东营市近岸海域营养盐时空分布及富营养化评价

为深入研究现阶段东营市近岸海域的营养盐状况,本文以东营市管理海域为独立单元,根据东营市近岸海域2021年冬季、春季、夏季、秋季4个航次30个站位的海水水质监测数据,分析了东营市近岸海域中营养盐溶解性无机氮（DIN）和活性磷酸盐（DIP）的时空分布特征,分别应用富营养化指数法及潜在性富营养化评价模式对整个海域的水质富营养化程度进行评价。结果表明,东营市近岸海域冬季、春季、夏季3个季节均有80%以上的站位DIN浓度符合二类海水水质标准,且空间分布整体呈现南部高、北部低的趋势;秋季DIN浓度整体较高,符合二类海水水质标准的站位仅占比6.7%;4个季节所有站位DIP浓度均符合一类海水水质标准,季节变化和空间分布未呈现明显差异;富营养化指数法评价结果显示,东营市近岸海域除秋季富营养化程度较高外,其他季节基本未呈现富营养化状态;潜在性富营养化评价模式分析结果表明,东营市近岸海域的氮磷摩尔比均大于Redfield比值（16）,总体呈现磷限制状态,秋季尤为凸显,93.3%的站位为磷限制潜在性富营养状态。研究结果可为掌握东营市近岸海域环境质量时空状况和陆海统筹的环境治理提供科学依据,为深入打好渤海污染防治攻坚战,推进黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。     

渤海夏季海水pH值年际时空变化

 收集渤海断面1978~2010年历年8月海水pH值、海水温度和大连站8月降水量观测资料,结果表明渤海夏季海水pH值年际变化范围为7.86~8.30,尚在适宜水生物生长的范围.采用EOF和最大熵谱分析,渤海夏季表底层海水pH值年际时空变化主要有两种模态,第一模态空间分量是断面南北海域同位相变化,时间分量周期为5.3a;第二模态空间分量是断面南北海域反位相变化,时间分量周期为3.2~10.7a.渤海夏季水温5a左右年际周期变化是影响夏季海水pH值年际变化的主要因素.历年8月降水量(酸雨)和月均黄河口径流量年际周期变化是影响夏季海水pH值年际变化的次要因素.渤海夏季断面海水pH值年际变化并不是规则的周期变化,其他因素也可以影响夏季海水pH值年际变化.     

全球SST的季节特征及长期变化趋势分析

利用来自NCEP/NCAR的Sea Surface Temperature(SST)资料,对全球海域近150 a SST的季节特征和逐年变化趋势进行分析。结果表明:(1)全球大部分海域SST呈显著的逐年线性递增趋势,同时也表现出很大的区域性差异,线性递增趋势较强的海域主要集中在:北太平洋中部海域(0.003~0.006℃/a)、赤道中东太平洋(0.004~0.006℃/a)、南大西洋大部分海域(0.006~0.01℃/a)、南印度洋西部海域(0.006~0.009℃/a),仅在冰岛西南部海域、两极部分海域呈显著的递减趋势,与全球变暖的大背景相吻合;(2)全球部分海域的SST变化趋势由冬季占主导,部分海域的SST变化趋势由夏季占主导;(3)全球海域存在三大永久性暖池,且具有2.78~3.13 a、3.45 a、5.26~5.88 a的共同周期及100 a的长周期震荡。     

