夏季黄渤海生源要素的平面分布特征

依据2013年6月22日~7月9日对黄渤海海域调查结果,分析了该海域生源要素(DIN、PO4-P、SiO3-Si、DO)的含量及平面分布特征,并初步探讨了莱州湾内连续站P2各项要素的日变化规律及其影响因素。结果表明:夏季DIN含量表现为渤海高于黄海,而DO、PO4-P及SiO3-Si却表现出黄海高于渤海的特征。渤海表层DIN、SiO3-Si浓度高于其底层浓度,黄海底层DIN、PO4-P 、SiO3-Si浓度高于其表层浓度,渤、黄海表层DO高于底层DO。平面分布上,调查海区营养盐整体呈现南高北低,近岸高、外海低的分布特征。营养盐的高值区主要出现在长江口、黄河入海口及江苏近岸海区以及黄海底层中部海区,其分布受长江冲淡水、黄河水及黄海冷水团的影响明显。DO则呈现北高南低的分布特征,南黄海海区较低,高值区出现在北黄海底层。受黄河冲淡水对该站位的影响,P2连续站营养盐及DO浓度均表现为表层高于10 m层、底层,SiO3-Si和DIN受潮汐影响较大,其变化规律与盐度基本一致,DO受潮汐与生物共同作用,高值出现在下午16时左右。     

2009年秋季旋沟藻赤潮爆发期间珠江口表层水体的环境特征

2009年秋季在珠江口海域爆发了一次大规模的双胞旋沟藻赤潮,影响面积高达300 km2。赤潮爆发期间,我们对珠江口水域的环境因子特征进行了调查。结果表明,调查期间珠江口西侧受径流的影响程度远高于东部,营养盐一般呈西高东低的水平分布格局,其中以NO3-N、DIN和SiO3-Si的差异最为明显。表层水体的DIN、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为31.64μmol/L、0.71μmol/L和46.3μmol/L。SiO3-Si和PO4-P的高值区主要位于洪奇门及以下的珠海沿岸,PO4-P的高值区主要位于洪奇门以上的水域,虎门附近S1站位的PO4-P浓度高达6.23μmol/L。高的营养盐输入、低的降雨量和严重的咸潮入侵应该是导致这次双胞旋沟藻赤潮爆发的重要诱因。     

东海赤潮高发区营养盐时空分布特征及其与赤潮的关系

根据2002-04～2003-02期间在长江口及其邻近海域进行的4个综合航次的调查资料,分析了该海区营养盐季节变化及分布特征,并初步探讨了海区营养盐状况与赤潮的关系.结果表明,各项营养盐的平均浓度分别为:溶解无机氮(DIN)(17.93±2.46)μmol·L-1,磷酸盐(PO3-4-P)(0.59±0.11)μmol·L-1和硅酸盐(SiO2-3-Si)(15.34±3.23)μmol·L-1,调查海区处于富营养化状态;海区营养盐含量存在明显的季节变化,表现为秋冬季节高于春夏季节,其平面分布特征呈现近岸高、外海低,沿岸方向向离岸方向逐渐降低的特点;调查海区DIN和SiO2-3-S主要来源于长江冲淡水等陆源输入,PO3-4-P主要来源于长江冲淡水和台湾暖流;调查海区的赤潮发生区域主要集中在营养盐浓度相对较高,而总悬浮颗粒物(TSP)含量相对较低的区域.     

冬、夏季北黄海生源要素的平面分布特征

根据2006年7至8月(夏季)和2007年1月(冬季)对北黄海海域2个航次的调查资料,分析并讨论了北黄海冬、夏季生源要素的平面分布特征。结果表明:(1)在北黄海,夏季生源要素的浓度普遍较低,PO4-P、DIN、SiO3-Si以及DO的整体平均值分别为0.20,3.25,4.45μmol/dm3和8.12 mg/dm3;而在冬季它们的浓度则有很大提高,整体平均值分别是夏季的2.80,2.46,2.77和1.20倍。(2)夏季,表层营养盐浓度近岸远高于远岸,底层在黄海冷水团盘踞区为高值,DO的分布也与之类似;冬季,DIN与PO4-P分布相似,SiO3-Si和DO则各有其独特性。     

