夏季珠江口叶绿素a和营养盐分布特征及其与环境因子的关系

本研究基于2019年夏季珠江口附近海域的现场调查数据,分析了珠江口叶绿素a（chlorophyll a,Chl a）和营养盐的分布特征,并结合环境因子进行了探讨。结果表明:夏季珠江口海域表层Chl a和溶解氧（dissolved oxygen,DO）浓度分别为4.192～88.209 μg/L和4.610～10.586 mg/L;溶解无机氮（dissolved inorganic nitrogen,DIN）、活性磷酸盐（PO₄-P）和活性硅酸盐（SiO₃-Si）浓度分别为0.168～1.247 mg/L、0.011～0.044 mg/L和0.694～6.916 mg/L。夏季珠江口浮游植物生长旺盛,依据美国河口营养状况评价（NEEA-ASSETS）标准,44.4%的站位处于高度富营养化（20 μg/L60 μg/L）。珠江径流量是夏季珠江口浮游植物空间分布的主要驱动因素,珠江口口门内浮游植物生长受光限制和径流稀释影响并未出现高值,珠江口口门外浮游植物旺发消耗了大量磷酸盐,磷成为浮游植物生长的限制因子。Chl a与盐度、PO₄-P呈显著负相关性,与DIN、DIN/P呈显著正相关性,表明河口冲淡水对浮游植物生长影响显著。     

珠江河口氮、磷营养盐的季节分布特征及影响因子研究

本文围绕珠江河口氮、磷营养盐的季节分布规律,采用皮尔逊相关分析、“营养盐-盐度”双端元模型探讨氮、磷营养盐的主要影响因子和潜在来源,并对珠江口海域水体进行富营养化评估。结果表明,珠江河口氮、磷营养盐浓度整体较高（均值分别为0.72 mg/L和0.021 mg/L）,呈河口湾顶到外海递减的趋势;氮、磷季节变化差异显著,夏季高于其他季节;外海水团对氮的稀释、混合作用高于磷。“营养盐-盐度”双端元模型结果显示,在夏季和秋季,无机氮浓度减小的原因主要是海洋生物的吸收作用（叶绿素a浓度>10μg/L）;而在秋季和冬季,其浓度减小的原因主要是河口水体混合和径流量小导致无机氮的输入减少。活性磷酸盐主要来自附近城市的污水排放,其浓度减小的原因主要是浮游植物吸收和泥沙吸附。研究海域浮游植物的生长主要受磷限制,水环境呈中度富营养化,因此,夏季爆发富营养化的概率很大。     

钦州湾表层水分粒级Chl a分布特征及其影响因素

于2014年1月（冬季）和10月（秋季）对钦州湾海域进行了综合调查,分析了该海区分粒级Chl a的分布特征及其影响因素。结果表明,冬季Chl a平均浓度为2.38μg/L,秋季Chl a浓度显著升高,平均浓度为6.96μg/L。浮游植物粒级结构具有明显的季节变化特征,冬季浮游植物粒级组成以微型浮游植物为主,平均占Chl a总量的73.0%,小型和微微型浮游植物所占的比例分别为14.9%和12.1%;秋季,小型、微型和微微型浮游植物对Chl a总量的贡献率分别为42.3%、44.7%和12.9%。浮游植物平均粒级指数秋季（23.55μm）显著大于冬季（11.23μm）。从空间分布上看,在高营养盐含量区域大粒径的浮游植物占有优势,而其他靠近外海一侧的站位则以微型浮游植物为主。温度、营养盐和悬浮物是影响钦州湾海域浮游植物粒级Chl a分布和组成的重要环境因子。     

东海典型断面Chl a分布特征及影响因素

根据2011年5月~2012年2月春、夏、秋、冬4个航次东海海域的调查资料,分析了东海典型断面Chl a的分布特征、季节变化及其影响因素。结果表明:(1)东海海域Chl a的平面分布呈现出由近岸向远海递减的趋势,高值区相对集中在西部近岸海域,低浓度区域分布在东部较为开阔的远海海域。水动力条件、陆源径流的输入以及气候变化等因素是形成这种分布格局的主要原因。(2)Chl a的垂直分布受季节影响较大,春、夏两季变化幅度较秋、冬季大。(3)在季节变化上呈春季夏季秋季冬季的规律。(4)相关性分析表明,调查海域Chl a与水温的关系在夏季较为显著;与盐度的相关性趋势并不明显,与DO则在春季有着良好的相关性;与营养盐在春季呈显著正相关,说明营养盐是影响Chl a分布的主导因子。     