台湾海峡及周边海区气溶胶时空分布特征的遥感分析

首次利用连续3年(2002～2004)的MODIS气溶胶卫星遥感资料分析了台湾海峡及周边海区的气溶胶时空分布特征.研究表明,台湾海峡及周边海区气溶胶多年平均光学厚度沿岸呈带状分布且表现出随离岸距离呈指数降低的空间分布特征.各典型海区中,台湾海峡多年平均气溶胶光学厚度最高;其次为东海南部和南海北部,西北太平洋海区的气溶胶光学厚度最低.4个季节的气溶胶光学厚度时空分布特征明显不同,呈现出春季高、冬季略高于秋季、夏季低的特点.春季受我国北方沙尘天气影响,整个海区气溶胶光学厚度高于其它季节,达到0.32;沙尘气溶胶在冬季季风的作用下能够向南跨越东海,最远传输到西北太平洋海区上空,使得该海区的气溶胶光学厚度值达到0.22,明显高于其它季节,夏季则由于东南季风和多降雨天气的影响,陆源污染物向海扩散条件差,气溶胶光学厚度低,仅为0.12,气溶胶类型分布分析表明,近岸海区的气溶胶类型主要以来自陆源的污染和烟尘气溶胶为主,春、秋以及冬季在大气动力的作用下可以输送到较远的海区上空;远岸海区的气溶胶类型则可能主要以海盐气溶胶或沙尘气溶胶(春季)为主;近远海之间海区的气溶胶类型分布则主要以污染气溶胶和海盐气溶胶(或沙尘气溶胶)混合为主.     

Distribution of mercury in different environmental compartments in the aquatic ecosystem of the coastal zone of the Southern Baltic Sea

The aim of this study was to characterize mercury (Hg) contamination in the coastal waters of the Southern Baltic Sea, and to investigate transformations of Hg in the initial links of the marine food chain. Concentrations of Hg in water, particulate matter, plankton and macrophytes at various stations in the coastal zone (a bay with restricted water exchange, near an industrial city, river mouths, and the open sea) were measured in 2006–2008. Hg concentrations observed in the Southern Baltic varied greatly, showing the highest average values in all environmental compartments near the river mouths. In shallow, sheltered parts of the gulf, where water exchange is restricted, Hg concentrations in the water and in macrophytes were elevated relative to those in the coastal zone of the deeper part of the bay and in the open Baltic. Distance to the river mouth, terrestrial runoff, and quantity and quality of organic matter were more important than seasonal variations in controlling Hg and HgSPM concentrations in water samples. Mercury concentrations in the surface microlayer at the air/sea interface were over 10 times higher than those in the bulk surface water. Concentrations of Hg in macrophytes in the winter were significantly higher than those in the warm seasons (spring, summer, autumn). This was probably the combined effect of higher availability of Hg in porewaters and leaf growth inhibition.     

2019年渤海氮磷营养盐季节变化及富营养化状况

本研究采用2019年渤海四个季节表层的氮磷营养盐数据,对渤海氮磷营养盐浓度、N/P和富营养化状况的季节变化进行了分析和评价。结果表明:DIN和PO₄-P的季节分布明显不同,DIN平均浓度表现为秋季最高、冬季和春季次之、夏季最低的季节分布特征,而PO₄-P平均浓度最高值出现在秋季,其他季节浓度相近;空间分布上,DIN及各组分（NH₄-N除外）均呈现近岸高、中部低的空间分布,受河流输入影响显著,虽然在近岸海域如辽河口出现PO₄-P的高值区,但PO₄-P各季节分布变化较大,并在秋、冬季节出现渤海中部浓度升高的情况,可能是受陆源输入和海洋中磷的内源循环的共同影响;同一季节近岸海域N/P远高于近海海域,渤海近岸海域呈现显著的磷限制,近海海域由于出现大片N/P小于16的区域,可能出现潜在氮限制的现象;富营养化指数（EI）结果显示,渤海富营养化区域主要集中在辽河口,该海域常年为中度富营养化区域,过量的DIN是富营养化的主要原因。     

Distribution of mercury in di erent environmental compartments in the aquatic ecosystem of the coastal zone of the Southern Baltic Sea

The aim of this study was to characterize mercury (Hg) contamination in the coastal waters of the Southern Baltic Sea, and to investigate transformations of Hg in the initial links of the marine food chain. Concentrations of Hg in water, particulate matter, plankton and macrophytes at various stations in the coastal zone (a bay with restricted water exchange, near an industrial city, river mouths, and the open sea) were measured in 2006–2008. Hg concentrations observed in the Southern Baltic varied greatly, showing the highest average values in all environmental compartments near the river mouths. In shallow, sheltered parts of the gulf, where water exchange is restricted, Hg concentrations in the water and in macrophytes were elevated relative to those in the coastal zone of the deeper part of the bay and in the open Baltic. Distance to the river mouth, terrestrial runo , and quantity and quality of organic matter were more important than seasonal variations in controlling Hg and HgSPM concentrations in water samples. Mercury concentrations in the surface microlayer at the air/sea interface were over 10 times higher than those in the bulk surface water. Concentrations of Hg in macrophytes in the winter were significantly higher than those in the warm seasons (spring, summer, autumn). This was probably the combined e ect of higher availability of Hg in porewaters and leaf growth inhibition.     

