生态修复后普兰店湾水体交换数值研究

本文基于非结构化数值模型研究了普兰店湾的水动力特征,耦合输移扩散模型研究不同修复方案对水交换的影响。模拟得到:普兰店湾内涨落潮流向与岸线走向一致,池梗拆除增加15%的水域面积,提升了10%的海湾纳潮量。方案一工程后池梗高程较低,滩涂漫滩及干出流场较为均匀;方案二工程后池梗相对较高,池梗之间流速较大,滩涂流场较为杂乱。工程前湾中水体半交换时间为0～70天左右,湾底区域在70天以上,方案一工程实施后,湾中半交换时间降至50天,方案二降至60天;工程前湾内平均半交换时间为36.8天,方案一下降至 24.0天,方案二降至 28.5天,方案一较方案二提升12%,对湾内水质改善更为明显。     

三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-POPFe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。     

疏浚对梅粱湾表层沉积物重金属赋存形态及其生物毒性的影响

选择太湖梅梁湾未疏浚、疏浚后1周和疏浚后半年的表层沉积物为研究对象,测定其中重金属的含量及其不同赋存形态所占比例,开展沉积物间隙水中重金属毒性试验,据此探讨疏浚对沉积物中重金属含量及其赋存形态所占比例和生物毒性的影响. 结果表明:太湖梅梁湾调查区未疏浚沉积物重金属含量明显高于疏浚区,重金属的生物毒性占沉积物综合毒性的25%～35%. 疏浚后1周沉积物重金属含量急剧降低32%～51%,但对重金属生物毒性影响较大的吸附态及碳酸盐结合态重金属比例由未疏浚时的未检出或含量极低增加到40%～83%,生物毒性相应增加17%～38%;疏浚后半年,沉积物中重金属的总量略有回升,吸附态及碳酸盐结合态重金属比例下降,生物毒性下降并低于未疏浚时水平.      

深圳湾浮游植物的季节变化

2008年2月至11月对深圳湾的浮游植物和理化环境因子进行了4个季度月的调查,结果共检出浮游植物150种（包括变种和变型）：春季66种、夏季72种、秋季54种、冬季50种,其中硅藻门36属108种,甲藻门14属36种,绿藻门3属3种,蓝藻门2属3种。优势种共有湖沼圆筛藻Coscinodiscus lacustris、中肋骨条藻Skeletonema costatum、夜光藻Noctiluca scientillans 3种：春季1种、夏季1种、秋季1种、冬季2种,优势种群由春夏季的湖沼圆筛藻演替至秋季的中肋骨条藻、冬季的中肋骨条藻和夜光藻,没有全年广布优势种;4季均出现的种类共有9种,其中硅藻8种,甲藻1种,各季节间共有种类数在13～31种,Jaccard种类相似性指数范围在0.12~0.35,季节更替明显。多样性指数和均匀度的变化范围分别为0.006~1.724和0.001~0.306,群落结构较脆弱。细胞密度在1.25×107~217.90×107 cells.m-3,夏季最高,春季次之,冬季最低,属季节单峰型变化,与一般亚热带春、秋季出现密度高峰不一致,这与深圳湾陆源营养物质的扰动有关,其无机氮和活性磷酸盐含量均劣于国家海水水质标准的四类水,因此,该海域水质营养类型属于亚热带富营养型。细胞密度与硅酸盐呈极显著的负相关,相关系数为-0.446（p〈0.01,n=36,双尾）,与水温呈显著的正相关,相关系数为0.371（p〈0.05,n=36,双尾）,与其他因子的相关性不明显。从优势种的种类数和多样性指数分析,深圳湾浮游植物的群落结构已趋于单一化,生态系统抗干扰能力极为脆弱。     

典型海洋生态系统服务功能及价值评估——以桑沟湾为例

系统分析了生态系统服务功能及价值评估的研究进展,探讨了海洋生态系统服务功能及价值的内涵.以桑沟湾为例,对该生态系统的渔业生产、气体调节、污水处理、空气净化、滨海旅游、文化价值等服务功能的价值以2004年为评价基准年份进行了评价.评价结果为,2004年桑沟湾生态系统服务功能的价值为10.51×108元.其中直接经济价值(渔业生产)6.86×108元,占总服务价值的65.29%,表征桑沟湾是一个典型的养殖型海湾.这与人们对于桑沟湾的一般认识是一致的.同时我们注意到,桑沟湾生态系统的其他服务价值总和为3.65×108元,该数值占总服务价值的34.71%.作者认为,本文所得结果是桑沟湾也已实现了的生态服务价值,是对桑沟湾生态服务价值的保守估计.     