大连湾海域营养盐分布特征及其与环境因子的关系

根据2012年8月份和11月份对大连湾海水中溶解态营养盐的调查数据,对大连湾海域营养盐分布趋势、营养结构特征及其与环境因子的关系进行了分析,结果表明:无机氮(DIN)和活性硅酸盐(SiO3-Si)含量较历史研究数据明显增高,活性磷酸盐(PO4-P)含量则明显降低,并且8月份PO4-P和SiO3-Si含量均低于11月份,DIN相反;PO4-P、DIN和SiO3-Si的水平分布趋势基本一致,表现为由湾顶向湾口逐渐降低的趋势;PO4-P和NH4-N与温度、pH、化学需氧量(COD)、盐度(S)和表观耗氧量(AOU)均表现出显著的相关性,而NO2-N、SiO3-Si则仅与AOU表现出显著正相关关系;营养盐结构特征分析表明,海域海水中营养要素的主要限制元素为P。     

近年来渤海湾赤潮监控区营养盐变化及其结构特征分析

根据2004~2006年进行的连续监测结果,分析、探讨了渤海湾赤潮监控区表层海水营养盐的污染现状、变化规律及其结构特征。结果表明:近年来,渤海湾赤潮监控区海域受到了DIP、DIN污染,水体处于严重的富营养化状态,且DIN的污染程度明显高于DIP;除个别项目外,渤海湾赤潮监控区以S4站营养盐含量最高,原因是S4站靠近河口,大量生活污水排放所致;在赤潮多发期,表层海水N、P、Si含量存在明显的月变化特征。6月份营养盐含量最低,8月份最高。年际变化表明:NH4-N的年际变化最为明显,表现为逐年递减的趋势,而SiO3-Si的年际变化最小。赤潮监控区DIN一直处于热力学平衡状态,NO3-N占DIN含量的57%~78%。近年来DIN/PO4-P和SiO3-Si/PO4-P逐年增加,而SiO3-Si/DIN则逐年降低。     

烟台四十里湾海域营养盐和沉积物-水界面交换通量

利用2009年5月、7月、10月和2010年1月4个航次对烟台四十里湾养殖海域的调查资料,分析了该海域营养盐分布、季节变化、主要控制过程以及沉积物-水界面交换通量。结果表明,四十里湾海域营养盐的分布整体趋势是近岸高,由近岸向外部海域递减;受到陆源输入的影响,高值区出现在调查海域东部。DIN的季节变化表现出冬高、秋低、春夏居中的趋势,整体上变化不大;SiO3-Si和PO4-P浓度均为春季最低。在春秋季P为四十里湾浮游植物生长的限制性因素,在夏季,N/P>30,P也是一个潜在的限制因素。四个季度培养结果表明DIN总体上由上覆水交换到沉积物中;近岸区沉积物是PO4-P的汇;调查区域SiO3-Si的扩散方向均是从沉积物到上覆水中。四十里湾沉积物释放的SiO3-Si对初级生产力的贡献较小;与其他浅海环境相比,四十里湾沉积物-水界面的营养盐通量处于较低水平。     

东海沉积物-海水界面营养盐交换通量的初步研究

用实验室模拟法研究了2002年4月30日～5月17日和2002年8月26日～9月10日东海两个航次硅、磷、氮营养盐12个站位沉积物-海水界面上的交换通量,采用连续函数拟合的方法计算了营养盐界面交换速率.结果表明,春、夏季SiO3-Si在东海沉积物-海水界面上均表现为由沉积物向水体的转移,平均交换速率为4 12 mmol/m2·d.PO4-P、NH4-N、NO2-N和NO3-N则随站位的不同有一定的差异,平均交换速率分别为-0.01、0.48、-0.02和-0.07 mmol/m2·d.平均两个航次的结果,SiO3-Si、PO4-P、溶解无机氮(DIN)在东海沉积物-海水界面上的交换通量分别为3 18×1012、-7 37×109和2.95×1011mmol/d,可提供维持东海初级生产力SiO3-Si的55%、DIN的5.1%.     

