黄海硅的分布与收支研究

基于2012年在黄海的综合调查,对黄海水体和沉积物中溶解硅和生物硅的含量和分布及主要影响因素进行了分析,并结合历史数据建立了黄海硅收支与循环的模型.结果表明,黄海水体溶解硅和生物硅在秋季均高于春季,生物硅占活性硅的22%,陆源输入、初级生产和底界面扩散对硅的含量和分布的影响较为突出.收支表明,底界面扩散是黄海水体溶解硅的主要来源,占外部输入的48%,其次是东海的输入,占32%,河流贡献为9%,地下水贡献为6%,地表径流(非河流部分)贡献为3%,渤海贡献为1.5%,大气仅贡献0.5%;黄海水体溶解硅的支出主要是通过生物的吸收与随后的沉积埋藏和向东海的输出,其比例分别为72%和27%,黄海向渤海输出比例仅为1.0%;黄海沉积物是水体溶解硅的源,同时黄海体系还具有潜在汇的特性;黄海硅的净埋藏量约为55×109mol/a,占当年生物硅总量的7.2%,高于全球海洋的平均比值(3%),是外部输入硅总量的47%.本研究量化了黄海硅循环的主要过程,初步揭示了硅的源-汇特征以及陆地输入对近海硅收支与循环的影响.     

渤海和北黄海CDOM的来源、时空分布及其调控机制

有色溶解有机物（CDOM）是DOM储库中具有光学特性的部分,对海洋碳循环具有重要的影响。依据2019年7月和12月的两个航次调查资料,本文分析了夏、冬两季渤海和北黄海CDOM的来源、时空分布及其调控机制。渤海和北黄海CDOM的来源存在差异,渤海主要受控于陆源输入,局部海域受现场生产的显著影响;北黄海主要受现场生产的影响...     

中国渤、黄海柱样中239+240Pu的分布与沉积通量

本文对渤海和黄海海域沉积物柱样中239+240Pu数据进行了整理,综合分析了柱样中239+240Pu的来源、分布特征与沉积通量,同时也初步估算了渤海湾和南黄海海域沉积物中239+240Pu 的绝对含量。结果表明,渤海和黄海中的239+240Pu主要来源于全球大气核试验沉降与太平洋核试验场的输入。沉积物柱样中239+240Pu的比活度主要呈3种分布模式,分别为双峰（多峰）、单峰和无峰。沉积物柱样中240Pu/239Pu原子比值分布呈稳定型和非稳定型（单周期型与多周期型）两种分布模式。渤海湾沉积物柱样中239+240Pu沉积通量平均值高于南黄海239+240Pu的平均值,表明渤海湾属于淤积型海域。本文的结果可以为渤海、黄海沉积物柱样中239+240Pu的分布特征和污染物来源研究提供一定的科学参考。     

春季黄渤海沉积物中酸可挥发性硫与黄铁矿的分布特征及影响因素

依据2010年4月22日~5月6日对黄渤海调查所得的数据,分析了该海域酸可挥发性硫(AVS)及黄铁矿的含量及分布特征,并对其影响因素进行了初步探讨。结果表明,春季,调查海域沉积物中AVS的含量范围为0~16.04μmol/g dry,平均值为(1.67±1.05)μmol/g dry。AVS含量在不同海区表现为南黄海最低,渤海其次,北黄海略高于渤海。平面分布上,AVS的平面分布呈现近岸高、远海低的特征。AVS的垂直分布则呈先升高后降低的趋势,有78.8%的站位AVS含量最大值出现在5 cm~20 cm。AVS含量的变化主要与沉积物的氧化还原状态、有机质的含量及沉积类型等多种因素有关。调查海区沉积物中黄铁矿的含量范围为(0.89~94.4)μmol/g dry,平均值为(22.68±18.64)μmol/g dry。本次调查的所有站位AVS与黄铁矿比值普遍小于0.3,反应了AVS在深处可有效转化为黄铁矿的趋势。     

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。     

春季黄渤海溶解有机碳的平面分布特征

依据2010年4～5月对黄渤海调查所得的数据,分析了黄渤海溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)的含量及其平面分布特征,并对其影响因素进行了初步探讨.结果表明,2010年春季黄渤海DOC的浓度范围为0.96～4.71 mg.L-1,平均浓度为2.27 mg.L-1.平面分布上,DOC整体呈现南北近岸浓度高、中部外海浓度低的特点.在渤海西部近岸、山东半岛东部及长江口东北部均存在高值,尤其是渤海西部近岸,DOC浓度最高达到4.71 mg.L-1,这主要是受河流输入和沿岸流的影响;低值区则主要集中在南黄海中部外海,DOC浓度普遍低于1.50 mg.L-1.     

