和F五3种,还有分子形式的HBO,其总和占海水盐分的99.9%。33

二类是溶于海水的气体成分,如氧、氮及惰性气体等。海水的表面与大气不断进行着气体交换。海水中溶解气体与大气组成有关,同时受到海洋中生物、化学、物理过程的影响。

三类是营养元素,也称营养盐、生源要素,主要与海洋植物生长有关的要素,通常是指N、P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响,其含量很低时,会限制植物的正常生长,所以这些要素对生物有重要意义。

四类是微量元素,是指在海水中含量小于1mg/L,但又不属于营养元素一类的元素。此外,把含量小于1nmol/dm3(纳摩尔)的元素称为痕量元素。微量元素含量虽少,但也参与各种物理、化学、生物过程。研究这些微量元素含量、存在状态和分布变化情况的过程中,可从中发现新问题,这将推动海洋化学学科理论和实践的发展。

五类是海水中的有机物质,如氨基酸、腐殖质、叶绿素等。

除上述五类外,也有人将海水中的同位素划为第六类。海洋中含有多种同位素(或核素),分为稳定同位素和放射性同位素,它们在海洋科学研究中有着十分广泛而独特的应用。2.恒比的海水常量元素

从古代开始,海水的组成就像谜一样困扰着研究海洋的人们,早在16世纪就有了这方面的研究。到19世纪20年代,马塞特(Marcet)发现了一个重要规律:世界大洋海水都含有大体相同的成分,而各成分含量之间的比例都差不多。1884年,迪特曼(Dittmar)进一步证实了马塞特的发现,并进一步指出,海水中主要离子浓度间的比例是不变的,这就是海洋化学上著名的Marcet-dittmar恒比定律。

由于海洋环境复杂,Marcet-Dittmar恒比定律只适用于海水中浓度比较高的元素,如氯、钠、硫、镁、钙、钾、碳、溴、锶、硼、氟,即只适用于海水中的常量元素。此外,恒比定律只指海洋的一般情形,对于特殊的海域或位于大河河口的海区来说也不适用。

除海水恒比定律,某些特定海域的海水微量元素之间也还会存在其他分布特点。如南海珠江口海域,研究人员就发现海水中的硼和锶浓度与海水盐度或氯度均有很好的线性关系。在珠江口海水盐度2.686~25.722,氯度1.440~14.136,含量在0.215~0.229mg/kg之间,平均值为0.224±0.005mg/kg。锶与氯的比值为0.380~0.663,平均值为0.404±0.016,这一变化值既在大洋海水自然变动范围之内,又能反映两者之间存在的线性关系。由于受湾外海水潮汐输入影响,珠江口海水中硼与锶均具有良好的保守性质,硼浓度为4.02~4.24mg/kg,锶浓度为7.64~7.70mg/kg。

值得指出的一个有趣现象是:海水中的常量元素溴,在陆地上几乎找不到踪迹。在地球上,99%的溴元素以溴离子(Br-)的形式存在于海水中,所以化学家把溴叫做海洋元素。海水中溴离子的含量大约是0.067g/L。这就是说,在1吨海水中大约只有67克溴。但海洋广14阔无垠,海水里溴的总蕴藏量却达1×10吨。现在全世界每年约需溴30万吨,海水中的溴可以供全世界使用几千万年。我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴,1968年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂,进行试验生产。海水中11种常量元素的含量3.不容忽视的海水微量元素

与常量元素相比,海水中的微量元素可以说种类繁多,大约有60多种,如锂、碘、钼、铅、锌、铀、金、银等,除了常量元素和营养元素氮、磷、硅外,其他元素都包括在内。

海水微量元素是指海水中含量小于1mg/L的元素。海水是一个多组分、多相的复杂体系,除水和占所有溶解成分总量的99.9%以上的11种常量元素之外,其余都可称为微量元素。安全、和平利用微量元素“铀”的广东大亚湾核电站

