2012年夏季长江口颗粒有机碳、氮分布特征及其来源

基于2012年8月对长江口及其邻近海区的调查资料,分析了长江口夏季颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、颗粒氮(particulate nitrogen,PN)的空间分布特征及其与环境因子的关系,并结合C/N摩尔比值和叶绿素a(chlorophyll a,Chl a)探讨了POC的主要来源及浮游植物的贡献.结果表明,2012年夏季长江口POC的质量浓度范围在0.68~34.80mg·L-1之间,均值为3.74 mg·L-1;PN的质量浓度范围为0.03~9.13 mg·L-1,均值0.57 mg·L-1,二者浓度均表现为底层高于表层.POC和PN平面分布相似,高值区均出现在口门附近和调查海区西南部,并向外海浓度迅速降低,整体呈现近岸高、远岸低的趋势,与总悬浮物(total suspended matter,TSM)的平面分布规律基本相同;POC与PN间呈极显著正相关,表明二者具有高度的同源性.POC、PN与TSM、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)间均呈现极显著线性正相关,而与盐度(salinity,S)和Chl a的相关关系较弱,表明POC和PN的分布受陆源输入的影响较大,浮游植物生产不是该水域颗粒有机碳、氮的主要来源.C/N摩尔比和POC/Chl a法分析表明夏季长江口POC主要为陆源,有机碎屑是POC的主要存在形式.定量估算结果表明,浮游植物生物量对夏季长江口表层POC的平均贡献率仅为2.54%,非生命POC占绝对优势地位.     

青岛近海夏冬季颗粒有机碳的分布特征

于2006年夏季(8月)和2006年冬季(12月)对青岛近海的悬浮体(TSM)、颗粒有机碳(POC)进行采样并测定。结果表明,青岛近海夏季POC的质量浓度范围为0.15~1.04 mg/L,平均值为0.31 mg/L,冬季POC的质量浓度范围为0.089~0.88 mg/L,平均值为0.27 mg/L。夏季高于冬季,但变化不大。青岛近海夏季POC质量浓度的平面分布具有东北部海域高,西南部海域低的分布趋势,其平面分布与叶绿素a的平面分布基本相似,夏季POC由生物活动控制。冬季POC质量浓度的平面分布呈现近岸高,远岸低,等值线基本与海岸线平行的分布特征,其平面分布与TSM的平面分布相似,冬季POC由TSM控制。夏季和冬季,浮游植物对POC的贡献分别为26.9%和4.10%,青岛近海以碎屑有机碳为主。POC的周日变化明显,夏季由生物活动控制,冬季由潮汐控制。     

长江口有机碳的时空分异及耦合行为

依据2014年5月、11月于长江口及其邻近海域两个航次的综合环境调查,对颗粒态有机碳（POC）和溶解态有机碳（DOC）在长江口水域的迁移分布及相互转化进行分析。结果表明,长江口DOC和POC浓度整体都遵循南部高、北部低,近岸高、远岸低的分布规律。春季DOC贡献率为18.44%～71.50%,均值为（46.78±13.87）%;秋季为25.46%～84.97%,均值为（63.35±14.63）%。在近岸水域尤其是最大浑浊带（TMZ）附近以POC为主;近海区则以DOC为主,且表层DOC贡献高于底层。长江口水域有机碳物源复杂且主要为陆源输入贡献,底层海洋和三角洲来源的贡献更高。在长江口水域DOC和POC之间存在着形态比例转化,主要受盐度和悬浮颗粒物（TSM）动态变化的控制;当水体中TSM浓度大于98.41 mg/L时,长江口有机碳以颗粒态为主,反之则以溶解态为主。TMZ是有机碳浓度和形态转变的重要场所,POC在此发生沉降并矿化,强水动力导致的解吸和微生物的降解作用可能会促使其向DOC转化。     

