南黄海东部海域浮游生态系统要素季节变化的模拟研究

利用海洋生态系统动力学垂直一维物理-生物耦合模式模拟研究了南黄海东部海域浮游生态系统要素垂直分布的季节变化.物理亚模型为一维POM模式(Princeton Ocean Model),基于文献结果对垂直混合系数Kh和Km进行了调整;生态亚模型为ERSEM模式(European Regional Sea Ecosystem Model),主要考虑浮游植物、浮游动物、细菌、底栖碎屑和营养盐(氮、磷、硅)等状态变量.模拟结果表明,浮游植物出现一年双峰的态势和夏季次表层叶绿素最大值的现象,春、秋季水华期间,表层叶绿素峰值分别为3.25 mg/m3和0.71 mg/m3.浮游动物和细菌在春季水华后表层出现峰值,分别为143.6 mg C/m3和23.55 mg C/m3.硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐的垂直分布均在5-11月呈现表层浓度低、底层浓度高的分布.通过计算碳通量可以看出,在春、夏季,浮游植物对无机碳的摄取量分别为58.944 g C·m-2·quarter-1和68.276 g C·m-2·quarter-1,高于细菌对非生命有机碳的摄取.在冬季,细菌对非生命有机碳的摄取超过浮游植物对无机碳的摄取量.浮游动物在冬季主要摄食细菌,占71%;春、夏季主要摄食浮游植物,可达67.5%.浮游植物对碳的释放主要是以DOC的形式,约占90%.     

黄渤海近岸表层海水及地下水中Fe分布特征分析

采用菲咯嗪法对黄渤海沿岸部分地点2009年表层水样以及山东荣成湾内的天鹅湖、近岸和远海部分站点2009~2011年采集的表层水样进行了Fe含量的测定,此外还检测了天津、荣成及日照采集的地下水水样。结果显示渤海沿岸除河北秦皇岛东山浴场,营口、秦皇岛西浴场、天津、东营支脉河口和昌邑沿岸表层水样的Fe(Ⅲ)以及Fe(t)浓度明显高于山东省黄海沿岸,而黄渤海沿岸各水样中Fe(Ⅱ)浓度均较低且差异不明显。荣成湾近岸和远海以及其内的天鹅湖站点水样的Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Fe(t)浓度周年变化不明显,Fe(t)浓度总体上为天鹅湖近岸远海。地下水中Fe(Ⅲ)浓度高于Fe(Ⅱ),但一些地下水中Fe(Ⅱ)浓度仍处于较高水平。     

基于致灾因子指标体系的海冰灾害风险评估和区划方法

中国是世界上受海冰危害严重的国家之一,历史上曾发生过多次严重海冰灾害,造成重大损失。根据我国结冰海区海冰灾害风险的自然过程、社会经济状况和成灾机制,综合考虑致灾因子危险性、承灾体分类、分布及脆弱性以及防灾减灾能力等因素,对海冰灾害发生的可能性及其不确定性等进行综合分析,提出了开展海冰灾害风险评估和区划的理论依据,同时给出了利用致灾因子指标体系对海冰灾害风险进行评估和区划的具体方法。     

南黄海2007—2017年浮游植物群落结构及多样性变化

在2007-2017年秋季，利用专业海洋调查船对整个南黄海海域开展了5个航次的浮游植物调查。结果发现：调查海域共有浮游植物371种，隶属4门108属。其中硅藻门有56属237种，甲藻门有24属98种，硅藻和甲藻是组成南黄海海域浮游植物最主要的两大类群。主要优势种有裸甲藻（Gymnodinium sp.）、柔弱拟菱形藻（Nitz.delicatissima）、蓝隐藻（Chroomonas sp.）、菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）、锥状施克里普藻（Scrippsiella trochoidea）和环沟藻（Gyrodinium spp.）等。2007年以来，南黄海浮游植物种类数呈明显上升趋势。浮游植物细胞密度平均为1.96×10⁴个/L，年际变化较大。将调查结果与众多文献比对，共发现9种藻类为中国新记录藻种，其中有4种硅藻和5种甲藻。     

