长江口2016年冬季浮游植物类群及其与环境因子的关系

2016年12月对长江口冬季浮游植物分布进行详细调查,并采用典型对应分析方法研究了其与环境因子之间的关系。小潮期间和大潮调查获取的浮游植物分别为96种和63种（含变种和变型）,硅藻、蓝藻和绿藻是主要的浮游植物类群,主要的优势种为微囊藻（Microcystis spp）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）。调查获取的浮游植物可以分为4个生态类群:淡水类群、河口半咸水类群、近岸低盐性类群、海洋广布性类群。Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数、Pielou均匀度指数分布显示,调查区东北部浮游植物多样性程度较高,物种均一性相对较高。物种与环境的典型对应分析显示:长江径流与海水共同决定的盐度、电导率、浊度,以及PO₄-P、SiO₃-Si营养盐是决定长江口浮游植物分布的关键环境因子。     

长江口邻近水域的赤潮生物

利用近期长江口邻近水域浮游植物的调查资料，对常见的赤潮生物进行描述归纳总结，为赤潮的常规监测和应急监测提供背景资料。近期检测到的68种赤潮生物中有5种普发生过赤潮，长江口水域重要的赤潮生物有中肋骨条藻、夜光藻、原甲藻等。此外，角藻、原多甲藻、轮状斯克藻、琼氏圆筛藻、滕沟藻、角刺藻、根管藻、海链藻等赤潮生物也存在潜在威胁。     

长江口及邻近海域浮游植物色素分布与群落结构特征

根据2009年5月、11月和2010年6月对长江口及邻近海域调查结果,利用反相高效液相色谱技术(RP-HPLC)对该海域浮游植物特征色素组成和分布进行了研究,并应用CHEMTAX软件研究了浮游藻类群落组成.结果表明,在长江口及邻近海域分离鉴定了21种浮游植物色素,主要的色素种类为叶绿素a、多甲藻黄素、岩藻黄素、19’-丁酰基氧化岩藻黄素、19’-已酰基氧化岩藻黄素、叶绿素b、硅甲藻黄素、别黄素和玉米黄素,以叶绿素a的含量最高,其次是岩藻黄素,其他色素对总色素含量贡献较低.2009年5月和2010年6月航次期间通过对色素的分析检测到甲藻和硅藻藻华.主要特征色素的含量及分布特征与盐度、营养盐等环境因子关系密切.特征色素组成和分布特征表明,研究海域浮游植物种类主要存在硅藻、甲藻、隐藻、绿藻、蓝藻、定鞭藻、金藻和青绿藻等8个类群.CHEMTAX分析结果表明,2009年5月硅藻、甲藻和绿藻是最主要的类群;2009年11月硅藻在群落结构中处于绝对优势;2010年6月,硅藻、甲藻和隐藻贡献了62.5%的叶绿素a生物量,蓝藻所占的比重明显有所上升.浮游植物群落结构在空间分布上有着明显差异,呈现区域性特征,硅藻、绿藻和隐藻在近岸海域所占比重较高,而定鞭藻、金藻和蓝藻在外海区域的站位对生物量的贡献明显上升.     

长江口及邻近海域夏季浮游植物分布现状与变化趋势

根据2000～2003年夏季4个航次的调查数据,对长江口及邻近海域浮游植物数量分布状况及变动趋势进行分析和探讨.结果表明:舟山渔场西部浮游植物平均细胞数最高(12 332.30×104/m3),长江口次之(3 961.38×104/m3),杭州湾水域最低(569.11×104/m3),长江口水域年间出现高值(1 000×104/m3)的稳定性明显高于舟山渔场和杭州湾;长江口(122°30′E以西)7月径流量变化是导致8月浮游植物总量年间变化的主要因素之一.浮游植物优势种群从单一种数量优势向多种群数量优势的方向发展,以往单峰型的季节变化和单一种主导浮游植物总数量分布的格局将有所改变.     

