2002-2021年渤海叶绿素a浓度变化及环境响应分析

基于2013-2021年渤海遥感反射率和叶绿素a浓度等实测数据,开展了该海域MODIS影像的叶绿素a浓度遥感反演模型研究。选择OC3经典模型形式,采用渤海的实测数据进行拟合分析,获取了适用于渤海的模型局地化参数,通过真实性检验得到叶绿素a浓度的遥感反演结果与实测值的决定系数为0.84,平均相对误差为24.77%,均方根误差为5.56 μg/L,反演精度较佳。利用该算法反演获取了渤海2002-2021年叶绿素a的月度、季度和年度平均浓度,分析了其时空变化特征,同时结合2001-2021年渤海非优良水质比例开展了环境响应分析。分析结果显示:2001-2021年,渤海非优良水质比例与同时期叶绿素a浓度变化趋势基本一致,呈现先变差后变好的倒V形趋势;5年平均的非优良水质比例与叶绿素a浓度变化趋势更直观地反映了2001-2021年渤海整体的水环境变化趋势,与非优良水质比例相比,叶绿素a浓度对渤海水环境的改善响应更快。     

渤海湾海岸带开发对近岸沉积物重金属的影响

为了解渤海湾围填海造成的生境变化趋势及重金属污染状况,对2003年和2011年渤海湾表层沉积物4种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn)的含量及空间分布分别进行了研究,并采用BCR三步分级提取法分析了2011年渤海湾表层沉积物中这4种重金属不同赋存形态的含量,评估了这4种重金属的生物有效性,最后分别采用富集系数法和潜在生态危害指数法对2011年重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,2011年渤海湾沉积物中Cu、Cd、Pb的含量均比2003年偏高,重金属污染形势趋于严峻.Cu、Zn、Cd的空间分布趋势基本相似,其高值区均集中在渤海湾的中部海域.Pb的高值区主要集中在近岸河口和渤海湾中部及南部.4种重金属相互之间相关性显著,说明它们之间可能具有一定的同源性.形态分析表明Cu、Zn、Cd主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,各元素生物有效性排序为:Cd>Pb>Cu>Zn.Cd为渤海湾表层沉积物中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.Cu、Zn、Pb污染程度较低,生态危害轻微.     

渤海湾表层沉积物重金属在不同粒级有机-矿质复合体中的分布

采用超声分散法分离沉积物中不同粒级有机-矿质复合体,研究了渤海湾沉积物中Pb,Cd,Cr等重金属的污染及其在不同粒级有机-矿质复合体中的分布.结果表明,3种重金属含量总体上随着复合体粒径增大而减小.X射线衍射(XRD)结果显示,随着沉积物粒径的增大,主要来自原生矿物的石英和长石等岩石结构物质的含量增加,但这些物质中的重金属含量较低.渤海湾表层沉积物中重金属污染主要发生在以次生硅酸盐矿物及硅、铁、铝等氧化物或氢氧化物为主的细粒沉积物上,细粒样品由于其较大的比表面积和富含有机质的特性,通过吸附、沉淀、离子交换等,导致所含重金属含量较高.粘粒复合体中Pb含量是粗砂中的2.3倍,Cd是粗砂的3.8倍,而Cr是粗砂的2.8倍.      

渤海湾近岸海域春季大型底栖动物群落特征

2008年4月下旬在渤海湾近岸海域进行了21个站位的大型底栖动物调查,共发现大型底栖动物99种,其中包括多毛类24科45种,软体动物15科19种,棘皮动物3科3种,甲壳动物18科25种,其他类群7种. 调查区内大型底栖动物的优势现象不明显,优势度指数大于1%的物种仅有7种,分别为黄海埃刺梳鳞虫、深钩毛虫、不倒翁虫、豆形胡桃蛤、长尾虫、绒毛细足蟹和纽虫. 调查区内大型底栖动物的总栖息密度平均值为228.81 m-2,总生物量平均值为36.03 　g/m2,其中多毛类的平均栖息密度为71.43 m-2,生物量为2.95 　g/m2;软体动物的平均栖息密度为76.19 m-2,生物量为8.28 　g/m2;棘皮动物的平均栖息密度为6.90 m-2,生物量为16.69 　g/m2;甲壳动物的平均栖息密度为53.10 m-2,生物量为4.53 　g/m2. 调查区内大型底栖动物的香农-威纳多样性指数为0～4.18,平均值为2.99;丰富度指数为0～2.97,平均值为1.71;均匀度指数为0.51～1.00,平均值为0.84. 与1959年全国海洋综合调查的渤海底栖生物调查结果比较表明,近半个世纪以来渤海湾近岸海域大型底栖动物的平均生物量显著升高,群落结构有所改变.      