夏、秋季北黄海营养盐的时空分布特征及其影响机制

基于2011年7月(夏季)和2011年10月(秋季)北黄海海域2个航次的调查资料,对北黄海夏、秋季营养盐的时空分布特征及其影响机制进行了探讨.结果表明,夏、秋季北黄海营养盐的平均浓度分别为:NO3- (1.57±1.71), (5.93±3.84) μmol/L,NO2- (0.22±0.18), (0.88±0.93) μmol/L,PO43- (0.22±0.13), (0.40±0.23) μmol/L,Si(OH)4 (4.98±2.23), (6.71±3.24) μmol/L,NH4+ (1.35±0.90), (1.23±0.69) μmol/L,夏、秋季北黄海NO3-分别占溶解无机氮的49%和74%.2个季节近岸海域表层营养盐浓度均高于中部海域,底层浓度高于表层,高值区是冷水团区.各断面营养盐的垂直分布层化现象明显,受冷水团以及水体交换混合的共同影响,浓度由表至底逐渐升高.夏、秋季表底层N/P、Si/N和Si/P比值的水平分布为近岸海域高于中部海域,且夏季北黄海浮游植物的生长繁殖受磷限制.     

光照与东海近海中肋骨条藻（Skeletonema costatum）赤潮发生季节的关系

利用船基现场培养实验和模型计算的方法,研究了光照与东海近海春夏季均能发生中肋骨条藻赤潮的关系.结果表明,中肋骨条藻生长的最适光照强度(Iopt)随水温(t)的增加呈"慢升快降"的不对称"倒V"形变化特征,在25℃左右Iopt最大,为121.6 W·m-2, Iopt-t中曲线符合Blanchard方程;由东海海表水温计算的中肋骨条藻Iopt的季节变化特征与东海海面光照强度、海水透明度的季节变化基本同步(R2=0.907±0.115, P<0.001),且滞后于海面光照强度2个月左右,这使春夏季海水中光照最适宜生长的水层均为全年最厚(6m左右).可见,中肋骨条藻对光照的适应性很强,海区海水光照的适宜性是春夏季均能形成大规模中肋骨条藻赤潮的重要原因之一.     

春季东海一氧化碳的浓度分布、海-气通量、微生物消耗和暗反应生成研究

为了探究陆架海域在全球海洋一氧化碳(CO)的生物地球化学循环中的地位,本文于2021年春季在中国东海对CO的浓度分布、海-气通量、暗反应生产和微生物消耗进行了研究。结果表明,东海大气中CO的体积分数为126.07×10^-9～353.15×10^-9,平均值为(191.32±51.52)×10^-9,呈现明显的近岸高、远海低的特点。表层海水中CO的浓度为0.83～4.08 nmol/L,平均值为(2.07±0.84)nmol/L,最大值出现在舟山群岛附近,最小值出现在夜间采样站位,受太阳辐射强度和陆源输入有机物的影响较大。近岸海水中CO的垂直分布呈现表层浓度高、随深度增加浓度逐渐减小的趋势。表层海水中CO的过饱和系数为4.98～24.96,平均值为13.94±5.77。CO的日海-气通量为2.62～9.38μmol/(m²·d),平均值为(6.70±2.62)μmol/(m²·d)。在CO的暗反应生成培养实验中,CO浓度随时间增长呈现线性增加的趋势,生成速率为0.024～0.50 n...     