渤海排污口邻近海域异养细菌的组成与分布

对渤海4个重点监测排污口（北塘、大蒲河、弥河和虞河）邻近海域异养细菌的组成和分布进行了调查研究。结果表明，分离到的各排污口邻近海域的细菌隶属于变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Acti-nobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）4个细菌类群，其中变形菌门的细菌最丰富。各排污口的优势菌有所不同，北塘、弥河2个采样点的优势菌分别为Bacillus sp．、Pseudoalteromonas sp．，大蒲河采样点的优势菌为Vibrio sp．和Oceanospirillum sp．，虞河采样点的优势菌为 Shewanella sp．和 Bacillus sp．。多维尺度分析表明，北塘和虞河采样点的细菌种群特征较相近，细菌种群分布特征可能与排污口的海洋环境有一定的相关性。     

黄、渤海滨海带大气颗粒物时空分布与来源特征

PM10作为大气污染物监测的主要指标之一,探究大气PM10浓度对大气环境质量和人体健康评价具有重要意义。黄、渤海滨海带包括京、津和辽、冀、鲁、苏等工、农业大省,区域大气PM10污染的时空分布和来源特征具有复杂性和典型性。在锦州、北京、天津、烟台、青岛、连云港和盐城7个城市布设10个采样点,含7个城市点和3个农村点,开展为期一年的大气颗粒物的采样;同时,于冬季1月和夏季7月在锦州、天津和烟台进行合计60 d的加密采样,藉以确定研究区域大气PM10的时空分布和来源特征。结果表明,黄、渤海滨海带大气年均PM10总浓度为(129’18)"g·m~(-3),单月最低值出现在2015年7月盐城农村样点15"g·m~(-3),最高值为2015年3月北京城市点307"g·m~(-3)。盐城大气PM10浓度(城市点(85’27)"g·m~(-3)和农村点(66’35)"g·m~(-3))显著低于其他样点大气PM10浓度。渤海滨海带中西部的京(140’68"g·m~(-3))、津(169’60"g·m~(-3))两市大气PM10年均浓度显著高于东部的锦州(125’41"g·m~(-3))和烟台(109’31"g·m~(-3));而且黄海滨海带大气PM10年均浓度(114"g·m~(-3))显著低于渤海滨海带年均浓度(136"g·m~(-3)),总体上表现出西高东低、北高南低的特征。黄、渤海滨海带城市点和农村点年均浓度分别为(129’18)"g·m~(-3)和(112’30)"g·m~(-3);农村点春冬季大气PM10浓度和城市点浓度相当,无显著差异,夏秋季大气PM10浓度略低于城市浓度,表明农村地区大气颗粒物污染情况也较为严重,需受到关注。区域内PM10浓度季节变化整体表现为春冬高、夏秋低。利用多元回归分析初步判断黄、渤海滨海带PM10属于复合来源,大气PM10浓度约30%的变化与降水、人均能耗和沙尘天气相关。黄、渤海滨海带大气PM10浓度的昼夜变化不大,大气PM10浓度与气温呈现正相关,与风速和降水呈现负相关,表现为受各种气象因素综合作用的影响。     