舟山渔场及其邻近海域浮游植物生态调查与研究

在2006年对舟山渔场及其邻近海域进行三期调查,共采集到浮游植物334种,分属7门85属,硅藻是构成调查区域浮游植物群落的主要类群。中肋骨条藻的优势地位明显。舟山渔场及其邻近海域浮游植物物种组成存在一定的时空差异,但不是很显著。表层浮游植物丰度全年平均为1.66×105/L。三季相比较,春季浮游植物的群落多样性相对偏高一些。通过对群落Margalef丰富度指数、Shannon-Weaver多样性指数以及Pielou均匀度指数的分析,总体上,可以认为舟山渔场及其近岸海域的生物多样性和丰富度尚好,群落结构尚稳定。但仍有部分区域环境污染严重,生物多样性较差。     

长江口邻近海域赤潮水体浮游植物光吸收特性分析

根据2013年8月对长江口邻近海域赤潮水体浮游植物优势物种及光吸收特性进行调查,在34个调查站位中,共10个站位发生赤潮,其中,6个站位发生硅藻赤潮,3个站位发生甲藻赤潮.赤潮水体和非赤潮水体浮游植物吸收系数变化很大,440 nm处吸收系数范围分别为0.199~0.832 m-1和0.012~0.109 m-1;而比吸收系数变化相对较小,440 nm处比吸收系数在赤潮和非赤潮水体的平均值分别为0.023 m2·mg-1和0.035 m2·mg-1.从赤潮水体向非赤潮水体过渡,大粒径浮游植物所占比例减小,小粒径浮游植物所占比例上升,打包效应减小,因而比吸收系数升高.浮游植物粒径指数的变化对440 nm和675nm处的比吸收系数变化的贡献可分别达到43%和25%.不同类型赤潮(如硅藻和甲藻赤潮)在浮游植物粒级结构接近的情况下吸收光谱仍具有明显差异,这是色素组成不同的结果.甲藻赤潮中硅甲藻黄素和叶绿素c2的浓度之和与叶绿素a浓度的比值大于硅藻赤潮,是甲藻在465 nm附近出现吸收肩峰的重要原因.     

2010年夏末黄河口及其邻近水域浮游植物群落结构

为研究黄河调水调沙对黄河口水域浮游植物群落结构的影响,于2010年9月在黄河口及其邻近水域（119°03'~119°36'E,37°28'~38°09'N）开展了调查,研究了该水域浮游植物的种类组成、丰度分布、优势种以及群落多样性。结果显示,研究水域共记录浮游植物44属80种（包括14个未定种）,其中硅藻门共39属68种（包括11个未定种）,在种类数和丰度值上均占据绝对优势;甲藻门3属9种（包括1个未定种）,蓝藻门1种（未定种）,金藻门1属1种,绿藻门1属1种。本航次调查中浮游植物优势种有柔弱角毛藻（Chaetoceros debilis）、浮动弯角藻（Eucampia zodiacus）和叉状角藻（Ceratium furca）。调水调沙导致的调查水域营养盐变化对浮游植物群落结构有重要影响。该研究揭示了2010年黄河调水调沙后黄河口及其邻近水域浮游植物群落结构特征,丰富了该水域浮游植物群落的基础资料,为深入探讨河口环境变化对浮游植物群落乃至生态系统的影响提供了重要依据。     

夏季长江口海域浮游植物营养限制的现场研究

2001年7月23日到8月15日期间在长江口及邻近海域进行了浮游植物限制因子测定的现场培养实验研究。研究结果显示:在冲淡水域磷为浮游植物生长的显著潜在限制因子,离岸较远的远河日海域氮是潜在限制因子,中间海域是磷、氮潜在限制过渡区。在调查海域范围内硅和铁不是潜在限制因子。如果水体中存在对浮游植物的某种限制因子,浮游植物的生长将明显受到限制,一旦消除这种限制因子,浮游植物就会快速生长。发生夜光藻(Noctiluca scintiuans)赤潮时,受捕食压力的影响,海水中浮游植物的现存量很低,一旦捕食压力被解除,有充足的营养条件下,浮游植物会快速繁殖。     