大亚湾海域春季营养现状分析与评价

根据2007年4月对大亚湾海域调查结果,分析并评价了该海域春季的营养状况.结果表明,DIN为湾西部和中部含量较高,PO4-P为湾中部海域含量较高,SiO3-Si为澳头附近海域中部和核电站附近海域东南部含量较高;底层DIN、PO4-P和SiO3-Si水平分布均表现为澳头附近海域中部含量较高于其他海域;上覆水中DIN和PO4-P为整个湾内水域分布相对较均匀,而SiO3-Si为霞涌西南部近岸海域和核电站附近海域东南部含量较高.从营养结构看,与Redfield值和Justic等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合N限制条件.根据修正后的营养状态指数评价模式和有机污染评价指数计算结果,2007年春季大亚湾海域营养水平属于贫营养水平,有机污染程度表层、底层属0级,而上覆水属1级,表明大亚湾海水水质良好.     

春季长江口邻近海域营养盐分布特征及污染状况研究

根据2003年5月1～11日对长江口邻近海域的现场调查数据,分析了该海域的营养盐分布特征以及富营养化状况,结果表明:长江口、杭州湾附近海域的营养盐分布总体规律呈现近岸高,向远海逐渐降低的趋势,在长江口存在明显的舌状分布高值区.调查海域DIN变化为1.83～50.60 μmol/L,PO4-P变化为0.22～0.85μmol/L,SiP3-Si变化为5.60～46.40μmol/L.此外.该海域已处于严重的富营养化状态,调查站位EI均大于1,最高可达57.95.其中DIN含量较高,表层和底层各有12.50%的站位超过四类海水水质标准,属于严重污染海域.     

鳌山湾沉积物间隙水营养盐的含量及其分布

根据2004年6月中旬鳌山湾的调查资料,分析了鳌山湾海域5项营养盐NO2-N,NO3-N,NH4-N,PO4-P,SiO3-Si的浓度分布特征。得知间隙水中NO2-N浓度分布在1.01￣48.86μmol·L-1,NO3-N为2.1￣108.16μmol·L-1,NH4-N为3.02￣18.28μmol·L-1,PO4-P为0.13￣1.42μmol·L-1,SiO3-Si为70￣168μmol·L-1之间,并将间隙水浓度与底层水相比较。结果表明:间隙水营养盐的浓度远远高于底层水营养盐的浓度,揭示了间隙水与上覆水体之间营养物质的交换并不是十分强烈。     

春季大亚湾海域沉积物-海水界面营养盐的交换速率

2007年4月应用实验室培养法研究了大亚湾海域沉积物-海水界面营养盐的交换速率(ν)和交换通量(F),并与间隙水分子扩散模型计算结果进行了对比。结果表明,νDIN变化范围为304.21~441.92μmol/m2.d,平均为368.05μmol/m2.d,νPO4-P变化范围为27.08~110.21μmol/m2.d,平均为48.64μmol/m2.d,νSiO3-Si变化范围为1878.10~6024.40μmol/m2.d,平均为3653.84μmol/m2.d。与间隙水分子扩散模型计算结果相比较,两者之间存在数量级的差异。产生差异的原因在于,间隙水分子扩散模型在浅水海湾中应用时没有考虑到沉积物底栖生物活动以及风浪扰动等因素的影响。大亚湾海域春季FDIN/SE为2.03×107mol,FPO4-Pi/SE为2.68×106mol,FSiO3-Si/SE为2.02×108mol,为维持大亚湾春季的初级生产力,沉积物交换过程可提供约10%的DIN、21%的PO4-P和98%的SiO3-Si。     