夏季东海和南黄海一氧化碳的浓度分布、海-气通量和微生物消耗研究

于2013年7月对东海和南黄海海水中CO的浓度分布、时空变化、海-气通量和表层海水中CO微生物消耗进行了研究.夏季东海和南黄海大气中CO的体积分数范围为68×10-9~448×10-9,平均值为117×10-9(SD=68×10-9,n=36),呈现出近岸高、远海低的特点.夏季东海和南黄海表层海水中CO的浓度范围为0.23~7.10 nmol·L-1,平均值为2.49 nmol·L-1(SD=2.11,n=36),CO的浓度受太阳辐射影响明显;不同站位CO浓度的垂直分布特征基本相同,CO浓度最大值一般出现在表层,随深度增加CO浓度迅速减小.夏季东海和南黄海海水中CO浓度具有明显的周日变化,最大值是最小值的6~40倍.各层最大值基本出现在中午,最小值基本上出现在凌晨前后.CO明显的周日变化特征进一步证明海水中CO主要由光化学产生.调查期间东海和南黄海表层海水中CO相比大气处于过饱和状态,过饱和系数变化范围为1.99~99.18,平均值为29.36(SD=24.42,n=29),表明调查海域是大气中CO的源.调查期间CO的海-气通量变化范围为0.37~44.84μmol·(m2·d)-1,平均值为12.73μmol·(m2·d)-1(SD=11.40,n=29).调查海域CO的微生物消耗培养实验中,CO的浓度随时间增长呈指数降低,消耗过程符合一级反应的特点,微生物消耗速率常数KCO范围为0.12~1.45 h-1,平均值为0.47 h-1(SD=0.55,n=5),微生物消耗速率与盐度之间有一定的相关性.     

冬季东海、南黄海中DMS和DMSP浓度分布及影响因素研究

于2011年12月~2012年1月现场测定了东海、南黄海表层海水中二甲基硫(DMS)及其前体物质二甲巯基丙酸内盐(DMSP分为溶解态DMSPd和颗粒态DMSPp)的含量,研究了它们的浓度分布规律及其影响因素,并对DMSPp的粒级分布和DMS的海-气通量进行了探讨.结果表明,表层海水中DMS、DMSPd和DMSPp的浓度分别在0.58~4.14、0.37~7.86和4.29~25.76 nmol·L-1之间,平均值分别为(2.20±0.82)、(2.12±1.66)和(11.98±6.23)nmol·L-1.DMS、DMSPp与叶绿素a(Chl-a)呈现明显的正相关关系,并且它们的周日变化趋势基本一致,说明浮游植物生物量是影响研究海域内DMS和DMSP生产分布的关键因素.另外,DMSPd浓度和总细菌丰度表现出一定的负相关,这可能是在细菌释放的DMSP裂解酶的作用下DMSPd会发生裂解生成DMS.研究发现,5~20μm的微型浮游植物是海区内Chl-a和DMSPp的主要贡献者.此外,冬季东海、南黄海表层海水DMS的海-气通量在0.61~25.52μmol·(m2·d)-1之间,平均值为(8.30±5.92)μmol·(m2·d)-1.     

黄渤海表层沉积物中正构烷烃和甾醇的分布及来源研究

在黄海、渤海湾和莱州湾采集64个表层沉积物样品,分析正构烷烃（C15～C33）和甾醇（菜子甾醇、菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇）的质量分数和分子组合特征,探讨其来源,比较物质来源的空间差异。结果表明：（1）黄海表层沉积物中类脂生物标志物主要呈现陆源和海源共同影响的特征,其中北黄海以陆源输入为主,高碳数正构烷烃（〉C24）具有明显的奇碳优势,陆源高等植物的贡献较大;南黄海陆源输入与海洋自身贡献相当;渤海湾与莱州湾接受来自河流的大量陆源物质;（2）来源于陆源高等植物的甾醇（包括菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇）在黄海表层沉积物中的质量分数远小于渤海湾和莱州湾,但指示硅藻来源的菜子甾醇在整个研究区域均具有较高的质量分数。     

2010年渤海海冰灾害特征分析

2010年中国遭遇到近30年来最严重的海冰冰情,因灾直接经济损失高达63.18亿元,占全年海洋灾害总经济损失的47.6%——海冰成为中国2010年海洋灾害中的主要灾种之一。基于区域灾害系统论,运用气象数据、MODIS图像和社会经济统计等资料,对2010年渤海海冰灾害的特征进行了初步分析。结果显示,以莱州湾结冰范围扩大为代表的渤海海冰分布变化是致灾因子区域危险性增大的主要特征,环渤海地区海水养殖面积和产量的增加是承灾体暴露性增大的主要特征,而总体灾情严重则是二者的综合结果。