基于景观空间格局指数法的长江口水域生态环境变化分析

以长江口重大工程区、重要生态敏感区及其邻近水域为研究区域,采用景观生态学中景观空间格局指数方法,分析2001年8月和2006年8月两次取样调查期间长江口生态环境变化。研究结果表明:5 a间以重大工程为主的人类活动对长江口水域生态环境影响显著。无机氮、活性磷酸盐污染严重,其斑块对干扰敏感度高,受干扰的强度最大,斑块多样性指数下降;由于海域重大工程建设增加了水体中悬浮物含量,使得悬浮物斑块优势度升高;在轻度或中度干扰下,盐度、COD、悬浮物、叶绿素a斑块的破碎化程度升高;2006年长江口浮游植物、浮游动物和底栖生物的多样性指数值、破碎化程度均处于较高水平。     

夏季长江口及其临近海域不同环境介质中壬基酚的分布特征

2006年6月对长江口及其临近海域不同介质中壬基酚的浓度分布进行了初步研究.结果表明,壬基酚在表层水、悬浮物和表层沉积物中的浓度分别为14.09～173.09 ng/L,7.35～72.02 ng/L及(0.73～11.45) ×10-9 dw.表层水体中壬基酚浓度高值区位于长江冲淡水主轴线上,表层沉积物中壬基酚浓度高值区位于长江口东南泥质区和浙江近岸泥质区,长江冲淡水和悬浮物是研究区域壬基酚的主要来源.壬基酚的浓度分布受到水动力条件、悬沙输送方向、微生物活性等环境因素的共同影响.与世界其它河口地区相比较,研究水域水体中壬基酚浓度已达到中等污染水平.     

2010年秋季长江口口外海域CDOM的三维荧光光谱-平行因子分析

利用三维荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析(PARAFAC)技术,研究了长江口口外海域的有色溶解有机物(CDOM)的荧光组分特征及其河口动力学行为.PARAFAC模型识别出长江口口外海域的CDOM由6个荧光组分组成,即陆源类腐殖质荧光组分C1[330 nm/390(430)nm]、C2(390 nm/480 nm)、C3(360 nm/440 nm)、海洋生物产物组分C5(300 nm/400 nm)及类蛋白质荧光组分C4(290 nm/350 nm)和C6(275 nm/300 nm).结果表明,C1、C2和C3组分在河口混合过程中呈保守行为,特别是在长江口口外高盐度区;C1和C3组分在总组分中所占比例在整个研究区域随盐度增加呈稀释降低趋势,C2组分在总组分中所占比例在整个区域保持不变;C4组分在低盐度区呈保守行为,在高盐度区呈不保守行为,其在总组分中所占比例在整个研究区域呈上升趋势;C5和C6组分则在整个河口混合过程中呈非保守行为,并且它们在总组分中所占比例在高盐度区呈上升趋势.另外,近岸区和远岸区的CDOM吸收系数a(355)存在显著空间差异,近岸区明显大于远岸区,并且近岸区的a(355)和光谱斜率S的范围小于远岸区;CDOM吸收系数a(355)与陆源类腐殖质C1、C2和C3以及类蛋白质色氨酸C4存在较好的正相关性,而与海洋生物产物C5和类蛋白质酪氨酸C6不存在显著相关性,表明近岸区主要受河流输入影响,而远岸区由陆源和现场生物产生共同控制.     

长江口及邻近海域营养盐的季节变化特征

2014年2月和7月,采集了长江口及其邻近东海陆架海域106和104个站点的样品,测定了其中的营养盐（NO₃-N、SiO₃-Si、PO₄-P、NH₄-N、NO₂-N）浓度,发现长江口海域营养盐的时空分布具有明显的季节变化特征。在夏季,长江径流量加大,海水层化,含有高NO₃-N、SiO₃-Si、PO₄-P浓度海水的扩散范围明显大于冬季;而在外海,夏季上述营养盐的表层浓度却低于冬季。由于在长江淡水端元NH₄-N和NO₂-N浓度的季节变化较大,这两种营养盐与盐度在长江口的相关关系呈现出"季节性反转",在夏季其浓度与盐度呈现出正相关关系,而冬季则相反,呈现出负相关关系。长江冲淡水是以"斑块化"的形式向外海传递的,通过在不同斑块中采集样品并比较其中营养盐的浓度,验证了夏季长江口海域对大部分营养盐是一个显著的"汇"。此外,营养盐的不保守行为既发生在盐淡水混合海域,也发生在长江口门以内的淡水端元海域。     