曹妃甸近海营养盐和叶绿素a的时空分布及其影响因素研究

本文通过2014年5月、2013年8月在曹妃甸周边海域分别实施春季、夏季航次,分析了营养盐和叶绿素a（Chl a）的时空分布特征、影响因素及其与温度、盐度、化学耗氧量（COD）、悬浮颗粒物（SPM）的关系,评估了水体营养状态和营养盐限制状况,并且结合历史资料探讨了围填海前后营养状况的变化情况。结果表明:调查海域无机氮（DIN）、磷酸盐（DIP）和硅酸盐（DSi）受到河流输入和沉积物释放作用的显著影响,其高值区主要出现在曹妃甸两侧的近岸海域;营养状态质量指数（NQI）在1.07~2.23之间,处于贫营养或中营养状态;营养盐限制状况具有季节差异,春季主要为Si限制,夏季主要为P限制;Chl a在春季的高值区主要分布在东侧远岸海域和东北侧内湾海域,与盐度、P和Si密切相关,其夏季高值区出现在甸头和内湾附近海域,与P和Si关系紧密。结合历史资料的比较表明春季DIN、NQI和Chl a在西侧海域有所降低,在东侧海域有所升高,这是由于围填海后潮流变化的空间差异造成了营养盐的重新分布,而夏季各断面多为DIN和NQI降低而Chl a升高,表明营养盐被浮游植物充分利用,需要结合浮游植物群落进一步分析围填海的影响。     

椒江口海域营养盐及富营养状况的时空变化

以2006年、2011年、2014年春季椒江口水质监测资料为基础,运用富营养指数法、有机污染综合指数法和潜在性富营养化评价法,对近10a来椒江口海域营养盐的时空分布变化特征和富营养化状况进行了研究分析。结果表明:近10a来,椒江口海域表层水体DIN、DIP均劣于四类海水水质标准,海域水体呈严重污染状态,富营养化程度较高;从时间上看,DIN、DIP浓度和富营养化程度均呈先加重后减轻的趋势;从空间上看,椒江口海域表层水体的DIN、DIP以及E值、A值平面分布均呈由河口向外海逐渐递减的阶梯状分布。入海径流携带的污染物、周边大型用海工程是影响该海域水体营养盐浓度和富营养化程度的主要因素。     

夏季南黄海西部溶解氧的分布特征及其影响因素分析

基于2006年夏季对南黄海调查所得的溶解氧(DO)资料,重点分析了DO的分布特征及影响因素。结果表明,2006年夏季南黄海DO的浓度范围为1.36～10.36 mg/L,平均值为7.21 mg/L;DO的水平分布趋势主要受控于环流结构,水体层化和生物化学作用明显影响着夏季南黄海西南部海域和冷水团范围内的DO含量,同时温度也是影响石岛外海、苏北近岸和海州湾东南部-苏北浅滩外侧DO含量的主要因素;从DO的垂直分布来看,30 m层的DO浓度最高,这是DO垂直分布最大值现象的具体表现,而且DO断面分布存在四种典型的类型。总体来看,南黄海西南部底层DO低值现象和受黄海冷水团影响的外海层化区存在的DO垂直分布最大值现象是调查海域DO分布的两个最显著的特征。     

大连湾海域营养盐时空分布、结构特征及其生态响应

基于2012年夏秋季大连湾海水中溶解态和不同粒级颗粒物中氮、磷、硅、叶绿素a的调查资料,对大连湾海水不同粒级颗粒物中营养盐和叶绿素a的时空分布特征进行了分析,对不同粒级浮游植物的营养要素组成及营养盐结构特征进行了探讨.结果表明,大连湾海水中溶解态营养盐、叶绿素a高值区主要出现在臭水套和甜水套湾附近海域,并由湾内向湾外递减,各粒级颗粒物中营养盐分布趋势存在着不一致性,但高值区易出现在西北部海域; 除无机氮外,海水中营养盐总体表现出秋季高于夏季,各粒级叶绿素a浓度表现为夏季高于秋季;磷是大连湾海水中浮游植物生长的限制元素,硅是不同粒级浮游植物营养盐的限制要素;微微型浮游植物对现有的营养结构更具适应性.     