渤海中部海域颗粒有机碳季节性变化及碳库估算

依据不同季节的调查,对渤海水体中颗粒有机碳（POC）的时空变化特征、碳库及影响因素进行对比研究.结果表明：春、夏、秋和冬季渤海调查海域颗粒有机碳的平均浓度分别为（338±146）μg/L、（491±136）μg/L、（358±228）μg/L和（2534±2601）μg/L,其中冬季渤海水体中POC浓度最高约是春季的7倍.不同季节渤海调查海域POC分布具有相似的规律,即由近岸浅水区向远岸逐渐降低,高值区多集中在调查海域北侧近岸、黄河入海口以及渤海湾等处.不同季节影响POC分布的因素不同,春、夏和秋季影响渤海调查海域POC分布的因素主要是陆源输入和浮游植物的生长繁殖,沉积物再悬浮是影响冬季渤海调查海域POC分布的主要因素.通过C/N比值探究不同季节渤海水体中POC来源发现,春季有45.3%、52.8%样品的C/N比值分别介于2.6~4.3和4~10之间,夏季有38.7%、32.3%样品的C/N比值分别介于2.6~4.3和4~10之间;秋季有84.4%样品的C/N比值介于4~10;而冬季有72.2%样品的C/N比值大于12,可见渤海水体中POC来源具有季节性差异,春季和夏季渤海调查海域POC主要来源于海洋生物的代谢活动,秋季渤海水体中POC的主要来源是浮游植物,冬季渤海POC的主要来源是再悬浮物作用下沉积物中保留下来的有机物.渤海POC碳库呈季节性变化,春、夏和秋季渤海调查海域POC碳库在6×10⁵~7×10⁵t范围内,冬季碳库最高,为2.5×10⁶t.     

春季黄渤海海水中尿素分布特征及溶解态氮的组成

2014年4~5月对黄渤海海域进行了一次大面现场调查,分别采用二乙酰一肟-盐酸氨基脲法和分光光度法测定了调查水样中尿素及各形态氮的浓度,分析了该海域尿素的浓度状况、分布特征以及溶解态氮的基本组成,并分析了该海域尿素的主要影响因素.结果表明,春季黄海渤海海域尿素的浓度范围是0.21~2.17μmol·L-1,平均浓度为(0.84±0.20)μmol·L-1.各调查海区中,北黄海海域尿素平均浓度最高,南黄海浓度最低.同时结果表明尿素是调查海域中溶解有机氮(DON)的重要组成部分,占DON的7.90%.在黄海海域尿素浓度由近岸到远海逐渐降低,高值区主要位于大连、青岛等人口密度较高且离岸较近城市的外海海域.渤海海域尿素浓度呈现由近岸到远海依次增加的趋势,说明河流输入不是渤海尿素的主要来源,同时也可能存在着河口附近泥沙对有机氮的吸附作用.     

黄渤海氮磷营养盐的分布、收支与生态环境效应

基于在黄渤海的综合调查结果,分析了水体和沉积物间隙水中溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）的分布;结合历史数据构建了黄渤海DIN和DIP的收支模型,并分析了陆源输入变化对研究区域生态环境的影响.结果表明,黄渤海DIN和DIP的含量受季节、河流输入和沉积物界面扩散作用的影响,具有秋季高于春季和近岸高于离岸的时空分布特征.收支模型计算结果表明,底界面扩散是黄渤海水体DIN的主要来源,其次是大气、周边河流、地下水和东海的输入;黄渤海水体DIN的支出主要是通过沉积埋藏和反硝化.黄渤海水体DIP的来源主要是磷酸盐吸附解吸,占91%,底界面扩散和大气输入为其次,河流和地下水的输入贡献较小.DIP的支出主要是通过沉积埋藏和向东海的输出.黄渤海每年有11Gmol的氮在水体积累,并导致其浓度提高约0.6μmol/（L·a）.近些年来陆地向黄渤海输入氮的持续增加,加剧了氮营养盐的积累,导致非硅藻类浮游植物比例以及赤潮发生频率和面积显著增加,同时还提高了水体初级生产力和海洋磷的埋藏量以及加剧了磷限制的趋势,并可能威胁生态系统的稳定.     