三峡工程一期蓄水后长江口及其邻近海域悬浮物浓度分布特征

长江三峡工程一期蓄水自2003-06-01开始,到2003-06-10结束.为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,在2003-06-15～2003-06-25进行了长江口及其邻近海域环境综合调查.根据此次调查所取得的实测数据资料,计算了各站各层位的悬浮物浓度,结合相应水体的盐度值和温度值,分析了长江口及其邻近海域悬浮物浓度的分布特征以及蓄水前后悬浮物浓度与分布格局的变化.结果表明,长江口及其邻近海域悬浮物浓度自海水表面向海底逐渐增高,悬浮物主要分布在123°E以西的口门地区和近岸的狭长海区.三峡工程一期蓄水后与蓄水前长江口多年平均含沙量相比,长江航道和南支地区悬浮物浓度明显下降,长江航道徐六泾附近地区悬浮物浓度从蓄水前的400～500 mg/L下降到蓄水后的60.2 mg/L,南支地区悬浮物浓度从蓄水前的445 mg/L下降到蓄水后的148 mg/L;长江口邻近海域悬浮物浓度变化不明显,蓄水前后均为表层悬浮物浓度小于10mg/L,底层悬浮物浓度小于100 mg/L.蓄水前后整个研究区悬浮物浓度分布的总体格局相似.     

长江口及邻近海域春夏季有色溶解有机物时空分布特征及主要影响因素

利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子(PARAFAC)分析技术对长江口及邻近海域春季(2015年3月)和夏季(2015年7月)有色溶解有机物(CDOM)的荧光组成及分布特征进行分析.共识别出2类4个荧光组分,即类腐殖质组分C1(370/495nm)、C2(330/405 nm)、C3(365/440 nm)及类蛋白质组分C4(295/345 nm).春夏季各层4个荧光组分分布模式基本一致,从长江口到邻近海域逐渐降低.春季类腐殖质组分的高值区分布在长江口内,而类蛋白组分高值区位于南槽附近区域,表层的CDOM主要来源于陆源输入和人类活动;中层荧光强度值比表层低,受陆源影响减弱;底层荧光强度值比中层略高,是由沉积物再悬浮造成的.各荧光组分在岱山县附近海域均有一个较高值,这与岛上的居民活动有关.夏季荧光组分高值区与春季相似,各层荧光组分值接近,说明夏季研究区域水体混合较均匀.春夏季腐殖化指数(HIX)在长江口较高,而生物指数(BIX)在邻近海域较高.将4个荧光组分(C1~C4)、吸收系数(a355)与盐度(S)、溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a)、溶解氧(DO)做冗余分析.结果表明,4个荧光组分(C1~C4)与总氮(TN)、总磷(TP)主要受陆源输入、人类活动的影响,溶解有机碳(DOC)受陆源与海源的共同影响.本文利用三维荧光光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术结合多元统计方法解析了CDOM组成,清晰揭示了长江口及邻近海域CDOM的来源及主要影响因子,可为河口海域生源要素海洋生物地球化学研究提供有益的补充.     

基于BP人工神经网络的长江口外海生态综合评价及其成因分析

以长江口外海域为研究区域,基于2008年秋季该海域2个峰面断面的海洋环境调查走航数据,以海水水质指标、浮游植物多样性指数及叶绿素a浓度为评价指标,运用BP人工神经网络的方法评价该海域生态环境质量状况,结合该海区的地形及水动力情况分析,结果表明:2008年秋季长江口外海域生态状况总体处于亚健康状态;31°N断面受长江冲淡水影响,生态状况近海劣于远海,但20号站位逆趋势好转,据监测,夏季其附近海域为赤潮高发区;30°N断面近岸受浙江沿岸上升流影响,生态状况好于31°N,但5号站位逆趋势恶化;5号和20号站位反映了上升流与长江口冲淡水的交汇区域的生态状况。BP人工神经网络用于生态环境评价,具有一定的客观性和通用性。     