渤海中部海域颗粒有机碳季节性变化及碳库估算

依据不同季节的调查,对渤海水体中颗粒有机碳（POC）的时空变化特征、碳库及影响因素进行对比研究.结果表明：春、夏、秋和冬季渤海调查海域颗粒有机碳的平均浓度分别为（338±146）μg/L、（491±136）μg/L、（358±228）μg/L和（2534±2601）μg/L,其中冬季渤海水体中POC浓度最高约是春季的7倍.不同季节渤海调查海域POC分布具有相似的规律,即由近岸浅水区向远岸逐渐降低,高值区多集中在调查海域北侧近岸、黄河入海口以及渤海湾等处.不同季节影响POC分布的因素不同,春、夏和秋季影响渤海调查海域POC分布的因素主要是陆源输入和浮游植物的生长繁殖,沉积物再悬浮是影响冬季渤海调查海域POC分布的主要因素.通过C/N比值探究不同季节渤海水体中POC来源发现,春季有45.3%、52.8%样品的C/N比值分别介于2.6~4.3和4~10之间,夏季有38.7%、32.3%样品的C/N比值分别介于2.6~4.3和4~10之间;秋季有84.4%样品的C/N比值介于4~10;而冬季有72.2%样品的C/N比值大于12,可见渤海水体中POC来源具有季节性差异,春季和夏季渤海调查海域POC主要来源于海洋生物的代谢活动,秋季渤海水体中POC的主要来源是浮游植物,冬季渤海POC的主要来源是再悬浮物作用下沉积物中保留下来的有机物.渤海POC碳库呈季节性变化,春、夏和秋季渤海调查海域POC碳库在6×10⁵~7×10⁵t范围内,冬季碳库最高,为2.5×10⁶t.     

塘西河颗粒有机碳浓度季节变化及其来源分析

基于2014年塘西河下游水体中颗粒有机碳(POC)、叶绿素a为期1年的野外调查,结合颗粒有机物C/N比值、POC浓度与叶绿素a浓度比值(POC/Chl a)及降雨量等数据,分析了塘西河下游水体中POC浓度的季节变化规律、影响因素及其主要来源。结果表明,塘西河下游水体中POC浓度夏季最高,冬季最低,呈现出夏季春季秋季冬季的变化趋势;POC浓度与叶绿素a浓度呈现基本一致的变化趋势,说明两者具有共同的来源,但陆源输入对POC浓度变化产生一定的影响;水体中颗粒有机物C/N比值在5.11~8.15之间,年平均值6.12,POC/Chl a比值在16.24~32.18之间,年平均值为21.47,说明塘西河下游水体中POC主要来源于内源。通过计算,内源对水体中POC的贡献率在40.4%~80.07%之间,年平均值为62.55%,春、夏、秋、冬季内源贡献率分别是59.95%、70.24%、59.84%和58.48%。     

2015年秋季长江口有机碳的分布特征及其影响因素

依据2015年11月对长江口及其邻近海域的综合调查,分析了秋季长江口颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）的分布特征及其与环境因子的关系。结果表明:2015年秋季长江口POC的质量浓度为0.65~8.25 mg/L,均值为1.34 mg/L,整体呈现近岸高、远岸低,表层低、底层高的分布趋势;DOC的质量浓度为0.77~2.69 mg/L,均值为1.49 mg/L,整体表现为近岸高、远岸低,表层高、底层低的变化特征。有机碳与总悬浮颗粒物（TSM）的线性回归关系表明,陆源输入对POC含量分布贡献很大;有机碳和盐度（S）的极显著相关性说明,S对有机碳的影响主要体现在海水对有机碳的稀释作用及促进POC向DOC转化两个方面;DOC与COD的显著相关性,揭示了DOC的来源与长江径流和河口沿岸工农业排污输入密切相关。     

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。     

长江有机碳通量的季节变化及三峡工程对其影响

2003年6月～2005年7月在长江口每月采集表层水样,测定溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC).结果表明,DOC和POC平均浓度分别为1.59±0.21和0.91±0.42mg/L,其中枯季的DOC浓度较洪季高,而POC则呈相反趋势.POC浓度与水体中总悬浮颗粒物(TSM)浓度有显著性正相关关系,在TSM中的POC%随着TSM浓度的增加而减小.2003,2004年长江的DOC通量分别为1.32×10⁶t和1.20×10⁶t,POC通量分别为2.69×10⁶t和1.63×10⁶t,约76%的总有机碳在洪季输送入海,组成以颗粒态为主.2003～2004年间POC通量急剧减少,DOC通量与POC通量的比值迅速增大,可能与三峡水库对颗粒物的拦蓄、改造及富营养化有关.     