莱州湾西南部岸线变迁对海域水动力影响的数值研究

20世纪70年代以来,盐田、养殖围堤、港口堤坝建设等开发活动使莱州湾西南部岸线变迁尤为显著,从而引起了海湾水动力环境的改变。为探究近50年莱州湾水动力环境对海湾西南部岸线变迁的响应,本文建立二维数值模型,研究莱州湾西南部3个时段岸线变迁对海湾潮流、纳潮量和水交换的影响。结果表明,1968－2020年莱州湾西南部流速变化以减小为主,流速变化较大的区域主要位于盐田或养殖围垦区和新建港口附近海域。近50年,莱州湾纳潮量呈逐年减小趋势,大潮、中潮、小潮和全潮平均纳潮量分别减少5.85%、7.28%、8.85%和6.47%,围填海是导致纳潮量减小的主要原因。1968－2010年莱州湾整体的水交换能力有所提高,2010－2020年则相差很小;从局部看,1990－2020年港口附近海域的水交换能力均显著降低。     

胶州湾沉积物氮的环境生物地球化学意义

利用氮的分级浸取技术,研究了胶州湾不同粒级沉积物中氮的赋存形态.研究表明,胶州湾沉积物中可转化态氮可分为离子交换态、弱酸浸取态、强碱浸取态和强氧化剂浸取态.不同粒级沉积物中各形态氮占可转化态氮的比例各不相同.在细、中和粗粒级沉积物中,强氧化剂浸取态氮是可交换态氮的优势形态,分别占可转化氮的35.38%、44.38%和58.69%.在中、粗粒级沉积物中,强碱浸取态氮是无机氮的主要赋存形态,分别占可转化态氮的26.31%和25.85%.在细粒级沉积物中,离子交换态氮是优势态的无机氮,占可转化态氮的27.67%.相关分析表明,对于胶州湾来说,沉积物的粒度越细,氮的含量就越高,各形态氮大致与细、中粒级沉积物含量呈正相关,而与粗粒级沉积物含量呈负相关.研究还表明,不同粒级沉积物中氮与浮游植物数量、叶绿素a以及上覆水体中硝酸盐的含量大致都在一定程度上呈正相关,这一方面说明了沉积物对上覆水体元素的含量有着不可忽视的影响,另一方面也说明了沉积物中的氮对海水的富营养化水平有着较好的指示和十分重要的环境意义.     

2株高效溶赤潮异湾藻放线菌的鉴定及溶藻特性

从武汉周边土壤中分离得到2株具有强溶藻能力的放线菌,命名为B-10和G-11.研究了2株菌对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、锥状斯克里普藻(Scrippsiella trochoidea)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、金藻(Golden algae)的溶藻效果及溶藻方式,通过形态学特征、培养特征、生理生化鉴定、16S rDNA序列分析对其进行鉴定.研究结果表明,株放线菌对赤潮异湾藻和锥状斯克里普藻都有较好的溶藻效果,对微小原甲藻和金藻的生长也有抑制作用,且在传代5次后能够保持稳定的溶藻效果, 按1％的体积比接种5d后B-10和G-11对异湾藻的去除率分别为90%和99.44%.通过溶藻方式研究,发现2菌株都是通过释放胞外代谢物溶藻,且胞外代谢产物对温度敏感,当温度达到100℃时会使2种溶藻物质失活.经形态学特征、生理生化鉴定及16S rDNA序列分析结果,可初步判断,B-10菌株属于链霉菌属的细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)类群,菌株G-11属于链霉菌属的变异链霉菌(Streptomyces variabilis )类群.     

桑沟湾溶解态铁的分布、季节变化及影响因素

采用催化动力学分光光度法对2011年4月、8月、10月和2012年1月桑沟湾溶解态铁（dissolved iron,DFe）的含量进行了测定。结果表明,桑沟湾4个季节DFe的平均值分别为3.8 ±0.7 nmol/L、3.3 ±1.8 nmol/L、2.6 ±1.0 nmol/L、1.8 ±0.6 nmol/L,存在明显的季节变化（t-test,p < 0.05,n=19）。桑沟湾DFe的平面分布主要呈现出河口和近岸浓度较高,随离岸距离的增加浓度逐渐降低的变化趋势。通过对桑沟湾周边河流、地下水DFe含量的分析及箱式模型的计算,结果表明桑沟湾海域DFe的主要来源包括河流、地下水的输入和大气沉降等;而其主要的汇为向黄海的输出以及养殖生物的吸收利用。DFe在桑沟湾的存留时间与大洋相比明显降低,可能与特殊的水文环境与养殖生物的吸收利用有关。     

钦州湾海水养殖区水体有机磷酸酯的污染特征及生态风险

本文对广西钦州湾养殖区水体中11种常见的有机磷酸酯（OPEs）阻燃剂和增塑剂采用固相萃取和气质联用的分析方法进行了研究,结果表明11种OPEs的总浓度范围为32.9～227 ng/L,平均126 ng/L,处于国际上类似区域的较低水平。钦州湾养殖塘不同OPEs单体的含量水平主要受其自身的水溶性和辛醇-水分配系数（K_OW）影响。OPEs的生产与消费量也在一定程度上影响其含量水平。因此,TCEP、TCPP和TBEP是钦州湾养殖区水体中浓度最高的三种OPEs。总体上,OPEs在养殖塘水体中的浓度高于附近开放的河口与近岸海水,这可能是人为排放的OPEs通过养殖水源（河流与近岸海水）进入养殖塘并得以蓄积的结果。氯代OPEs在养殖塘表现出比非氯代OPEs更高的蓄积能力或持久性。目前,研究区域OPEs浓度水平对周围环境无显著生态影响,但由于其可能会富集在海产品中并通过食物暴露给人体,其健康风险不容忽视。