渤海和北黄海有色溶解有机物(CDOM)的分布特征和季节变化

采集了2016年的4、8、12月和2017年2月渤海和北黄海表、中、底海水样品,分析了海水中有色溶解有机物(CDOM)的紫外-可见光吸收光谱和三维荧光光谱,探讨了渤海和北黄海海域CDOM的分布特征、影响因素和季节变化。结果表明,不同季节CDOM分布相似,呈近岸高、远海低的分布特征。吸收系数a(355)和光谱斜率S275-295呈显著负相关,说明CDOM受到陆源输入的显著影响。垂直分布上,8月,受强烈的光降解作用影响,表层CDOM含量最低。2月,底层CDOM含量最低,这可能与受光照影响的初级生产力在水下分布不均匀有关。从2016年4月~2017年2月,CDOM含量先上升后下降,12月含量最高,2月含量最低。CDOM的季节变化主要受陆源输入和浮游植物生物量的季节变化控制。以光谱斜率S275-295表征CDOM的平均分子量,2月,由于陆源输入最少,CDOM平均分子量最小。夏季光降解强烈,将部分大分子量有机物降解成小分子量有机物,小分子量有机物增加,因此,8月CDOM的平均分子量小于4月和12月。     

黄、渤海区沉积物中磷的分布

对1998年9月和1999年5月的渤海航次、1998年5月南黄海航次、1999年8月北黄海航次所采集的表层和柱状沉积物样品中总磷和无机磷的含量及分布进行了系统分析和讨论，结果表明：黄、渤海沉积物无机磷占总磷的70%-80%，以无机磷为主，有机磷次之。受海流及陆地河流注入的影响，渤海海区沉积物中无机磷的总磷含量的最大值出现在黄河口附近，而黄海海区沉积物中无机磷和总磷含量的最大值出现在南黄海的西南部；整个黄、渤海海区无机磷和总磷含量的最小值则出现在山东半岛的成山头附近与朝鲜半岛西海岸之间的海区。由于海流作用及生物扰动，所采集的柱状样品中磷的含量产生了一定的波动，但总体趋势还是表层沉积物中磷的含量略高，向下销有减小。     

渤海和北黄海有色溶解有机物(CDOM)的分布特征和季节变化

采集了2016年的4、8、12月和2017年2月渤海和北黄海表、中、底海水样品,分析了海水中有色溶解有机物(CDOM)的紫外-可见光吸收光谱和三维荧光光谱,探讨了渤海和北黄海海域CDOM的分布特征、影响因素和季节变化.结果表明,不同季节CDOM分布相似,呈近岸高、远海低的分布特征.吸收系数a(355)和光谱斜率S275-295呈显著负相关,说明CDOM受到陆源输入的显著影响.垂直分布上,8月,受强烈的光降解作用影响,表层CDOM含量最低. 2月,底层CDOM含量最低,这可能与受光照影响的初级生产力在水下分布不均匀有关.从2016年4月～2017年2月,CDOM含量先上升后下降,12月含量最高,2月含量最低. CDOM的季节变化主要受陆源输入和浮游植物生物量的季节变化控制.以光谱斜率S275-295表征CDOM的平均分子量,2月由于陆源输入最少,CDOM平均分子量最小.夏季光降解强烈,将部分大分子量有机物降解成小分子量有机物,小分子量有机物增加,因此,8月CDOM的平均分子量小于4月和12月.     