陆源营养盐输入对青岛近岸海域DMS生物生产的影响

近海海域是全球DMS的重要排放源,同时近海海域,尤其是城市近岸海域是生态环境受人为干扰最为严重的区域.为了解人为活动对DMS生物生产的干扰,以青岛近岸海域为研究区域,在2001～2002年进行了不同季节的采样.发现该区域DMS存在季节变化,在生物量高的夏季,水体的DMS浓度也最高;高营养盐区域DMS/Chl a(单位叶绿素的DMS产量)低;低透明度区域DMS/Chl a也较低,且在长日照的夏季,透明度与DMS/Chl a有显著相关关系.     

Factors influencing the atmospheric flux of reduced sulphur compounds from North Sea inter-tidal areas

Measurements of the fluxes of reduced sulphur compounds to the atmosphere, from three types of inter-tidal site, representing saltmarsh creek, saltmarsh pan and saltmarsh vegetated surface, have been made using an enclosure method. The major S gases released were DMS, H₂S and COS. Their fluxes showed a strong seasonal variation with a summer maximum apparently related to elevated sediment temperature. Laboratory experiments revealed no influence of illumination upon the fluxes. In summer, a net export of DMS in estuarine water exiting from the marsh was demonstrated but there was no export during winter. The average fluxes of gases from sediments to the atmosphere in summer from these three sites were all of similar magnitude, although less than those reported from the North Sea water column. When the area of inter-tidal sediments was taken into account it was concluded that inter-tidal areas did not make a significant direct contribution to the regional atmospheric sulphur budget.     

黄海表层溶解氧时空分布特征

本文基于1960~1997年期间黄海表层溶解氧（DO）数据,研究了不同时期DO时空变化规律。结果表明:表层DO月均值呈现出一致的变化规律,DO最高值（6.73 mL/L）出现在3月,最低值出现在8月（4.90 mL/L）;不同时期季节变化规律为:春季>冬季>夏季>秋季。就整个研究阶段而言,DO年际变化趋于稳定;在空间分布上,表层DO也呈现出明显的季节变化特征,总体呈现出北高南低,近岸高于远海的分布特征。冬,春季节因受黄海暖流影响具有相似的分布特征;夏,秋季节因太阳辐射和黄海环流的影响分布特征相似;表层DO与海表温度负相关,随PO₄-P、NO₃-N和SiO₃-Si浓度增大而上升。表观耗氧量（AOU）在整个研究阶段均值为-0.06 mL/L,呈现基本平衡状态。     

黄、东海二甲基硫海气交换通量时空分布及影响因子

二甲基硫（dimethyl sulfide,DMS）海气交换对全球气候和环境变化有重要贡献。本文利用已发表的2005－2017年文献数据,结合ERA-interim（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Interim Re-Analysis）风速数据,估算了黄、东海DMS海气通量,并分析了其季节变化和空间差异。结果表明:南黄海和东海DMS年平均海气通量分别为（8.63±4.90）μmol/(m2·d)和（12.77±8.42）μmol/(m2·d),除秋季外,东海海气通量高于南黄海;DMS海气通量季节变化显著,夏季最大,冬季最小,南黄海秋季高于春季,东海春季高于秋季。基于方差分解,本文讨论了各因子方差对DMS海气通量方差的贡献,在南黄海,春季表层DMS浓度和交换速率均对海气通量有主要影响,夏季和冬季交换速率对海气通量影响较大;在东海,春季海气通量受到交换速率和DMS浓度交互作用的影响较大,夏季海气通量主要由DMS浓度控制,秋季和冬季交换速率对海气通量的影响较大。南黄海和东海占全球海洋面积的0.30%,其DMS排放量为0.1461 TgS/a,占全球海洋DMS排放量的0.52%。     

黄渤海典型海域DGM变化及其影响因素

采集黄渤海海域海水,研究近海、远海、河口海域溶解气态Hg（DGM）变化及其差异。结果表明,近海表、底层海水DGM浓度较高（分别为160~230 pg/L,160~250 pg/L）,中层最低（50~140 pg/L）,近海沉积物再悬浮导致沉积物中产生的DGM释放到上层海水,所以底层高于中层。远海站点表层、中层海水DGM浓度高（分别为140~210 pg/L,130~200 pg/L）,底层最低（60~180 pg/L）。表层海水DGM主要是光还原产生,而底层海水的DGM来自上层DGM的扩散或沉积物的释放。长江、黄河河口附近海域表层海水DGM浓度高,随着深度的增加,DGM浓度减小,底层沉积物产生的DGM较少,长江口附近的低氧区未发现DGM的高浓度值,说明低氧区不能导致DGM的大量产生。     