由于微量元素含量稀少,测定上困难很大,人类首次获得精确的铜、镍、镉等元素的测定值还是在1975年。之后微量元素的测定得到了飞速发展。尽管微量元素含量很小,但由于海水的体积很大,所以总储量仍然很可观。例如海水中铀的含量为3mg/L,而且在海水中的总储量约45亿吨,约为陆地储量的4500倍。铀在经济建设和国防上具有特殊的重要性,南海作为我国面积最大、水量体积最大的海域,其铀储量及其重要地位可见一斑。

微量元素是海水中生物体生长发育所必需的元素,如作为催发剂可激发或增强生物体中酶的活性。20世纪90年代,美国的马丁教授曾在美国西海岸外、东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近海域做过实验,将半吨铁屑倾倒入该海域。数周后,这一海域将近300平方千米的范围内浮游植物的数量增加了30~40倍。随后科学家又进行了类似实验,结果发现由于海水中微量元素的增加会影响海水中的生物量,甚至改变了大气中二氧化碳的含量,进而影响气候。另外,一些微量元素的摄入对人体的发育和健康也是有益的,“海南岛盐”因其晒盐的卤水源自富含人体所需微量元素的南海海水,备受消费者青睐并被授予“国家地理标志保护产品”称号。

微量元素在海水中的分布及其变化,都受其来源和海洋环境中各种过程的影响,包括各种化学过程、生物过程、物理过程、地质过程和人类活动等。在近海海域,微量元素由于生物过程、人类活动复杂,其含量受这些活动的影响非常的明显。随着人类活动的加剧,海水中微量元素也暴露出了其双重的本性,过量的微量元素在海水中积累将造成海水的污染,影响海洋生物的生态平衡,从而对人类造成危害。4.海水中的溶解氧

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。溶解在海水中的氧是海洋生命活动不可缺少的物质。毫不夸张地说,溶解氧就是海洋生命的“呼吸”。它的含量及其在海洋中的分布,既受化学过程和生物过程的影响,又受物理过程的影响。这方面的研究,从19世纪就已经开始。在20世纪初期建立了适合现场分析的温克勒方法以后,进展比较快,至40年代前后,已取得了关于大洋中氧含量分布的比较完整的资料。

溶解在海水中的氧是海洋生命活动不可缺少的物质。大洋中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下,空气中的含氧量变动不大,故水温是主要的因素,水温愈低,水中溶解氧的含量愈高。在南海海盆中部和西沙—中沙群岛周围海域,海水中氧含量各层平面分布及其变化趋势是:表层冬春呈北高南低;夏秋呈均匀分布。从表层至深层(1000米)高氧层随深度增加向西北方向位移;夏秋呈北高南低。氧含量在垂直方向上具有相同的变化模式(特别是200米深度以内):表层氧含量较高,最大值除冬季出现在表层外,一般都在30~75米层。从200米层附近开始会出现氧逆转现象,氧含量开始下降,到700米处时出现氧最小值。

但在沿岸海区海水中的溶解氧的分布变化规律与大洋海水有所不同,沿岸海域溶氧量与海水的水平分布和垂直分布有关,并且同一地方在不同季节其溶氧量也不同。在大亚湾海域,海水的溶氧量,其水平分布在夏季表层溶解氧的分布由东南向西北逐渐升高,在冬季表层溶解氧含量在大辣甲岛的东北海域较高,在大三门岛附近较低。整个大亚湾氧含量的变化范围为8.04~8.59mg/L;其垂直分布在夏季表层氧含量较底层高,平均垂直较差为1.28?mg/L。

未受人为干扰污染的海域,其演化出的生态系统往往都能适应该地区的溶解氧环境,因而能孕育出适应这一地区的各种生物。但由于气候异常、突发赤潮以及人为的污染与干扰、溶解氧往往出现含量下降,俗称海水“缺氧”现象。其结果常导致大量生物死亡,尤其是鱼类大片死亡。2005年1月20日,马来西亚槟榔屿州高渊港口遭受红潮侵袭,21日和22日情况恶化,到使110户养鱼人家的海上网箱养鱼业受到巨大损失,约8000吨鱼因缺氧而死亡,损失高达2000万令吉(马币,约合人民币4000万元),使得当地海上养鱼业几乎陷入瘫痪局面。5.酸?碱?——海水pH值

