浒苔绿潮与南黄海近岸海域水质的关系

浒苔绿潮在黄海海域连续暴发,为研究浒苔绿潮与该海域水质的关系,根据2010年3~6月5个航次对南黄海苏北近岸浒苔绿潮暴发区海域生态环境要素的调查数据,重点研究了该海域温度、盐度、溶解氧、pH值的分布特征及其与浒苔绿潮的关系.结果表明,受陆地径流及苏北沿岸流的影响,调查海区为低盐高营养盐区,为绿潮的暴发提供了一定物质基础.第1航次到第5航次温度由8.8℃升高到21.6℃,第3航次调查海区开始出现漂浮浒苔藻体,此航次温度平均值为14.6℃;盐度平均值为31.6,第3航次到第5航次温度和盐度值均处于浒苔藻体适宜的生长范围之内.调查海区整体上均处于富氧状态,且从第1航次到第5航次溶解氧值逐渐减低.受陆地径流的影响整个调查区域pH值基本都小于8.0.海区适宜的温度、盐度、溶解氧及pH值,为近些年黄海海域浒苔绿潮持续的大规模暴发,提供了一定的环境条件.     

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.     

浒苔绿潮暴发对南黄海海域溶解有机物的影响

通过2017年南黄海海域多个航次的现场调查数据,对浒苔绿潮暴发过程中溶解有机物的变化特征及影响因素进行了分析.结果表明,南黄海海域溶解有机碳（DOC）分布高值区主要集中分布在南黄海西北部和苏北近岸海域,陆源输入影响显著.利用三维荧光-平行因子分析（EEMs-PARAFAC）鉴别出南黄海海域溶解有机物荧光组分（FDOM）主要有4种：3种类腐殖质组分（C1、C2和C3）和1种类蛋白质组分C4.4种荧光组分平面分布特征相似,都与盐度呈明显的负相关.随着浒苔绿潮的暴发,南黄海海域DOC浓度和FDOM显著增加,溶解有机氮（DON）及溶解有机磷（DOP）则减少.随着浒苔绿潮沉降消亡,DOC浓度有所下降但仍高于浒苔绿潮暴发前,浒苔爆发区FDOM浓度升高,表层水体中C2和C4升高最为显著,分别增加了11.3%和12.6%;DOP、DON以及DON/DOC均逐渐升高.浒苔绿潮的暴发及消亡对南黄海海域溶解有机物的含量及时空分布影响显著.     

不同光照条件下浒苔与三种赤潮微藻的竞争

针对苏北浅滩水体浊度高、营养盐含量大、且被大多数学者认为是南黄海绿潮起源的实际情况,本文通过室内培养实验,研究了不同光照条件（0~4500lx）下浒苔与中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻对营养盐的竞争作用;并与苏北浅滩实际水体光照相结合,评估了浒苔与3种微藻在不同深度下的生理状态.浒苔与微藻的竞争,是决定暴发何种藻华的关键因素之一.结果表明,与3种微藻相比,浒苔对光照的适应性更强,最大日均相对增长率为11.91%/d.微藻与浒苔共培养时,生长情况明显劣于单独培养,中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻的生长抑制率分别为30%~46%,3%~44%,25%~41%,并且不同微藻对竞争作用的响应不同.营养盐监测数据表明,对有限营养盐的争夺是浒苔和微藻竞争作用的主要机制,研究结果为苏北浅滩浒苔绿潮的暴发机制提供了依据.     