川渝地区夏季降水与赤道印度洋海温的诊断分析

利用川渝地区1960-2006年逐月降水量资料和美国NOAA Research/ESRL逐月再分析海表温度(SST)资料,采用经验正交函数分解(EOF)、点相关、合成分析和奇异值分解(SVD)等方法,详细探讨了川渝地区夏季降水量与赤道印度洋海温的关系。结果表明:川渝夏季降水量EOF分解得出的第一模态占总方差的27.8%,降水量的空间分布为全区一致型;川渝地区夏季降水量与赤道印度洋海温区域(10°N~16°S,57~77°E)(下称关键区)存在显著相关。合成分析指出关键区海温异常偏暖(冷),对应川渝地区夏季降水量比常年同期偏多(少)。通过SVD分解发现,川渝地区夏季降水量与关键区海温呈显著相关,具体表现为印度洋关键区海温与川西高原和盆地东部夏季降水量呈同位相变化,与盆地中部降水量呈反位相变化。     

2003-2020年黄海水体透明度时空变化特征及影响因素研究

海水透明度是描述水体光学性质的重要参数,也是海洋环境质量的评价指标。本文基于三波段模型,反演了2003-2020年黄海水体透明度。结果表明,透明度呈近岸向远海逐渐增加的特征,黄海西部为低值区,南黄海中部为高值区。在时间上,透明度呈现下降的趋势。经验正交函数分析表明,第一模态与叶绿素a浓度相关性最强,与悬浮物浓度的相关系数较高,说明海水透明度的变化主要受水体光学组分的影响。第二模态和第三模态表明,海表温度、海表盐度是引起透明度变化的主要协变量。水体透明度长期监测是水质监测和海洋生态系统保护的重要内容。     

用TM图象估算海表面叶绿素浓度的神经网络模型

叶绿素浓度是衡量海洋水体质量的重要参数之一。本文以大连湾为示范区于1999年5月10日进行了现场卫星同步实验，采用神经网络模型技术模拟了TM1、TM2两个波段的辐射亮度值与在该湾海域现场获得的叶绿素浓度数据之间的传递机理。结果表明，使用TM图象的两人可见光波段作为输入，采用两层神经网络结构能建立比多回归分析更高的海水表层叶绿素浓度模型。回归分析的相关系数为0.49，神经网络分析的相关系数为0.87.     

Sea water intrusion in coastal areas of Yellow Seaand Bohai Sea

ＳｅａｗａｔｅｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎｉｎｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓｏｆＹｅｌｌｏｗＳｅａａｎｄＢｏｈａｉＳｅａＳｈｅｎｇＸｕｅｂｉｎ；ＳｕｎＪｉａｎｚｈｏｎｇ；ＤａｉＺｈａｏｈｕａ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｅ...     

基于限定motif关联规则的海洋热浪事件模式发现研究

海表温度作为近岸海洋热浪事件的重要孕灾环境要素,揭示其变化规律有助于预测未来热浪事件的发生。本文将用于表达热浪事件发生前和发生时海表温度变化规律的关联规则定义为事件模式,提出了基于限定motif关联规则挖掘的模式发现方法。方法通过STAMP算法挖掘出motif,运用MDL评分策略分割motif形成候选关联规则,结合热浪事件发生的约束条件,实现对海洋热浪事件模式的提取。本文利用中国近海3个站点的海表温度数据进行海洋热浪事件模式发现实验,研究结果表明,中国近海的海洋热浪呈季节特征,主要发生于夏季,且持续时间达20天以上,海洋热浪事件模式呈现有规则的升温和下降趋势,升温速率和降温速率呈对称特性,且在热浪发生前,海表温度有一个短暂的升温间歇期。