珠江口水体表观光谱特性与类型分析

珠江口海域是典型的二类水体,光谱特性复杂,一直是国内学者研究的热点区域。本文基于2014年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）、冬（2月）珠江口海域四个航次实测的表观光谱资料,探讨了珠江口海域遥感反射率的类型及时空分布特性。结果发现珠江口海域四季水体遥感反射率呈5大类型,每一类光谱都具有典型的区域性和季节变化特征,其谱峰在450~575 nm范围内随季节变化而移动,A类型常年分布在珠江口内,B类型冬春季节分布在珠江口外混合过渡类水体中,C类型主要分布在珠江口口门外水深较深的离岸海域,D类型春夏季在万山群岛附近海域出现,E类型与大洋水体的光谱特征类似。分析表明5种光谱类型的谱型变化趋势由不同的水质因子主导。该研究对深入探讨珠江口等我国近海二类复杂水体的光谱特性及其水色要素的遥感反演具有重要的参考价值。     

闽北海域水体中溶解有机碳的时空变化及其影响因素

为探讨闽北海域水体中溶解有机碳（DOC）时空变化特征及其主要影响因素,于2015年8月、11月、2016年2月和5月对闽北海域环境进行调查,分析该海域DOC时空分布特征,并探讨DOC分布与Chl a、COD、AOU、营养盐、盐度等环境因子的关系。结果表明:2015~2016年闽北海域DOC的含量范围为0.32~2.78 mg/L,均值为1.19 mg/L;季节变化上,秋季>夏季>冬季>春季;空间分布上,整体呈现由近岸向远岸逐渐降低,由南向北逐渐升高的变化趋势,各季节略有差异。DOC与Chl a、COD以及盐度有较强的相关性,与AOU和营养盐的相关性不显著,不同季节影响DOC分布的主要环境因素存在一定差异。研究海域水体中DOC主要受浮游植物光合作用、陆地径流等因素影响,不同季节主要环境因素具有一定差异。     

珠江口及近海水体中铜的含量和形态及其与营养盐的空间分布关系

在对珠江河口及近海水体中Cu的含量和形态以及主要营养盐水平及形式进行监测分析的基础上,分析水体中Cu的总浓度、总溶解态Cu、颗粒态Cu以及游离态Cu与水体中主要营养盐及其主要赋存形式之间的内在联系。结果表明:水体中Cu的总浓度和各营养盐之间存在着对数分布的函数关系,其相关性N>Si>P,水体中游离态Cu与养分的相关性顺序为:NO2->SiO32->PO43->NO3->NH4+。通过计算得到研究水域中的N Si原子比为0 78,接近浮游生物体内的比值,说明水体中Cu的分布与N,Si养分的再生循环有着十分紧密的联系。      

长江口营养盐浓度变化及分布特征

根据2003年11月(枯季)和2004年8月(洪季)对长江口的2次现场调查,分析探讨了长江口的营养盐浓度变化及分布特征.结果表明,长江口水体3种不同形态的溶解无机氮中,以NO3--N含量最高,洪、枯季分别占溶解态无机氮的92.8%～97.7%和84.3%～98.4%.洪季NO3--N和NH+-N含量高于枯季,洪季与枯季NO2--N含量接近.洪、枯季长江口ρ(PO43-P)平均值分别为0.014和0.016 mg/L,接近国家海水一类标准.洪、枯季N3--N和PO3-4P含量均是由长江口内向口外近海逐渐降低,而NH4+-N含量则表现出相反的空间分布规律,即口外高于口内.通过计算长江口营养盐比值发现,枯季长江口氮、磷供应充分,不存在磷受限的情况,而洪季长江口水体受到磷的限制.      

2010年夏季珠江口海域溶解氧的分布特征和海气交换通量

根据2010年8月的调查资料,分析了珠江口海域溶解氧的分布特征,探讨了其与水体稳定性、营养盐、叶绿素a及CO2分压的关系。结果表明,溶解氧浓度由珠江口内向口外近海逐渐递增,在垂向上则随着水深由浅至深呈下降趋势。相关性分析显示,溶解氧在表底层的浓度差与温度差、盐度差和叶绿素a含量差都达到显著相关的水平,低氧区的形成与水体层化和有机质的降解耗氧密切相关,其中珠江冲淡水为浮游植物的生长和繁殖提供了丰富的N、P营养盐,而浮游生物的消亡和有机质的分解加剧了氧的亏损。溶解氧海气通量呈现明显的空间差异,其中河口上游表现为氧汇,而下游海域为氧源。     