海水pH值是海水酸碱度的一种标志。海水的pH值约为8.1,其值变化很小,因此有利于海洋生物的生长;海水的弱碱性有利于海洋生物利用CaCO组成介壳;海水的CO含量足以满足海洋生物光合作用32的需要,因此海洋成为生命的摇篮。

海水的pH值一般在7.5~8.2的范围变化,主要取决于CO的平衡。2在温度、压力、盐度一定的情况下,海水的pH值主要取决于HCO23各种离解形式的比值。因季节和区域的不同而不同:夏季时,由于增温和强烈的光合作用,使上层海水中CO含量和氢离子浓度下降,于2是pH值上升,即碱性增强,冬季时则相反,pH值下降。在溶解氧高的海区,pH值也高;反之,pH值就低。

从水平空间上来看,南海北部海域表层海水的pH值相对稳定,变化幅度较小,变化的趋势也比较简单,总体上表现出从沿岸向外海递增的趋势。

从垂直角度上看,南海海域海水pH值一般表现为表层(0~10m)稍高(>8.20),底层稍低(8.00~8.10)。这与表层植物光合作用较强,pH值较高;底层因有机质分解使pH值降低有关。在有些近岸海域,由于生物作用不同,如大亚湾海域,pH值垂直分布会出现底层比表层高。2004年9-10月,南海北部海水pH值分布(据龙爱民,2006)

pH值的高低对海水养殖影响较大。一般的人工海水养殖环境下,都会进行海水pH值的测定与调试,以便使养殖环境尽可能达到自然海水的pH值环境。比如露天海水池塘在每年的春季放养虾、蟹、鱼苗种进行养殖时,经常发生入池虾、蟹、鱼苗种在短时间内的大量死亡。造成死亡的原因很多是由于水体pH值过高(pH值超过8.5)所致,有的水体pH值达到9.6以上。6.海水污染的“量尺”——化学需氧量

化学需氧量(COD),是在一定的条件下,利用强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水质受有机物的污染越严重。

海水化学需氧量的测定过程当中一般用高锰酸钾作为强氧化剂,在此条件下,海水化学需氧量记为CODMn。根据《中华人民共和国国家标准海水水质标准》(GB3097-1997),我国海水水质分为四类,对CODMn浓度的限值要求分别为2mg/L(Ⅰ类)、3mg/L(Ⅱ类)、4mg/L(Ⅲ类)、5mg/L(Ⅳ类)。

在深海海域中,海水化学需氧量一般较为稳定,但也受潮流、气候变迁等因素影响。在近海海域中,海水化学需氧量因沿海各地海水污染程度不同,COD变化幅度较大。以珠江口广州海域为例,COD时空分布特征主要受生活污水排放,陆源排污,降雨量以及水动力状况等因素的影响。COD质量浓度在冬季和秋季较高,春季和夏季较低。空间分布上,COD质量浓度从湾内向湾外逐步递减。7.“海涵”的限度——海洋环境容量

我们经常用“海涵”形容胸怀之广好比海水之众。大自然对污染物都具有一定的自净能力,海洋因其宽广,常常被人认为海洋的“藏污纳垢”能力巨大。然而事实上,海洋的纳污的“海涵”也是有限的,这个限度被称为海洋环境容量。

海洋环境容量是指在充分利用海洋的自净能力和不造成污染损害的前提下,某一特定海域所能容纳的污染物质的最大负荷量。它是衡量特定海域自净能力强弱的指标。环境容量愈大,可接纳的污染物就愈多;愈小则愈少。只有采取总量控制的办法,才能有效地消除或减少污染的危害。海南陵水的网箱养殖