2009-2021年夏季长江口海域浮游生物群落结构时空分布特征及其影响因素研究

为了探究夏季长江口海域浮游生物群落结构特征及其影响因素,根据2009-2021年夏季长江口海域大中型浮游生物及水质监测数据,通过盐度5‰和25‰等值线将长江口海域划分为口门区(盐度<5‰)、河口区(盐度5‰～25‰)和海水区(盐度>25‰),通过优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数以及排序分析法,分区分析浮游生物群落结构时空分布特征及其影响因素.结果表明：(1)时间上,浮游植物物种数量和细胞数量呈上升趋势,群落结构以硅藻为主,甲藻占比近年来有所升高.浮游动物物种数量、密度和生物量整体呈下降趋势,群落组成以桡足类动物为主.空间上,浮游植物和浮游动物物种数量呈现出由口门区向海水区递增的趋势,与盐度分布较为一致.(2)浮游动物多样性水平整体优于浮游植物,二者生物多样性空间分布较为一致.其中,海水区浮游生物多样性和丰富度均较高,结构复杂;口门区浮游生物种类少,但均匀度较高;河口区浮游生物种类较多但分布不均匀.(3)冗余分析结果表明,水温、盐度、光照、营养盐是影响浮游生物生长的主要因素.除环境要素外,生物间的捕食作用对...     

长江口夏季低氧区历年变化规律及影响因素探讨

根据2010－2017年长江口及邻近海域夏季低氧区监测资料,分析长江口夏季低氧区发生位置、范围大小的年际变化特征,并对低氧区历年变化的影响因素进行初步探讨。结果显示:长江口外31°N,123°E附近海域几乎每年均会出现低氧区,低氧严重的年份在长江口北侧（32°N以北海域）会同时出现低氧区;长江口及邻近海域低氧区的历年变化很大程度上受台湾暖流影响,台湾暖流较强的年份,低氧区范围大,位置偏北;受台湾暖流影响导致的低氧区水动力环境变化以及台湾暖流底层黑潮次表层水的低溶解氧和高营养盐特性,是影响低氧区底层水体复氧和耗氧水平的重要因素,台湾暖流的强弱及其底层黑潮次表层水的特性对长江口及邻近海域夏季低氧区的年际变化具有至关重要的作用。     

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.     

氮在高含沙水向人工浅水湖泊补水期间的变化规律

外来补给水源的水质和作为污染物载体的悬浮颗粒物对人工浅水湖泊的影响备受关注.在2012年4月23～25日东昌湖引黄河水补水期间,从入湖口到出湖口的纵断面5个监测点同步监测流量、泥沙和溶解态氮、颗粒态氮含量,并于23日和26日在整个湖区12个监测点采集水样和底泥样进行不同形态氮含量分析.结果表明,补水导致入湖口附近的流速、悬浮颗粒物含量有明显的上升和回落,但影响范围有限;氮素的空间分布沿入湖湖流方向呈现一定的浓度梯度,入湖口附近水体、悬浮颗粒物和底泥中各形态氮含量比其他湖区高;从入湖口到出湖口的纵断面,补水阶段各种形态氮含量变化幅度依次降低,补水后溶解态和颗粒态总氮含量有不同程度的增加,其中颗粒态总氮增幅较大,受黄河补水影响显著.本次黄河补水氮素以溶解态氮为主,溶解态总氮∶颗粒态总氮=7.3∶1,溶解态氮形态以硝氮为主,颗粒态氮形态以氨氮为主.氨氮受外源补水和悬浮颗粒物吸附沉降影响较大,补水阶段悬浮颗粒物含量与颗粒态氨氮、总氮的相关系数是0.868、0.876,而硝氮受其影响不大.东昌湖底泥氮主要以有机氮形式存在,其输入源是黄河水及泥沙颗粒.     