夏季南海北部溶解碳水化合物浓度分布

采用TPTZ（2,4,6三吡啶-s-三嗪,C₁₈H₁₂N₆）方法对2015年6月采集的南海北部表层海水,以及珠江口东侧S断面进行了碳水化合物的分析。结果表明,溶解单糖（dissolved monosaccharide,MCHO）、溶解多糖（dissolved polysaccharide,PCHO）及溶解总糖（total dissolved carbohydrate,TCHO）的浓度范围分别是0.22~13.66,1.51~21.02和2.63~26.24 μmol C/L。表层海水MCHO、TCHO和PCHO具有相似的分布特点:近岸高,远海低;高值区大多分布在近岸受陆地影响较大的海区。S断面分析表明,该区域海水分层明显,MCHO、TCHO和PCHO分布较为相似,上层浓度高于下层浓度,浓度最高值出现在上层海水,部分站位受珠江冲淡水影响较大。表层海水的Chl a（chlorophyll a）与DOC（dissolved organic carbon）浓度分布大体上也呈现类似特点,不同之处在于水平分布方面Chl a的浓度分布与盐度分布更为类似,垂直分布方面在真光层以下Chl a与DOC的浓度分布无高值区。同时结果也表明二者的浓度分布对MCHO、TCHO和PCHO的分布有较大影响。     

河口水华区溶解有机碳行为与机制初探

浮游植物生长与固碳之间存在紧密的联系,相关机制的研究有助于更好了解海洋碳循环的过程。一般认为,水华发生时由于浮游植物大量繁殖,溶解有机碳（dissolved organic carbon,DOC,采用高温燃烧法测定）相应增加,然而,现场调查发现,长江口和珠江口夏季中高盐度（盐度10~30）水华区DOC浓度与非水华区相近,水华区总有机碳（total organic carbon,TOC）浓度较非水华区显著增加,其中,长江口水华区TOC比DOC增加60~140 μmol/L,珠江口水华区TOC较DOC高出~110 μmol/L以上,显示固碳主要以颗粒有机碳（particulate organic carbon,POC）存在。培养结果表明藻菌混合培养条件下DOC增加只占固碳~10%（即固碳的~90%为POC）,相反,无菌培养条件下DOC增量可占固碳的~80%（即固碳的~20%为POC）,两个河口水华区DOC未显著增加的机制可能是由于浮游植物产生的DOC易被细菌降解所致。     

夏季南海北部典型中尺度物理过程对营养盐及溶解氧分布特征的影响

依据2011年8月24日—9月5日对南海北部海域的现场调查,分析了涡旋这一典型中尺度物理过程对营养盐(NO-3-N,PO3-4-P,SiO2-3-Si)及溶解氧分布特征的影响.结果表明,夏季南海北部营养盐及溶解氧的分布受中尺度海洋过程的影响显著.在水平分布上,各项营养盐基本呈现近海高远海低的分布特征.东沙群岛附近海域由于受反气旋型涡旋的影响,反气旋型涡旋将珠江口水推至外海,使得东沙群岛附近海域呈现明显的高N、Si,低P的珠江口水特征.在断面分布上,位于珠江口附近海域的B、C断面营养盐浓度水平较低,表层低浓度营养盐向下扩张明显,营养盐浓度等深线也明显下移,其可能受到反气旋型涡旋中心区域的影响;而位于海南岛附近海域的D、F断面,底层低温高盐海水不断向上涌升,可能受到反气旋型涡旋边缘的影响,使得表层海水受到富含高浓度营养盐的底层海水的补充,为表层浮游植物的生长提供了丰富的物质基础.位于广东沿岸附近海域的A断面及东沙群岛附近海域的E断面则受季节性上升流的影响大于反气旋型涡旋的影响,表现出明显的低温、高盐、高P、低溶解氧的上升流特征.     

Relationship between nutrients and plankton biomass in the turbidity maximum zone of the Pearl River Estuary

Nutrients, dissolved and particulate organic carbon and plankton (bacterio-, phyto- and zoo-) were compared in the turbidity maximum zone (TMZ) and adjacent areas (non-TMZ) in the Pearl River estuary. Our results showed that high levels of suspended substances had marked effect on dynamics of nutrients and plankton in the TMZ. Based on the cluster analysis of total suspended solids (TSS) concentrations, all stations were divided into two groups, TMZ with average TSS of 171 mg/L and non-TMZ of 45 mg/L. Suspended substances adsorbed PO₄^3 − and dissolved organic carbon, resulting in higher particulate phosphorus and organic carbon (POC) and lower PO₄^3 − and DOC in the TMZ, compared to the non-TMZ. However, suspended substances had limited effect on nitrogenous nutrients. Phytoplankton growth was light-limited due to high concentrations of suspended substances in the TMZ and a peak of phytoplankton abundance appeared in the non-TMZ. In contrast, the highest bacterial abundance occurred in the TMZ, which was likely partly responsible for low DOC levels. Two peaks of zooplankton abundance observed in the TMZ and non-TMZ in the Pearl River estuary were primarily supported by bacteria and phytoplankton, respectively. Our finding implied that high levels of suspended solids in the TMZ affect the trophic balance.