近几十年来,随着我国海岸带网箱养殖发展迅速,人工海上养殖活动对我国近海海域环境的压力也越来越大。在不影响渔业生产的情况下,如何做到不破坏海洋环境,其前提便是将污染物控制在海水环境容量之下。一般来说,海水环境容量多参考海水水质标准。目前,关于养殖水域的环境质量标准规定,除《海水水质标准》外,还有《渔业水质标准》、《NY?5052-2001无公害食品海水养殖用水水质》两种标准。海水水质标准(GB?3097-1997)中有明确的关于养殖区水质的规定,即养殖区应执行二类水质标准。《渔业水质标准》(GB?11607-1989)是专门为防止和控制渔业水域水质污染,保证鱼、虾、贝、藻类正常生长、繁殖和水产品质量所制定的水质标准。

凡事皆有度,海洋的“海涵”能力也不例外。由于海洋污染的治理周期长,技术复杂,投资多且还不容易收到预期效果,海洋污染一旦超过了这个度,再回头治理,难度就要大很多。三、海陆的交汇——南海海岸带环境1.多姿多彩的南海海岸带

海陆接触的部分,其瞬间所在如一条水边线,我们通常称之为海岸线。海岸带则是海岸线向陆或海延伸一定宽度的地带。广义的海岸即海岸带,狭义的海岸则是潮间带。潮间带一般是一条狭窄的地带,是由海洋潮汐周期引起的水面变化,介于高、低潮位之间的地方。海南最北海湾——木兰湾拥有着旖旎秀丽的海岸线

海岸带是地球生物圈、水圈、岩石圈和大气圈的交汇区。在四圈的共同作用下,各种活动极为活跃,其自然环境复杂多样,自然资源也是极为丰富,是地球上最适宜人类生活、生产的地方,历来是人口稠密,经济、文化最发达的地带。

占我国海洋国土2/3的南海,其海岸线曲折漫长,港湾水道众多,南海沿岸的广东、广西大陆海岸线总长4963千米,加上两省的海岛岸线和海南岛的岛屿岸线,总长达9542千米,占全国海岸线总长的30%,占整个南海区域海岸线总长近60%。

南海海岸线错综复杂,其海岸带生态系统也多种多样,岬角、海湾相间,不仅岩石、泥质、泥沙海岸交替分布,而且具有珊瑚礁海岸、红树林海岸和河口区海岸,还有人工形成的柱桩码头、养殖鱼虾塘海岸。潮间带的生态环境多样,生物群落的组成及垂直分布状况也各有差异。2.鬼斧神工的岩石海岸环境

岩石海岸是南海海岸生态系统的主要类型之一,海岸姿态万千,或沙湾如月,或怪石林立,让人不得不感叹大自然的鬼斧神工。广东省珠海市的婆尾角、大角山、万山岛、新会市的崖门、深圳市的内伶仃岛、汕头市的妈屿岛、徐闻市的三塘、海南省文昌市的铜鼓岭、万宁市的东山岭等地都有众多著名岩石海岸分布。

岩石海岸主要由花岗岩组成,多是丘陵滨临沿海,山坡陡然入海,形成海湾的岬角。岩石海岸一般坡度大,潮间带狭窄。由于多数岩石海岸遮蔽程度低,海域开阔,受到海风的冲击比较强烈,岩石表面栖息生物多为一些附着能力强的种类,自由活动的种类多栖息于较掩蔽的岩石缝隙处。

岩石海岸生物种类较多,达600多种,尤其藻类植物生长繁茂,有36科136种。同时,岩石海岸又是生物呈带状分布最清楚的岸区。其附着生物分带的决定因素包括物理因素(主要是暴露在空气中的时间)和生物因素(捕食作用和空间竞争),而且常常是两类因素共同作用的结果。

由于岩石海岸所处的地理位置不同,受海洋波浪和潮汐作用的影响不同,有些海岸直接面向外海,受到海洋波浪和潮汐作用影响很大,有些岩石海岸处于内湾,封闭程度高,受海洋波浪和潮汐作用影响较小,前者我们称之为外向型岩石海岸,后者称之为内向型岩石海岸。