长江口及其邻近水域溶解无机氮的分布变化特征

根据2004年4个航次的调查资料,研究了长江口及其邻近水域溶解无机氮的分布变化特征。结果表明,高浓度溶解无机氮集中分布在河口附近。一般来讲,近岸硝酸盐浓度上层高于下层,远岸与之相反。由于生物和化学作用的影响,亚硝酸盐和铵盐垂直断面分布较为复杂。随着长江径流量的增加与减小、冲淡水势力范围的扩大与缩小,硝酸盐季节分布随之变化,然而,亚硝酸盐春季浓度较高,铵盐冬季浓度远大于其它季节。各月DIN/PO4-P比值远高于Redfield比值。与1985~1986年相比,20余年溶解无机氮增加了2.2倍,DIN/PO4-P比值升高了1.4倍,这主要取决于溶解无机氮浓度的增加。溶解无机氮在河口的转移除了生物活动的影响外,主要受海水稀释作用的控制。     

夏季黄海和渤海微表层和次表层海水中营养盐的分布特征

基于2011年6月黄海和渤海微表层和次表层中营养盐(DIN、PO34--P、SiO23--Si)的调查数据,分析讨论了营养盐的平面分布特征,并选取黄海冷水团断面和长江口断面对营养盐的垂直分布特征进行了分析.结果表明,不论是微表层还是次表层,营养盐的分布都是从近岸向远海递减,在河口地区有明显的高浓度分布;由于夏季长江冲淡水左转北上,营养盐在黄海南部长江口区呈现出水舌状分布特征;受黄海冷水团的影响,北黄海冷水团断面的垂直分布出现表层层化和底层垂直混合均匀的现象;受长江径流输入的影响,长江口断面DIN和SiO23--Si的垂直分布呈现表层浓度大于底层浓度的特征.另外,研究了微表层对NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO34--P、SiO23--Si和DIN的富集情况,结果表明除NO3--N外,微表层对次表层中的其它营养盐都产生了明显的富集作用,平均富集因子介于1.37～2.21之间.     

海蜇降解对生源要素的释放研究

以海蜇为研究对象,通过模拟实验研究了海蜇降解过程对水体溶解氧和营养盐的影响。研究结果表明:海蜇降解显著消耗水体溶解氧,在降解的前3 d溶解氧消耗速率最快,实验水体海蜇量越多其溶解氧消耗就越大。海蜇降解向水体释放大量的DOC、NH4-N,且随实验海蜇量的增多其NH4-N释放量逐渐增加;5 kg组NH4-N最高浓度可达2 150μmol/L,为对照组的100倍;由于反硝化作用NO3-N、NO2-N的浓度随实验时间的增加浓度逐渐降低,至第3 d其浓度降低至未检出。海蜇降解也向水体释放PO4-P和SiO3-Si,且随实验水体海蜇量的增多其PO4-P和SiO3-Si释放量逐渐增加,但SiO3-Si增加幅度较小。降解产物中N/P值较高,最高值高达1 707,平均值为195。水母大量暴发会对海洋生态系统产生重大影响。     

海州湾海洋牧场人工鱼礁投放对营养盐的影响

为了解海州湾海洋牧场人工鱼礁投放对营养盐的影响,基于2008—2015年间共24个航次水质调查资料,分析了海州湾海洋牧场鱼礁区和对照区活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、活性硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)和溶解无机氮(DIN)的浓度、组成及营养盐结构的变化.同时,比较了鱼礁区和对照区营养盐的变化,初步分析了人工鱼礁投放量与营养盐的相关性,尝试探索人工鱼礁投放对营养盐浓度与结构的影响.结果表明,鱼礁区和对照区PO_4~(3-)-P、SiO_3~(2-)-Si浓度均呈现出秋季夏季春季的特点,且鱼礁区高于对照区.DIN在鱼礁区和对照区也呈现出同样的季节变化特点,但鱼礁区的变化幅度显著大于对照区.海洋牧场人工鱼礁的投放使鱼礁区PO_4~(3-)-P和DIN浓度增加.受热力学平衡的影响,对照区DIN浓度也出现了增加,而PO_4~(3-)-P受人工鱼礁投放的影响小.鱼礁区和对照区SiO_3~(2-)-Si受人工鱼礁投放影响均不明显.另外,海洋牧场DIN组成也发生了改变,2012年前NO_3~--N为DIN主要组成,之后为NH_4~+-N.营养盐结构分析显示,海州湾海洋牧场营养盐对浮游植物主要表现为磷限制.     