2012年黄海绿潮藻早期发生和聚集动力学成因分析

利用2012年4月份浒苔藻早期调查数据和海洋模型FVCOM,对浒苔早期发生地的苏北海域进行水动力模拟,分析浒苔在该海域发生和聚集的动力学成因。结果表明,浒苔最初还是发生在南通启东沿海,尤其是小洋口外的太阳岛附近应当是浒苔早期暴发的主要发源地之一,并逐渐向北和外海发展,吕四附近的沿岸应当不是早期浒苔暴发的发源地,浒苔大部分都位于辐射沙洲的槽沟附近。模拟结果发现,由于潮流的作用导致早期浒苔聚集并也呈与辐射沙洲相一致放射状的条带状或斑块状分布,黄海苏北浅滩潮致锋面上升流是诱发浒苔早期暴发的因素之一。     

江苏陆地海岸线绿潮藻种类组成及分布特征

2012年12月—2013年5月对江苏启东蒿枝港至连云港西大堤长约730 km岸线内的69个岸滩堤坝站点进行了绿潮藻种类组成及数量分布调查.结果表明:绿潮藻出现的站点占总设置站点的26.09%,出现绿潮藻岸线长度约占整个江苏调查岸线长度的22.83%;岸滩上绿潮藻主要生长在沿岸石堤、养殖围坝和植被较浅相对稀疏的草滩上,绿潮藻种类组成主要有浒苔(Ulva prolifera)、曲浒苔(Ulva flexuosa)和缘管浒苔(Ulva linza).1—3月浒苔为主要优势种,4—5月曲浒苔为主要优势种,缘管浒苔在历次调查中其湿重生物量均很低.5月岸滩上固着绿潮藻量约36.7 t,不及海上飘来附着在岸滩上绿潮藻量的1/10,岸滩上固着绿潮藻中浒苔的量约为同期海上飘来浒苔湿重生物量的0.6%,岸滩堤坝不会是引起绿潮暴发的主要源头.     

黄海浒苔绿潮生态效应研究进展

自2007年至今,黄海海域连续14年发生大规模浒苔绿潮,这已成为我国一类常态化的海洋生态灾害。黄海浒苔绿潮暴发规模大,持续时间长,影响范围广,可以产生不良的生态效应。本文分析了大规模绿潮暴发对近海旅游业、水产养殖业、生态系统的影响和作用机制,总结了当前绿潮研究中存在的问题,并对未来进行了展望。     

围隔实验中浒苔在不同营养盐条件下的生长比较

近年来浒苔在我国黄海海区大规模暴发,给沿海海区造成了严重的环境问题.为了探究营养盐对浒苔生长的影响,2012年5月在黄海海区进行了现场船基围隔实验.实验共设置12个围隔装置,9种不同的营养盐条件.实验发现,浒苔对营养盐有极强的吸收能力,生长能力很强,在营养盐适中时,相对生长率最高可达82%,即使在低营养盐条件下也会保持10%左右的生长速率.在磷酸盐含量适中时,高浓度的硝酸盐更能促进浒苔的生长;充足、连续的营养盐补充是浒苔绿潮暴发的物质基础.通过浒苔吸收的营养盐含量估算其光合作用产生有机物的质量,发现与浒苔湿重增加量有着良好的线性关系.     

大型绿藻暴发的遥感监测与生态风险评估

2008年北京奥运前期,大面积的大型绿藻--浒苔在山东省青岛海域暴发,形成了史无前例的绿潮.尽管浒苔没有毒害作用,但依然给青岛奥运水上项目、海上交通、海水养殖及观光旅游等带来威胁.由于常规现场监测在大空间范围内调查的局限性,浒苔来源当时并不清楚.我们借助遥感手段分析了浒苔的形成过程及相关水动力条件,提出了浒苔来自约300km2之外的江苏省苏北沿岸的观点,并进一步指出苏北沿岸水产养殖活动是导致青岛浒苔暴发的这一跨境生态问题的关键驱动因子.该研究对海岸带地区的综合管理与生态风险评价有十分有益的启示.     