2010~2011年深圳湾Chl a与粒级结构的季节变化

于2010年11月至2011年8月对深圳湾的Chl a总量及粒级结构的时空分布进行了4个季度的调查,并分析了它们与环境因子的关系。结果表明:深圳湾Chl a总量年平均值为10.95 mg/m3,变化范围为0.63 mg/m3~186.99 mg/m3,季节变化表现为秋季（25.45 mg/m3）>夏季（11.18 mg/m3）>春季（4.95 mg/m3）>冬季（2.21 mg/m3）。全年Chl a空间分布均呈现出由湾内向湾外逐渐递减的趋势。春季和夏季深圳湾以微型浮游植物对Chl a总量的贡献占绝对优势（>76%）;秋冬两季微型和小型浮游植物对Chl a总量贡献均占有很大的比重（>84%）;微微型浮游植物对Chl a总量的贡献全年都很低（ < 16%）。相关分析结果表明Chl a总量和Micro-Chl a与DIN呈显著正相关（p < 0.05）;Nano-Chl a与DIN、DIP和硅酸盐均呈显著正相关（p < 0.05）。深圳湾高Chl a总量,以小型和微型浮游植物占优势的粒级结构主要是由高营养盐水平引起的;在春季和冬季,光照和温度对粒级结构的形成也起到一定的作用。     

2000~2011年深圳湾及邻近水域颗粒有机物的来源和时空分布

依据2000~2011年每月一次的调查资料,简要描述和讨论了深圳湾及邻近水域中颗粒有机物(POM)质量浓度的时空分布,并结合盐度和叶绿素a (Chl a)实测数据探讨POM的来源和滞留时间.结果表明深圳湾的POM质量浓度和陆源质量分数分别约为4.2mg/L,79%,而伶仃洋东部沿岸的分别约为1.9mg/L,42%.深圳湾和伶仃洋东部沿岸中现存浮游植物颗粒有机物(PPOM):Chl a比率分别约为92,54g/g,由此估算的PPOM质量浓度分别为0.8,0.2mg/L左右.依据浮游植物生产力和累计海源POM估算的POM滞留时间在深圳湾中为1~5d,而在伶仃洋东部沿岸中约为10d.研究期间伶仃洋东部沿岸POM质量浓度的年际变化略呈上升趋势,从1.7mg/L上升至2.0mg/L;深圳湾POM质量浓度在2000~2005年呈上升趋势,从3.0mg/L上升至5.5mg/L,在2006~2011年则呈下降趋势,从5.4mg/L下降至3.0mg/L.     

水文地貌分区下鄱阳湖丰水期水质空间差异及影响机制

在2011年7月鄱阳湖丰水期水质参数采样分析的基础上,结合Delft3D水动力模型结果,针对鄱阳湖湖区建立了8个水文地貌分区,分析了丰水期总悬浮泥沙(TSS),总磷(TP)、总氮(TN)与叶绿素a(Chla)浓度的空间分布特征,研究了各分区下的水质因子之间的关系.结果表明,鄱阳湖丰水期平均TSS浓度为33.65mg/L,远高于2003年以前10mg/L的平均浓度水平;平均氮、磷营养盐浓度分别为1.61mg/L及0.075mg/L,已达到并远远高于富营养化发生条件,而平均Chla浓度为5.99μg/L,并未达到富营养化湖泊水体临界值.Chla与其他各水质因子无显著相关性,而高泥沙浓度区域的TP与TSS呈现显著相关性.在不同鄱阳湖水文地貌分区下,高强度湖泊采砂活动的北部高流速水域TSS浓度高于河口三角洲水域3倍;TN,TP营养盐浓度表现为流域面源污染负荷大的赣江,饶河河口三角洲水域≥高强度湖泊采砂活动的北部高流速水域>流域污染负荷较小的修水河口三角洲水域及中部湖心水域.Chla则受营养盐浓度水平与水动力因素共同作用而表现为河流交换速度慢且高营养盐浓度水域>水流交换速度快且高营养盐浓度水域>水流交换速度慢且低营养盐浓度水域,其中饶河信江潼津河河口三角洲水域Chla浓度最高,平均水平达到12.53μg/L,超过了富营养化水体的临界值.     