珠江口磨刀门水体中重金属分布、分配特征及其影响因素

本文利用2018年1月盐水上溯期间在磨刀门区域所获得的现场调查资料,分析该区域的重金属污染现状及空间分布特征,探究重金属的迁移转化特点以及盐度等环境因素对重金属分配结果的影响。基于水体盐度及层化水平将研究区域分为淡水区、混合区及咸水区。结果表明,颗粒态与溶解态重金属含量在淡水区与咸水区之间存在显著差异,颗粒态重金属含量均呈现出由陆向海方向随盐度增加而降低的趋势,各元素的空间变异程度依次为Cd>Cr>Zn>Pb>Cu>As>Ni>Co;溶解态Pb、Cr、As、Co浓度沿向海方向呈逐渐升高趋势,而Cd、Cu、Ni、Zn浓度则呈现“低—高—低”的变化特征,各元素的空间变异程度依次为Zn>Cr>Cd>Pb>Cu>Co>As>Ni。重金属的固液分配系数沿向海方向呈逐渐下降趋势,主成分分析结果表明,盐度和悬浮物浓度是影响磨刀门河口重金属分配的主要环境因素。     

闽江口营养盐生物地球化学过程研究

对2007年在闽江口的全潮观测数据分析表明,在河口过程,悬沙、无机氮、硅与潮汐的变化相反,表现出涨潮时降低,落潮时升高的变化特征;而水位、盐度与潮汐的变化相一致;磷与潮汐的变化不明显,磷酸盐缓冲机制受到悬沙与水相互作用的控制.闽江口水体中硅酸盐、磷酸盐、无机氮浓度范围分别为0.63～9.00 mg·L-1、0.013～...     

东海内陆架表层沉积物中黑碳的分布及来源

对东海内陆架表层沉积物中黑碳含量进行了分析,探讨了黑碳在东海内陆架不同区域的分布特征、影响因素及来源,并与长江口徐六径悬浮颗粒物中的黑碳进行了对比。结果显示,长江口徐六径悬浮颗粒物中黑碳的含量平均为1.68±0.51mg/g,且枯季浓度要高于洪季,这反映了燃烧活动的季节变化。黑碳在东海内陆架表层沉积物的分布具有明显的区域特征,近岸区域沉积物中的黑碳含量接近,且与粒径成负相关,并低于徐六径悬浮颗粒物中黑碳的含量,说明来自长江输入的黑碳主要以烟炱为主,并且部分粒径极小的颗粒未完全沉积下来;在123°E以东区域的表层沉积物中的黑碳含量分布较广,并与平均粒径成正相关,说明该区域主要以石墨态黑碳为主。另外,东海内陆架表层沉积物BC/TOC在0.11～0.55之间,因此在研究该区域碳循环过程中,不可忽视BC在不同区域的分布特征及类型差别。     

东海表层沉积物中多环芳烃的分布特征及来源解析

本研究对东海沉积物中多环芳烃(PAHs)组成及含量进行了分析,发现多环芳烃总浓度为8.2~180.2 ng/g,和国内外其它区域相比,整体处于一个低至中等程度的污染水平。东海沉积物中PAHs的分布整体表现为中间低、两端高的格局。内陆架是长江入海物质的主要沉积区,也是PAHs的主要汇集区;陆架北部区域的物质来源复杂,但总体受长江入海泥沙的控制,自西向东PAHs含量梯度递减;研究区域的东北部,较高的PAHs可能源于济州岛的输入;冲绳海槽也含有较高PAHs;而残留沉积区中PAHs含量极低。通过多环芳烃组成特征判断,东海表层沉积物中PAHs主要来自煤、木材、油类的燃烧,还有部分来自油类的泄漏。同时不同区域Ba P/Be P、Ba A/Chry比值的差别表明内陆架及冲绳海槽的PAHs主要来自河流输送,残留沉积区的PAHs可能主要来自大气沉降。     

潮白河再生水生态补给河道区浅层地下水氮转化

再生水与天然地下水水质存在差异,利用再生水生态补给河道区可能会带来环境风险.引温济潮工程已运行10余年,为研究再生水长期河道入渗下不同位置地下水氮组分的演化特征与机制,收集近11年的地表水与地下水监测资料.采用聚类分析将地表水划分为不同区域后选择典型地下水监测点分析氮组分的演化差异,并利用Cl-计算混合比得出地下水中目标成分的计算浓度,初步推测地表水入渗后发生的氮转化,并选取DO、TOC、底泥、水文地质条件等环境指标分析证明.结果表明:①地表水明显分为3组,包括减河、土坝以北潮白河段、土坝以南潮白河段,各组间指标存在显著差异,影响水质差异的主要因素为再生水的氮、磷含量及水体流态.②再生水入渗过程中,包气带或黏土层较厚有利于氮的去除,减河和土坝以北潮白河段地表水中的NO₃--N流经包气带时通过反硝化与同化作用衰减,NH₄+-N通过吸附与硝化作用得以去除,入渗后未引起地下水中的氮浓度明显增加.③而土坝以南潮白河段,河道补水后翌年地下水位抬升并趋于稳定,长期地表水入渗使底泥的氮和有机质含量升高,使得该断面于2013年后达到适宜的碳氮比而发生有机氮矿化作用,由于包气带较薄,生成的NH₄+-N较少吸附于土壤介质中,易随水流入渗而引起地下水中ρ（NH₄+-N）升高.研究显示,再生水入渗过程中,包气带或黏土层较厚可有效去除氮组分,但部分地区包气带较薄且发生有机氮矿化作用会增加地下水的氮污染风险.      