夏季南黄海西部溶解氧的分布特征及其影响因素分析

基于2006年夏季对南黄海调查所得的溶解氧(DO)资料,重点分析了DO的分布特征及影响因素。结果表明,2006年夏季南黄海DO的浓度范围为1.36～10.36 mg/L,平均值为7.21 mg/L;DO的水平分布趋势主要受控于环流结构,水体层化和生物化学作用明显影响着夏季南黄海西南部海域和冷水团范围内的DO含量,同时温度也是影响石岛外海、苏北近岸和海州湾东南部-苏北浅滩外侧DO含量的主要因素;从DO的垂直分布来看,30 m层的DO浓度最高,这是DO垂直分布最大值现象的具体表现,而且DO断面分布存在四种典型的类型。总体来看,南黄海西南部底层DO低值现象和受黄海冷水团影响的外海层化区存在的DO垂直分布最大值现象是调查海域DO分布的两个最显著的特征。     

东、黄海沉积物中生物硅的分布及其环境意义

通过对1998年5月、2000年10月及2001年5月东、黄海海区3个航次采集的沉积物样品中生物硅(BSi)含量的分析,讨论了东海西北部、南黄海沉积物中BSi的分布、埋藏及其与水体初级生产力、硅藻丰度的关系.测定表明,调查海区表层沉积物中BSi的含量介于0.21%~0.70%,海区BSi的分布与水体初级生产力的变化一致.在长江口海区,BSi的积累与河口区水体中的叶绿素a、初级生产力有着密切的关系,近20年来长江口海区沉积物中BSi含量的变化记录了长江径流以及长江输送N、P、Si营养盐通量的年际变化.     

黄渤海海水中叶绿素a的分布特征及其环境影响因素

基于2013年夏、秋季和2014年春季黄渤海海域调查数据,分析了该海域叶绿素a的含量、分布特征及其环境影响因素(温度、盐度、pH值、溶解无机氮、硅酸盐、磷酸盐).结果表明:2013年夏、秋季和2014年春季,黄渤海海水中叶绿素a含量范围分别是0.918~9.287,1.477~6.435,1.837~5.966mg/L,平均浓度分别为3.527,3.467,3.524mg/L;夏季和春季叶绿素a含量略高,秋季叶绿素a含量最低且变化范围较小;渤海海域叶绿素a分布具有明显区域特征,其分布基本呈近岸高、中部海域低的分布趋势;将水质参数作为自变量输入支持向量机(SVM)中,GA-SVM算法拟合效果(R20.9)和精确度(MSE0.01)较好,不同水质参数对海水叶绿素a含量的影响相对重要性具有季节差异,夏季,对海水叶绿素a含量影响最重要是磷酸盐和温度;秋季,对于海水叶绿素a含量影响最重要是硅酸盐和盐度;春季,对于海水叶绿素a含量影响最重要的是盐度和溶解无机氮.所有调查季节,对于海水叶绿素a含量影响最重要的是盐度和磷酸盐.综合参数影响重要性,表明陆源输入是黄渤海海域叶绿素a含量的最重要影响因素.     

黄海溶解无机氮时空变化及其水团对DIN总量的影响

本文根据2013~2016年4个航次调查资料,研究了黄海水体中溶解无机氮（DIN）的时空变化及其总量影响因素.结果表明：春、夏、秋和冬季黄海调查海域DIN平均浓度分别为（5.43±4.02）,（4.47±3.16）,（7.46±3.56）和（5.09±2.59）μmol/L.其中,秋季浓度最高,夏季最低;黄海调查海域各季节DIN的分布呈现近岸高、外海低的变化规律,近岸高值点多集中在长江口以北、山东半岛和辽东半岛等处.春~秋季影响DIN分布的因素主要是陆源输入和浮游植物的生长繁殖,冬季则主要是河流输入和沉积物再悬浮作用.四季在中央海域底层还存在一个高值区（>6μmol/L）,主要受黄海冷水团和黄海暖流等共同影响;通过聚类分析法对黄海四季水团进行了基本划分,调查海域主要包括5个水团：黄海混合水团、黄海冷水团、黄海暖流水、沿岸水团和黄东海混合水团,除黄海混合水团终年存在外,其他水团均为季节性存在;调查海域DIN总量四季差异不大,整体含量介于1.0×10⁶~1.5×10⁶t,春、夏、秋和冬季DIN总量分别约为1.2×10⁶,1.0×10⁶,1.5×10⁶和1.3×10⁶t.春季和夏季受浮游植物吸收影响,DIN总量略低,从水团对DIN总量的贡献上来看,春季以黄海暖流为主,夏季以黄海冷水团为主,秋、冬季以黄海混合水团为主.     