2018年春夏季苏北浅滩生物可利用氮分析

根据2018年4、5和6月份苏北浅滩海域的调查数据,分析了该海区生物可利用氮NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、尿素和溶解游离氨基酸（DFAA）的浓度及其分布特征,并探讨了早期浒苔绿潮与生物可利用氮的关系.结果表明,NO₃^--N是该海域5种生物可利用氮组分的主体,其浓度为（17.51±10.25）μmol/L,占生物可利用氮组分80%以上,其它依次是尿素、NH₄⁺-N、DFAA和NO₂^--N,浓度分别为（1.54±0.81）,（1.17±0.63）,（0.43±0.15）,（0.27±0.15）μmol/L,浒苔绿潮暴发初期生物可利用氮的平面分布特征整体呈现出明显的近岸高,外海低的趋势,高值区主要集中在近岸养殖业发达海域及河口地区.在浒苔快速增殖阶段,各生物可利用氮组分含量变化幅度较大,其中NO₃^--N含量降低最为明显,浒苔快速增长期的6月份较4月份降幅约40%,NO₃^--N是浒苔绿潮形成和发展的主要氮源.此外,尿素及DFAA浓度也明显降低,也可以作为营养物质被浒苔吸收利用.     

2008年南黄海西部浒苔暴发区有机碳的分布特征及浮游植物的固碳强度

根据2008-08-09～2008-08-13在南黄海西部绿潮(浒苔)暴发区取得的溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)的分析数据,结合同步获得的水文环境要素资料,研究了该区域有机碳的分布特征、来源、影响因素以及浮游植物的固碳强度.结果表明,DOC的浓度范围为1.55～3.22mg/L,平均值为2.44mg/L;POC的浓度范围为0.11～0.68mg/L,平均值为0.27mg/L.DOC与POC的分布特征基本一致,呈现近岸高,外海低;表层高,底层低的趋势.POC与TSS的相关分析表明,POC与TSS整体上呈显著正相关,表明TSS的浓度和来源是控制POC浓度高低的重要因素.通过建立POC与PN的一元线性回归模型,估算了样品中PIN的含量.扣除样品中PIN的影响后,沿岸大部分海域POC/PON的平均值8,结合POC/Chl-a比值,表明沿岸海域POC主要是海洋有机质来源,并且存在降解有机物,这可能是调查期间处于绿潮暴发后期,部分浒苔开始腐烂被降解所致.应用初级生产力估算的浮游植物固碳强度的结果表明,南黄海西部绿潮(浒苔)暴发区浮游植物的固碳强度变化范围为167～2017mg/(m2·d),平均为730mg/(m2·d),该区域日固碳量达到2.95×104t.换算至整个黄海,日固碳量为28.03×104t.     

南黄海浒苔绿潮暴发区氨基酸时空分布特征

根据南黄海绿潮发展过程将浒苔绿潮区分为35°N以南和35°N以北2个区域,并利用2018年南黄海海域春、夏季2个航次的调查数据研究分析了浒苔绿潮发生前后2个区域总溶解氨基酸（TDAA）、溶解游离氨基酸（DFAA）的分布特征及变化规律.结果表明,TDAA和DFAA的浓度均基本呈现近岸高远岸底的水平分布特点,35°N以南海域夏季相对于春季水体TDAA、DFAA的浓度整体呈现上升趋势,其中TDAA浓度升高程度明显,表、中层TDAA浓度分别升高了24.8%、60.6%,而35°N以北海域水体中TDAA的浓度却降低了8.7%,其中表层水体TDAA含量下降了30.1%.在DIN浓度较低的35°N以北海域,浒苔的吸收利用可能是造成该区域表层水体TDAA含量降低的重要原因.由此可见,35°N以北海域水体氨基酸等小分子有机氮对浒苔绿潮后期的维持发展起着重要的支持作用.     

基于支持向量机的绿潮灾害影响因素的权重分析

根据2012~2013年南黄海海域绿潮浒苔遥感监测分布面积数据及温度、天气状况、风向、风力、浪高5个影响绿潮浒苔扩散的气候因子,建立了相应的支持向量机回归模型.通过模型中各影响因素权重的变化分析绿潮灾害的发展过程,并与传统的单因素分析法进行对比,支持向量机回归更能准确得出各影响因素的权重及权重的变化规律.通过对权重变化规律的分析,给出在绿潮发生过程中漂浮、爆发和消亡阶段的划分依据.     