长江口及毗邻海域浮游植物的分布与变化

2005年7月(夏季)和11月(秋季)在长江口及毗邻海域(29°30'32°00'N,123°E以西)进行了2个航次的综合调查.2个航次共鉴定浮游植物345种,包括赤潮种类43种,其中,赤潮种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是该海域绝对的优势种.浮游植物细胞平均丰度7月(5.48×104cells·L-1)低于11月(2.70×105 cells·L-1),而叶绿素a平均浓度7月(2.34 mg·m-3)高于11月(1.32 mg·m-3).多样性指数(H)均值7月(1.51)高于11月(0.86),均匀度(J)均值7月(0.59)也高于11月(0.34).浮游植物的空间分布具有明显的块状区域特征,其季节变化主要受海区的流系特征、季风、营养盐、悬浮物等因素的制约,周日变化主要与潮汐、温盐跃层等密切相关.同时,结合历史监测数据(1996～2005年)分析表明,调查海域浮游植物群落结构已经发生改变.长期氮磷比失衡导致甲藻类在浮游植物群落中所占比例大幅攀升,甲藻类赤潮频繁发生.要改善海域环境现状,相对于控制西部陆源污染物的输入量,控制输入的营养盐比例尤为重要.     

长江口及其邻近水域溶解无机氮的分布变化特征

根据2004年4个航次的调查资料,研究了长江口及其邻近水域溶解无机氮的分布变化特征。结果表明,高浓度溶解无机氮集中分布在河口附近。一般来讲,近岸硝酸盐浓度上层高于下层,远岸与之相反。由于生物和化学作用的影响,亚硝酸盐和铵盐垂直断面分布较为复杂。随着长江径流量的增加与减小、冲淡水势力范围的扩大与缩小,硝酸盐季节分布随之变化,然而,亚硝酸盐春季浓度较高,铵盐冬季浓度远大于其它季节。各月DIN/PO4-P比值远高于Redfield比值。与1985~1986年相比,20余年溶解无机氮增加了2.2倍,DIN/PO4-P比值升高了1.4倍,这主要取决于溶解无机氮浓度的增加。溶解无机氮在河口的转移除了生物活动的影响外,主要受海水稀释作用的控制。     

长江口及邻近水域油污染分布特征

根据2 0 0 0～2 0 0 3年春夏季长江口及邻近海域海水及沉积物中油类的调查结果,分析海域油污染的分布特征,采用单项指数法评估调查海域的油污染程度。结果表明,调查水域海水中油含量分布范围为0 .0 11～0 .3 8mg/L ,平均含量为0 .0 89mg/L ;其中春季平均含量为0 .0 90mg/L ,夏季平均含量0 .0 79mg /L ;主要污染区域位于长江口近岸及舟山、大衢山等岛屿附近。2 0 0 3年沉积物油类年平均含量为92 .94×10 - 6 ,其中春季平均含量为86.85×10 - 6 ,夏季为95 .2 0×10 - 6 m ,长江河口水域平均含量最高。水体中油含量和沉积物总油含量之间不存在镜像关系。以《渔业水质标准》和《海洋沉积物质量》一类标准计算,调查区域水体单项指数大多高于1,平均值为1.73 ;沉积物单项指数都小于1,平均为0 .19;无论水体还是沉积物,均以长江河口水域的污染最为严重。     

长江口及毗邻海域底栖生物丰度和生物量研究

2005年夏季对长江口及毗邻海域(长江口、杭州湾和舟山海域)的40个站位进行了底栖生物的分类、组成、丰度、生物量以及多样性的研究.底栖生物共监测到86种,其中以长江口底栖生物种类最多(62种),其次为舟山海区(44种),杭州湾最少(5种);全海域底栖生物生物量平均9.55g/m2,其中以舟山海区最高(12.45 g/m2),长江口次之(8.52 g/m2),最低为杭州湾(0.53 g/m2);栖息密度平均为86个/m2,其中以长江口最高(138个/m2),舟山海区次之(33个/m2),杭州湾最少(4个/m2);各海区底栖生物多样性指数以舟山海区最高(1.28),长江口和杭州湾多样性指数均小于1,尤其是杭州湾仅为0.33;底栖生物的沙漠化程度较重,长江口、杭州湾及舟山海区生物量为零的站位分别占了31.2%、33.3%、13.3%.将以上结果与近十年来的积累调查资料比较显示,底栖生物生存环境仍较恶劣,长江口和杭州湾海域仍有三分之一的区域呈现沙漠化,但这种恶化趋势已得到初步遏制.     