黄河口近岸海域沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)的研究

测定了黄河口近岸海域11个站位表层沉积物样品的酸挥发性硫化物(AVS)和同步浸提重金属(SEM)含量,对AVS、SEM和差值(SEM-AVS)的大小和平面分布进行了分析,结果表明:该海域表层沉积物AVS含量范围为0.152～1.847 μmol/g,平均值为0.935 μmol/g;SEM含量分布范围为0.899～1.863 μmol/g,平均值为1.327 μmol/g,调查海域表层沉积物SEM-AVS差值的变化范围为-0.594～1.365 μmol/g,平均值为0.392 μmol/g.黄河口门沉积物中重金属(SEM)可能对水生生物有一定的毒性;在调查海域的东部和北部海域存在两个低值区,沉积物中重金属是安全的,从黄河口向莱州湾内,沉积物重金属对水生生物的毒性是逐渐降低的.     

渤海湾海域生态环境的研究Ⅰ.浮游植物种类组成和数量变化

根据2003年7月15日、2003年11月4日、2004年2月29日和2004年5月25日渤海湾海域的调查资料,对调查区内浮游植物的种类组成、细胞数量、优势种组成和随季节变化进行了分析研究,并与历史资料进行了比较.结果表明,浮游植物以硅藻、甲藻为主,还有少量的金藻和蓝藻;浮游植物细胞数量在春季最高,随后逐渐减少,至冬季达到低谷,季节变化属单周期类型.与历史资料相比,细胞数量、季节性变化和优势种的组成均有不同程度的改变.     

渤海海域船舶及相关作业污染损害的防治

对渤海海域内的船舶及相关作业的污染源进行了分析和评价，并提出了污染控制的建议。     

渤海湾海丰盐场卤虫种类组成与生殖特性

1999年7～10月对渤海湾海丰盐场卤虫自然种群的种类组成和生殖特性进行了研究，结果表明：(1)原来仅有孤雌生殖种群，如今孤雌生殖卤虫与两性生殖卤虫Artemia franciscana共存，且在8～10月份外来种A.franciscana占主要部分。(2)温度是影响休眠卵产生的重要环境因子。实验期间温度降低，卵生比例升高，到9、10月份已全部为卵生。(3)随温度降低，怀后代数有上升的趋势。多数月份卤虫怀后代数与盐度负相关。     

渤海非色素颗粒物和黄色物质的吸收特性研究

非色素颗粒物和黄色物质的吸收是海水总吸收系数中重要的组成部分,也是海洋光学和水色遥感目前主要的研究内容.本文利用2005年测量的渤海黄色物质与非色素颗粒物的吸收系数,回归了两者吸收系数的曲线斜率,平均值分别为0.012和0.014 nm-1,这与国外测量的结果是一致的;分析了吸收系数和曲线斜率的时空分布,发现两者存在比较明显的负相关关系,可能是由于非色素颗粒物与黄色物质的两种来源导致的.     

环渤海地区2,4,4''-三氯联苯的多介质归趋模拟

为探究多氯联苯(PCBs)在环渤海地区的环境多介质迁移和归趋行为,本研究以2,4,4′-三氯联苯(PCB28)为目标污染物,基于区域尺度多介质城乡逸度模型,模拟了稳态条件下PCB28在各环境相中的浓度分布、总量分配以及相间迁移过程,并对模型的输入参数和输出结果分别进行了敏感性和不确定性分析.结果表明,PCB28在淡水、农村土壤、城市土壤和沉积物中的模拟浓度与实测浓度吻合较好,验证了模型的可靠性.PCB28在城市土壤中的浓度最大,浓度均值为5.26×10~(-6) mol·m~(-3),在农村大气中的浓度最小,浓度均值为5.79×10~(-14) mol·m~(-3).当环境系统达到平衡时,土壤是PCB28最主要的"汇",占其在环境中总储量的96.45%.大气相与其他环境相间的相互迁移过程是PCB28在环渤海地区进行空间迁移的主导过程.大气传输是PCB28最主要的入海途径,从农村大气到海水的迁移通量占总入海通量的97.22%.参数敏感性分析结果表明PCB28排放速率、栅格规模及与迁移速率相关的参数是影响大气相中PCB28浓度的关键参数.不确定性分析结果表明PCB28在农村大气和城市大气中的浓度分布都符合对数正态分布,其变异系数分别为0.44和0.41.