我国江苏如东岸基绿潮藻分布特征

总结了2010年江苏如东沿岸岸基绿潮藻分布调查结果。结果发现,如东紫菜养殖筏架、沿岸堤坝、养殖池塘和入海河道中均有大量绿潮藻分布;通过对江苏如东沿岸采集的15个绿潮藻样品进行ITS、5S rDNA间隔序列分析和形态观察,共鉴定出6种绿潮藻:浒苔(Ulva prolifera)、缘管浒苔(U.linza)、扁浒苔(U.compressa)、曲浒苔(U.flexuosa)、条浒苔(U.clathra-ta)和肠浒苔(U.intestinalis)。紫菜养殖筏架上未发现U.clathrata,其他5种绿潮藻均有生长。U.prolifera分布最广,河道、堤坝、池塘和紫菜筏架上均有分布,并在如东沿岸两个岸基位点发现了与2008年青岛大规模漂浮浒苔优势种序列一致的绿潮藻。紫菜养殖筏架、沿岸堤坝、养殖池塘和入海河道绿潮藻生物量(湿重)约为3.95×106kg、9.6×105kg、3.75×103kg和0.15×103kg。本论文为阐释绿潮发生机制及溯源提供了一定依据。     

对盐城市沿海2008年浒苔发生情况的初步认识

浒苔与2008年6、7月间在江苏省盐城市沿海大面积发生,从而对2008年青岛举办的奥帆赛产生潜在影响.为此,我们通过调查、实地观测、实验室观察相结合的办法,对浒苔的发生、发展情况进行了解和分析.浒苔是近几年在盐城沿海出现的,2008年达到高峰,4、5月份少量发现,6、7月份大量暴发;海上观察,浒苔通常漂浮于清水区,成区域分布,其间夹杂有铜藻,在浑浊、低盐海区、水温25℃以上时逐步衰退下沉;7月上旬,在浒苔下沉海区观察到有褐色水团,有光合作用,镜检疑为浒苔的孢子体.分析认为浒苔是在基岩质海区或在紫菜栈架上发生,生长旺盛时爆发并发生漂移,环境不适时下沉,并形成孢子体存在.浒苔在今后仍可能大面积爆发,并对海洋环境、生态及海洋捕捞生产等方面产生重大影响,应加强对策研究.     

2009年和2010年黄海绿潮浒苔的ITS序列分析

2009年和2010年黄海绿潮爆发时,采集了江苏和山东5个站位的13份漂浮浒苔样品,利用PCR扩增和测序获得了浒苔样品转录间隔区ITS序列(包括5.8S rDNA),依据ITS序列基于邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建系统进化树。形态特征比较表明2009年出现在青岛和乳山的浒苔与2010年出现在青岛、响水和如东的浒苔,形态特征相似。主要特征包括主枝明显,充满气体,分枝较多,藻体细胞纵向排列,形状为四边形或多边形,大小为(13～21)μm×(15～28)μm,一般具有一个蛋白核。比较分析2009年与2010年浒苔的ITS序列全长,发现ITS序列相似性为100%,与GenBank中黄海绿潮浒苔的ITS序列信息完全一致。分子系统学和形态学的结果一致表明2009年和2010年黄海爆发绿潮的浒苔为同一种;结合之前的研究结果,表明2007～2010年连续4 a黄海绿潮的形成种均为浒苔(Ulva prolifera)。     

春季黄海溶解氧的平面分布特征及主要影响因素初探

通过对中国SOLAS计划2005年3月航次所获取的溶解氧的数据进行分析,得出了黄海温度、盐度、溶解氧的平面分布,并在此基础上探讨了溶解氧与盐度、温度等化学水文要素之间的关系.结果显示: (1) 春季黄海溶解氧的含量范围在10.16～13.71 mg/L,平均为(12.07±1.03)mg/L,平面分布特征为:西部近岸较高,东部外海较低,北黄海较高,南黄海低,表中底三层分布比较均匀,等值线呈东北西南走向.(2)春季,影响黄海外海海域溶解氧分布的主要因素为温度和盐度,近岸的溶解氧分布主要受温度控制,与盐度无关.     