深圳湾及邻近水域中的溶解有机氮——其时空分布、来源和生物利用率

依据2000～2014年每月的监测资料,分析了深圳湾及邻近沿岸水域中溶解有机氮（DON）质量浓度的时空分布,并结合盐度、5d生物需氧量和颗粒有机物实测数据探讨DON的来源和生物利用率.结果表明,深圳湾中DON质量浓度为（0.45±0.45）mg/L,夏、冬季较高,春、秋季较低,在2000～2004年呈上升趋势,而在2005～2014年呈下降趋势;珠江口东南沿岸中DON质量浓度为（0.16±0.08）mg/L,季节变化小,研究期间总体上略呈上升趋势.深圳湾和珠江口东南沿岸中DON均呈现出保守并具有同源性.依二元混合质量平衡模式估算的深圳湾中DON陆源质量分数约为80%,而珠江口东南沿岸中约为38%,显示深圳湾DON主要来自陆源,而珠江口东南沿岸主要来自海源.依实测数据和回归分析结果估算的深圳湾中平均DON生物利用率为14.8%,而珠江口东南沿岸中为15.5%,与珠江口下段高盐区中实测溶解有机碳生物利用率相近.     

黄河三角洲北部悬浮体和颗粒有机碳的分布与影响因素

2008年12月对黄河三角洲北部及其毗邻海域悬浮体浓度(SSC)和颗粒有机碳(POC)进行了研究,并结合该海域水文资料,分析了该区冬季SSC和POC的空间分布特征和影响因素.结果表明,冬季研究区水体中的SSC变化范围较大(5~1064mg/L),表、底层的SSC高值区(>600mg/L)均呈条带状分布于废弃神仙沟-钓口三角洲附近海域,且随水深加大SSC快速降低(400μg/L)集中于近岸海域,渤海中部POC仅为20~50μg/L左右,但底层POC向渤海湾中部扩散范围比表层大.POC和SSC之间存在显著正相关关系,表明该海区近岸浅水区沉积物再悬浮是影响研究区POC空间分布的重要原因.冬季SSC和POC高值区与最大侵蚀区、波致底切应力>0.2N/m2的区域相对应,表明在冬季强海洋动力条件下,废弃神仙沟-钓口三角洲叶瓣前缘不仅是沉积物的“源”,也同样是颗粒有机碳的“源”.     

基于生物光学模型的巢湖悬浮物浓度反演

根据2009年6月巢湖32个样点实测的遥感反射率、悬浮物浓度、吸收系数及散射系数等数据,分析巢湖水体各组分的吸收、散射等固有光学特性,确定悬浮颗粒物单位散射系数、后向散射概率等固有光学参数,构建基于生物光学模型的悬浮物浓度反演模型,并利用准同步获取的环境1号卫星CCD影像数据反演巢湖悬浮物浓度.结果表明,555 nm处悬浮颗粒物单位散射系数的平均值为0.48 m2/g,以555 nm为参考波长,建立指数衰减模型对悬浮颗粒物单位散射系数进行参数化,模型的决定系数可以达到0.99;此外,在760～900 nm(Band4)范围内,后向散射概率不具有波长依赖,其值稳定在0.051.利用所得到的表观及固有光学量构建巢湖水体遥感反射率模型,反演巢湖悬浮物浓度,得到实测值与反演值之间的相对误差随着浓度的增加而呈现下降的趋势,平均相对误差为17.25%,由此表明该方法适用于反演悬浮物浓度较高的湖泊水体;利用两景环境1号卫星CCD影像数据反演得到的巢湖悬浮物浓度主要在0～100 mg/L之间变化,其中6月13日巢湖悬浮物浓度40 mg/L的水域占到总面积的54.37%,而6月15日巢湖61.62%的水域悬浮物浓度40 mg/L,且这2 d巢湖悬浮物的分布与当时的气候变化一致.