黄渤海海域秋季营养盐及有色溶解有机物分布特征

本文利用2013年11月黄渤海海域航次采集的海水样品,对该海域有色溶解有机物(CDOM)、营养盐等的组成、来源、分布特征和主要环境影响因子进行了分析研究.通过三维荧光光谱-平行因子分析法(EEMs-PARAFAC)对CDOM进行分析,共鉴别出2类4种荧光组分:类腐殖质组分C1(325/410 nm)、C2(275,370/435 nm)、C3(270,395/495 nm)和类蛋白质组分C4(290/340 nm).3种类腐殖质组分在黄渤海海域各层的平面分布均为由近岸向远岸逐渐递减.黄海表层和渤海中层类蛋白质组分荧光强度在近岸和远岸海域均出现极大值,而其在渤海表底层及黄海中底层的分布呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势.各层CDOM高值区主要分布在近岸海域.渤海表层溶解无机氮(DIN)和溶解有机氮(DON)浓度高于底层浓度,底层溶解无机磷(DIP)浓度高于表层浓度.渤海DIN呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势,DIP由曹妃甸近岸海域及中部海域的高值区向北部、东部和南部海域逐渐降低的趋势,DON则呈现由渤海中部偏南海域的高值区向四周逐渐递减的趋势.黄海底层DIN和DIP浓度高于表层,而表层DON浓度最高.黄海表中层DIN和DIP呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势,底层DIN和DIP则呈现由近岸到远岸逐渐增加的趋势,DON呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势.渤海DIN、DON和DIP的总体浓度均高于黄海.将4种荧光组分(C1~C4)、吸收系数(a_(355))、溶解有机碳(DOC)与叶绿素a(Chl-a)、盐度(S)、溶解氧(DO)、DIN、DON、DIP进行冗余分析,结果表明黄渤海各荧光组分(C1~C4)主要受陆源输入的影响,DOC受陆源与海源的共同影响,但陆源影响较大.渤海DIN受陆源输入的影响较大,而DON受海源影响较大;黄海DIN受陆源和海源共同影响,而DON主要受陆源输入影响.黄渤海DIP均受陆源和海源共同影响.     

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.     

东黄渤海11-12月有色溶解有机质的分布特征

采集了2016年11－12月期间东、黄、渤海表、中、底海水样品,分析了海水中溶解有机质的紫外-可见光吸收光谱特征,探讨了渤海和黄东海海域秋冬季有色溶解有机物（CDOM）的分布特征、来源和影响因素。结果表明:在渤海和黄东海,表、中、底层CDOM均呈现近岸高、远海低的分布特征,渤海CDOM含量高于黄东海。吸收系数a₃₅₅和光谱斜率S_275-295呈显著负相关。结合CDOM的a₃₅₅分布和S_275-295,表明CDOM受到陆源输入的显著影响。渤海海区黄河口海域由于黄河水的直接输入和在大风影响下黄河口的泥沙再悬浮作用,CDOM含量最高。12月渤海中心存在CDOM和DOC的低值区,位置和夏季渤海双中心冷水团一致。在黄东海海域,高盐度台湾暖流的导致了黄东海DOC低浓度区域的产生,但对CDOM的含量分布没有明显影响。在渤海和黄东海,CDOM和DOC无显著相关性。     

渤海富营养化现状、机制及其与赤潮的时空耦合性

通过对历年调查与监测数据的整理,从污染物源强、渤海富营养化状况、赤潮发生的时空分布三个角度,分析了渤海近岸海域富营养化的"压力—状态—响应"耦合作用机制。根据文献及调查资料研究渤海营养要素的来源及通量,指出渤海污染物主要来自于陆源输入,并且以河流携带的营养盐输入为主。在对渤海近岸海域历年营养盐含量及富营养化水平分析的基础上,结合赤潮发生的时空变化特征,就富营养化对渤海赤潮的诱导作用与耦合关系进行初步讨论。