长江口及邻近水域富营养化现状及变化趋势的评价与分析

根据2000～2002年6个航次的调查资料,分析研究了长江口及邻近水域富营养化现状及其变化趋势。研究结果表明,长江口及邻近水域营养盐含量十分丰富,平均56％水域无机氮含量已超过海水水质四类标准,磷酸盐也有40％以上已达到或超过海水水质四类标准。基于20个监测点有机污染指数（E值）和富营养化指数（A值）的计算结果,发现长江口及邻近水域从西向东、从北向南污染程度逐步降低;同时根据多年平均的A值划分,大约60％水域已达到重污染水平,受轻度和中度污染的水域均为20％左右。     

长江口及邻近海域沉积物中石油烃污染特征

根据2004~2009年丰水期对长江口及邻近海域的调查监测资料,研究了沉积物中石油烃的时空分布特征及污染情况,分析了其影响机理.结果表明,石油烃平均含量为176.25mg/kg,沉积物无石油烃污染;沉积物中石油烃空间分布格局整体上呈由近岸向远岸递减的趋势,陆源输送、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制石油烃分布的主要因素;调查海域空间分布尺度上可以划分为4个海域,MDS排序分析以及ANOSIM检验均支持了划分结果;沉积物中石油烃含量为近岸最大浑浊带最高,其次为近岸区和泥质区,在远岸区则常年存在一个石油烃含量的低值区.     

长江口污染物运动轨迹模拟

长江口流域污染物排放较多,受地形和水环境过程影响其运动规律极为复杂。为保护近岸海域水质环境,须在洞悉该区域环境水动力基础上开展污染物运动规律的研究。基于ECOMSED三维数值模型和拉格朗日粒子追踪技术,采用单个粒子以及粒子群模拟追踪了长江口的石洞口、竹园、白龙港三大污水排污口区域污染物质的运动轨迹,重点分析了水体表层、中层、底层污染物的运动特性及其影响范围,在此基础上,对该区域水体的排污设置方式提出了参考建议。     

长江口-浙闽沿岸沉积色素的分布特征及其指示意义

利用高效液相色谱法分析了长江口-浙闽沿岸表层沉积物中的色素组成和含量,探讨了海洋初级生产力、浮游植物功能类群和浮游植物色素保存效率的空间分布特征及其影响因素.结果表明,沉积物中的色素类型主要为沉积绿素(chloropigments,Chlorins)[包括叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)及其降解产物(pheopigments,Pheo-a),如脱镁叶绿素a(pheophytin-a,PHtin-a)、脱镁叶绿酸a(pheophorbide-a,PHide-a)、焦脱镁叶绿素a(p Pheophytin-a,p PHtin-a)、甾醇绿素酯(sterol chlorin esters,SCEs)和胡萝卜醇绿素酯(carotenol chlorin esters,CCEs)].Chlorins高值区呈南北两大斑块状分布,可能主要是受到长江冲淡水及浙闽沿岸泥质区上升流输运的营养盐的影响.研究区域内类胡萝卜素整体上无明显趋势性变化,在长江口以及浙闽沿岸各呈现一个高值区.基于沉积物中特征类胡萝卜素比例估算得到的浮游植物功能类群中硅藻、甲藻、定鞭藻、青绿藻、隐藻和蓝藻的相对贡献分别为48.8%±17.4%、10.7%±11.5%、8.1%±7.2%、18.6%±8.2%、9.4%±6.4%和4.3%±3.2%.对营养盐水平、水体盐度等外界环境的偏好导致硅藻和甲藻比例离岸降低,青绿藻、隐藻和蓝藻比例离岸增加.Chl-a/Pheo-a比值的分布表明,较高的沉积速率以及季节性的底层水体缺氧事件导致了近岸海域(长江口最大浑浊带外缘、杭州湾湾口以及浙闽沿岸上升流区)具有较高的沉积色素保存效率,这些沉积色素保存效率较高的区域可能是进行海洋生态环境历史重建的理想区域,而杭州湾水体通过舟山群岛与外部海水进行水体交换时造成的较差沉积环境可能是导致杭州湾外海具有较低沉积色素含量和较低保存效率的主要原因.