三峡水库三期蓄水前后长江口硅酸盐分布及其比值变化

河口SiO2--Si浓度的变化直接影响到水体的营养盐结构和生态系统.根据2010年8月、11月和2011年5月的现场调查资料,对长江口区域一个水文年(跨三峡水库三期蓄水)硅酸盐的分布特征和变化趋势进行了分析.结果表明,长江口及其邻近海域硅酸盐分布与盐度分布极其相似,整体呈现近岸高、外海低的特点;截取一断面分析发现存在上升流,硅酸盐等值线有抬升趋势.3个季节硅酸盐平面分布各有其季节性特点,但总体浓度夏季高于秋季,秋季高于翌年春季;在整个调查区域SiO32--Si/DIN值是10月＞8月＞5月,而SiO32--Si/PO43--P值是5月＞8月＞10月;3个季节SiO32--Si浓度与盐度都呈显著负相关关系.与历史资料比较得出,2010-2011年长江口海域营养盐比值小于2004年,也小于1985-1986年,可见三峡工程蓄水对长江口SiO32--Si/DIN、SiO32--Si/PO43--P降低的影响.     

广西钦州湾营养状况季节分析与评价研究

根据2009年1月、4月、8月和11月对钦州湾海域调查结果,分析并评价了该海域营养状况的季节变化。结果表明,钦州湾海域总溶解无机氮(DIN)含量范围在0.023 mg/L~1.750 mg/L,硅酸盐(SiO3-Si)含量范围在0.027 mg/L~3.900 mg/L,磷酸盐(PO4-P)含量范围在0.001 mg/L~0.158 mg/L。NO3-N是DIN的主要存在形式,占62%~78%。不同的营养盐季节分布有所差异。DIN季节分布表现为夏季春季秋季冬季;PO4-P季节分布为春季秋季冬季夏季;SiO3-Si季节变化为夏季秋季春季冬季。从营养结构看,与Justic'等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合P限制条件,PO4-P可能成为浮游植物生长的潜在限制因子。按照营养状态指数值,钦州湾海域春季、夏季和秋季表层海水处于富营养化状态,钦州湾内湾富营养化程度高,一旦水文气象条件适宜,从春季到秋季该区域随时都会发生赤潮灾害的可能。     

浒苔绿潮与苏北近岸海域营养盐浓度的关系研究

根据2010年3～6月5个航次对苏北近岸浒苔绿潮暴发区海域进行的调查数据,研究了该海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,受陆地径流和苏北沿岸流的影响,调查海区为营养盐高值区,为绿潮暴发提供了一定基础.溶解性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO34--P)和硅酸盐(SiO23--Si)最高浓度分别为23.04、0.55和15.85μmol.L-1,春季浮游植物生命活动旺盛和浒苔绿潮对营养盐的吸收导致从第一至第五航次硝酸盐(NO3--N)、磷酸盐(PO34--P)、硅酸盐(SiO23--Si)和溶解性无机氮(DIN)整体呈下降趋势.此外,水体中N/P与浮游生物体中N/P越接近越有利于浮游生物生长.第四和第五航次的N/P比值比较有利于浒苔的生长.各航次营养盐的分布特征均表现为近岸高,远岸低的趋势.     

2013年莱州湾海域营养盐的平面分布及季节变化规律

依据2013年6、8、10、11月对莱州湾4个航次的调查资料,分析了该海域不同季节溶解无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO4-P)平面分布及季节变化特征。结果表明,2013年莱州湾DIN和PO4-P均呈现出较明显的季节差异。其中,夏季受陆源输入显著影响,DIN和PO4-P浓度最高,50%的站位DIN含量超四类海水水质标准;其次为秋季,45%的站位DIN含量超四类海水水质标准,而春季最低,31.25%的站位DIN含量超四类海水水质标准。4个月份PO4-P含量均满足一类海水水质标准。N/P比值总体处于较高水平,表明整个莱州湾海域处于磷限制潜在性富营养(ⅥP)水平。