南海海岸线漫长曲折,一些地区海岸线百转千回,地形复杂,故而常常出现外向型岩石海岸和内向型岩石海岸交错出现的景观。如茂名市电白海域的放鸡岛海岸、大亚湾海域的三门岛、铜鼓岭沿海海岸等地。岩石海岸低潮区海水淹没下隐隐透绿的藻类

放鸡岛位于广东省茂名市电白县水东镇东南14.5公里。原名汾洲山,又称湾舟山。岛上最高点高122米,面积1.9平方千米,是该县最大的海岛。传说神仙曾在此放牧群鸡,故设神庙以祀之。广东电白县放鸡岛岩石海岸下的沙滩

放鸡岛呈橄榄形,东北、西南走向长2千米,最宽为0.91千米,最窄为0.10千米,岸线长5.96千米,最高顶端海拔135米(东北部),面积1.9平方千米,是电白县23个岛屿中最大的海岛。岛的东北岸长年受风浪的冲刷,岩石耸立,千姿百态,气势雄奇。远处,水天一色,烟波浩渺;近处,全是巨大险峻的礁石,惊涛拍岸,卷起千堆雪。西北部海岸沙质洁白松散,北部沿岸海域水深1.3~2.0米,东南部沿岸海域水深2.6~10米,海水清澈见底,透明度可达8m。海岛为广东省植被之冠,草木茂盛,植物达43种之多,植被覆盖率达80%,自然环境优越。

铜鼓岭位于海南省文昌市龙楼镇,西连内陆,东濒南海,铜鼓岭绵亘20多千米,是海南的最东角。铜鼓岭主峰海拔338米,三面环海,地貌奇特,植被繁茂。这里山美石奇,传说动人,素有“琼东第一峰”之美称,现已成为国家级自然保护区。海南文昌唐洪港石头公园风光

铜鼓岭海岸是我国岩石海岸发育最为典型的地区之一。区内海蚀地貌多样,岩石经风化作用及崩塌、滚动或受海浪冲蚀而形成洞穴、叠石、背石等自然景观。此外,在地壳的抬升作用下,各种海蚀崖、海蚀穴、海蚀龛、海蚀柱、海蚀槽、海蚀蘑菇、海蚀平台等遗迹遍布。位于铜鼓岭的唐洪港海岸更是因其怪石之多,异石之奇被誉为“石头公园”。海南文昌唐洪港石头公园怪石——海蚀窗

值得注意的是,岩石海岸虽然风光奇异,但由于海岸环境复杂,海浪回流、裹挟作用强,海水潜流复杂,流速快,有些地区并不适合游泳、潜水等活动。3.大海的“棋子”——石砾海岸

在南海的海岸线中,存在一些由许多石头组成的海滩,潮间带一般坡度不大,并存在许多的水洼。由于经常受潮水潮涨和潮退的影响,这些石头总是处于不断的来回运动之中,因此被磨成光滑的鹅卵形或球形,远远看去,浪卷白沙去后,沙滩上各色珠石,仿佛是大海在海岸边遗下的棋子。香港的大潭港砾石海滩、海南的昌江棋子湾、湛江硇洲岛北港、特呈岛东村等地便发育着这类海岸。

海南棋子湾位于海南昌江县古昌化城的北部,西接昌化江入海口,东倚昌化岭风景区,距昌化县石碌镇50多千米。棋子湾海湾呈现S形状,湾长20多千米。海湾水面平静,海水清澈见底,海沙细软且洁白如银;海岸奇峰林立,怪石嶙峋。有引人入胜的峻壁角、细眉角、鉴真坐禅、黄帝祭海、神龟探海、大角石林、小角石林、仙人足迹、八戒背媳妇、祭海石、观鱼石、火焰石、情侣石、帆船石、观音石、观音潭、棋子篮、望郎滩、白沙岭、治癣沟、天然盘景园及野菠萝度假村等天然景点20多处。当你站在高处观赏海景时,那弧形的沙滩宛若一个巨篮,湾内红蓝绿黄白紫青七色石块星罗棋布、块块光滑润洁、晶莹透亮,故人们称海湾为“棋子篮”,棋子湾也因此而得名。

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