九龙江河口湾区冬季海水二甲基硫浓度的分布特征

以九龙江河口湾区为研究区域探寻受人为干扰严重的河口湾区DMS排放规律.2001年冬季采样调查发现在九龙江河口和湾口区叶绿素、盐度和营养盐等环境因子呈现出区域差异,海水DMS也存在明显的空间分布特征,平均浓度分别为101.0和242.1 ng·L^-1.随着海水盐度从低到高,DMS浓度出现先降低后升高的现象,DMS高值出现在九龙江最大浑浊带的河口峰面处.     

岩溶地下河沉积物对氨氮的等温吸附特征

岩溶含水层是西南地区最重要的含水层之一.含水层的管道系统蕴藏着丰富的沉积物,这些沉积物可能成为污染物运移和转化的载体.以广西柳州市2个典型地下河系统为例,通过室内模拟的方法,研究地下河沉积物对氨氮的吸附特征.沉积物对氨氮的吸附平衡时间都小于2 h,最短的时间不足1 h,沉积物5 h平衡吸附量达到了最大吸附量的71%～9...     

汕尾近岸海域营养盐的时空分布及潜在富营养化评价

本文根据2016－2018年红海湾汕尾近岸海域3个站位32个航次的高频监测数据,对该区域营养盐的时空分布特征、影响因素及营养盐限制状况进行分析讨论,并结合潜在富营养化评价模式对该区域的富营养化风险进行评估。结果表明,红海湾汕尾近岸海域DIN符合第二类、第三类海水水质标准,PO₄-P符合第一类海水水质标准,基本满足海洋功能区划要求。营养盐的空间分布特征表现为距离汕尾市区越近营养盐浓度越高;年际变化表现为2016年各营养盐平均浓度高于2017年和2018年;季节变化规律复杂,不同年份不同营养盐均存在一定差异。相关性分析表明,营养盐的时空分布特征主要受降雨量、盐度、pH、叶绿素a、悬浮物等多种环境因子的影响。营养盐结构分析表明,红海湾汕尾近岸海域存在磷限制,尽管目前水体富营养化比例不高,但潜在富营养化风险较高,其中品清湖是高风险区,冬、春季是高发期。     

水体颗粒物对有机氮转化的影响

以多泥沙河流黄河为例,采用微宇宙实验模拟研究自然水体中有机氮的转化过程和添加人工富集的黄河优势菌种条件下的有机氮转化过程.结果表明,自然水体条件下颗粒物对有机氮的转化有明显的促进作用,转化速率常数随颗粒物含量的增加而增加,用一级动力学拟合有机氮的转化过程发现,当有机氮的初始浓度为5 mg/L,颗粒物含量分别为0、5、10 　g/L时,转化速率常数分别为0.286、0.333、0.538 d^-1,用Logistic模型对硝化过程进行模拟,硝化速率常数K₄分别为0.001 8、0.003 8,0.005 0 L·(d·μmol)^-1.在添加人工富集微生物条件下,微生物初始数量一致,体系有机氮的转化速率常数和硝化速率常数K₄均随颗粒物含量的增加而增加.水体颗粒物对有机氮转化的影响机理是：①颗粒物含量不同的水体其初始微生物数量不同,颗粒物含量越高,微生物数量也越大;②颗粒物对微生物生长有促进作用,微生物亦主要存在于颗粒物表面,且颗粒物的存在使水体有机氮主要存在于颗粒相,有机氮的转化主要发生在水-颗粒物界面;③颗粒物的存在增加了微生物与有机氮的接触几率,促进了有机氮的转化.