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.     

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.     

青岛海域浒苔来源与外海分布特征研究

2008年6月下旬,青岛海域出现了大量浒苔,对水体环境和第29届奥运会帆船赛事构成较大威胁.本文及时进行了卫星遥感跟踪监测研究,确定了浒苔出现的区域、面积、范围和时间,分析了其时空分布状况与发展变化趋势,为控制和治理浒苔提供了支持信息.     

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。     

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.     

不同大气校正方法对浒苔遥感监测效果影响研究

HJ-1 CCD数据具有较高的时间分辨率和空间分辨率,可以实现大范围的浒苔灾害动态监测,大气校正是实现浒苔信息提取的基础,但是不同大气校正方法对同一影像的处理结果会有差异。基于黄海中南部浒苔暴发时期的环境卫星影像,采用FLAASH、6S、COST 3种方法分别对其进行大气校正处理以消除大气影响,并运用NDVI阈值法提取浒苔,通过划分多个研究区以及对光谱特征、NDVI、类间距、混合像元、阈值敏感性、提取结果等多个变化量的统计与分析,比较了3种大气校正方法在浒苔提取中的效果,为后续浒苔定量化监测提供了帮助。结果表明:在采用NDVI阈值法提取浒苔信息时,使用COST大气校正会取得良好的提取效果,其次是FLAASH大气校正方法和6S大气校正方法。     

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)。     

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.     

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.     

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。     

夏季黄渤海生源要素的平面分布特征

依据2013年6月22日~7月9日对黄渤海海域调查结果,分析了该海域生源要素(DIN、PO4-P、SiO3-Si、DO)的含量及平面分布特征,并初步探讨了莱州湾内连续站P2各项要素的日变化规律及其影响因素。结果表明:夏季DIN含量表现为渤海高于黄海,而DO、PO4-P及SiO3-Si却表现出黄海高于渤海的特征。渤海表层DIN、SiO3-Si浓度高于其底层浓度,黄海底层DIN、PO4-P 、SiO3-Si浓度高于其表层浓度,渤、黄海表层DO高于底层DO。平面分布上,调查海区营养盐整体呈现南高北低,近岸高、外海低的分布特征。营养盐的高值区主要出现在长江口、黄河入海口及江苏近岸海区以及黄海底层中部海区,其分布受长江冲淡水、黄河水及黄海冷水团的影响明显。DO则呈现北高南低的分布特征,南黄海海区较低,高值区出现在北黄海底层。受黄河冲淡水对该站位的影响,P2连续站营养盐及DO浓度均表现为表层高于10 m层、底层,SiO3-Si和DIN受潮汐影响较大,其变化规律与盐度基本一致,DO受潮汐与生物共同作用,高值出现在下午16时左右。     

渤海和黄海北部地区负积温资源的时空分布特征

论文以日平均气温≤-4℃的累积值和日数作为与海冰有关的气候指标,统计了渤海和黄海北部沿岸及其邻近地区52个气象站≤-4℃积温和日数的逐年资料,并根据52个气象站的气候指标值与经度、纬度、海拔高度的相关关系,建立空间分布方程,推算无资料海区中214个网格点的≤-4℃积温和日数,绘制渤海和黄海北部地区≤-4℃积温和日数分布图。研究结果表明:≤-4℃积温的空间分布呈现南北差异大、东西变化小的特征,-100℃等值线与渤海和黄海北部常年冰情分布范围大致相当;冰情较重的偏重低温年、严重低温年的≤-4℃积温保证率在黄海北部和辽东湾不超过40%,在渤海湾和莱州湾只有20%以下。     

北黄海大气氮氧化物的季节分布

根据2006年夏季2、007年冬春秋四个季节分别对北黄海进行的大面调查,分析研究了四季氮氧化物(NOx)的季节变化和浓度分布。结果显示,大气NOx浓度呈现明显的季节变化,表现为冬季>夏季>秋季>春季,冬季北黄海空气中NOx浓度的平均值分别是春季的4倍、夏季的2倍和秋季的2.1倍。NOx浓度在北黄海的不同区域特征呈现为近岸向远岸逐渐降低的趋势,说明陆源污染物对北黄海NOx分布有较大影响。     

春季黄东海颗粒有机碳的时空分布特征

根据2009年4～5月对黄东海大面积调查的资料,分析研究了黄东海颗粒有机碳（particulate organic carbon,POC）的浓度和时空分布特征,并结合叶绿素（Chlorophyll a,Chl-a）和C/N摩尔比值探讨了POC的主要来源.结果表明,春季黄东海POC的浓度范围是24.33～2 817.29...     

南黄海春季海水化学要素的分布特征

本文根据１９９６年４月“中韩黄海水循环及物质通量合作研究”项目的调查资料,首次对整个南黄海海域春季海水化学要素的分布特征进行了分析和探讨。结果表明,春季南黄海南部溶解氧含量及分布订受外海暖流水所控制,而中北部则主要受生物及生化活动的影响。     

2014年黄海绿潮暴发后绿藻显微繁殖体的时空分布特征

基于2014年10至12月对黄海西部海域水体与沉积物样品采集及实验室萌发培养实验,探究了绿潮暴发后该海域绿藻显微繁殖体的时空分布特征。结果表明,调查海域绿藻显微繁殖体呈现明显的时空变化特征,总体上,高值区集中在如东及大丰海域,并向北逐渐降低。2014年10月~11月调查海域绿藻显微繁殖体数量变化不明显,然而,12月份,其数量显著增加,尤其在如东及大丰海域。2014年11月如东和大丰海域水样中绿藻显微繁殖体丰度分别为16 ind/L和34 ind/L,12月绿藻显微繁殖体丰度上升至62 ind/L和72 ind/L。2014年11月如东和大丰海域泥样中绿藻显微繁殖体丰度分别为7 ind/L和10 ind/20g,12月绿藻显微繁殖体丰度上升至18 ind/L和28 ind/20g。并且靠近紫菜养殖海域的R1、R2、D2和D3站位绿藻显微繁殖体数量显著升高,12月份,紫菜养殖筏架上已经出现附生绿藻。因此,我们推断紫菜养殖筏架上的附生绿藻释放生殖细胞,可以使该海域绿藻显微繁殖体能以更多的机会度过冬季恶劣的环境,为下年的绿潮暴发提供了物质条件。     

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。