山东近岸海域夏季pH分布特征及影响因素分析

本文基于山东近岸海域2020年7月-8月表层海水pH、温度、盐度、叶绿素a、溶解氧等数据,研究了夏季山东近岸海域表层海水pH的分布特征及受控因素。结果表明：2020年夏季,山东近岸海域表层海水pH范围为7.76～8.62,平均值为8.12±0.11;莱州湾pH最高,渤海湾pH最低,在不同区域环境条件下pH的受控因素存在差异;夏季,渤海湾表层pH受径流引起的水团混合以及微生物对有机质的矿化分解的影响显著;由陆源营养盐输入引起的浮游植物光合作用的增强,是控制夏季莱州湾表层海水pH的主要因素;烟威北部海域pH受黄海冷水团影响明显,由温度、盐度控制的碳酸盐解离平衡过程对pH也产生影响;南黄海近岸海域pH除受黄海冷水团的影响外,部分区域还受浮游植物光合作用等因素的影响。     

化感物质对浒苔孢子附着的抑制效应研究

浒苔为世界广布种,自2007年以来,浒苔引起的绿潮在中国海域连续暴发,给山东沿岸受灾区域造成巨大的经济、生态损失。浒苔具有典型的同型世代交替生活史,二倍体世代的孢子无性生殖是其主要的生殖方式。而孢子释放进入环境后,当遇到合适的附着基质,便产生粘性糖蛋白附着于基质上,萌发形成的成体大量暴发,进而引起生态危害。基于此,该研究针对浒苔孢子萌发和附着过程,以浒苔孢子细胞诱导形成及附着干预为切入点,首先探索了影响浒苔孢子释放的环境因子,分析了不同类型附着基质对浒苔孢子附着的影响,最后以紫菜栽培区域使用最为广泛的网绳为附着基质,分析、探讨不同结构类型化感物质对浒苔孢子附着的干预能力。结果表明,环境压力如较低的温度和盐度(25℃、25‰)、10～12 h的干出时间和较小的碎片(如1 mm)有利于诱导浒苔孢子形成和释放。孢子对锦纶、维尼纶、尼龙等附着基质并未呈现出明显的附着差异性,这可能与附着基质材料的表面粗糙程度有关。丁香酚、月桂烯、壬酸、柠檬醛、正辛醇、苯甲酸具备抗孢子附着的能力,其中以丁香酚活性最佳(EC_(50)为4.43 mg/L),在2 mg/L浓度下即可对孢子附着产生抑制作用,其次依次为月桂烯、正辛醇、壬酸、柠檬醛和苯甲酸,EC_(50)分别为6.45、7.52、9.25、10.80和12.37 mg/L。对羟基苯甲酸及亚油酸不具备抑制浒苔孢子附着的能力。因此,可将丁香酚作为抑附着剂,月桂烯和正辛醇作为备选抑附着剂,用于抑制浒苔绿潮初期的孢子附着,进而达到在孢子阶段防控浒苔暴发的目的,为绿潮治理提供理论依据。     

山东半岛东部沿海绿潮灾害的发生特点

根据2008年至2013年青岛附近及山东半岛东部沿海绿潮灾害现场监测资料,统计分析了绿潮灾害发生特点。结果表明:自2007年以来,山东半岛东部沿海每年夏季均发生绿潮,绿潮灾害的发生时间为5~8月,严重时段出现在6月中旬至7月中旬;绿潮灾害的原因种为浒苔(Enteromorpha prolifera),形成绿潮灾害的浒苔来源于山东半岛南部海域的输送,为外来型绿潮;山东半岛东部中段沿岸,尤其是青岛附近海域为绿潮重灾区。