长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素

基于对2015—2016年长江口邻近海域现场调查数据的分析,探讨了其海水pH的季节变化和影响因素。结果表明:长江口邻近海域四季pH在7.76—8.32之间,其中夏季最高,秋季最低;夏季具有明显的分层现象,冬季水体pH垂直分布相对均一。长江冲淡水对长江口邻近海域水体pH的影响是局域性的。浮游植物光合作用是影响春、夏、秋季海水pH区域分布的重要过程。春、冬季节表层海水pH分布受海-气界面CO2交换的影响较大。温度、生物作用及长江冲淡水扩展是导致长江口邻近海域表层海水pH季节变化的主要因素。     

2006年夏冬季长江口、杭州湾及邻近海域表层海水溶解态重金属的平面分布特征

利用2006年夏、冬季两个航次采集的长江口、杭州湾及邻近海域表层海水水样,分别采用石墨炉无火焰原子吸收分光光度法和火焰原子吸收分光光度法,测定了海水中溶解态Cu、Pb、Cd、总Cr的含量以及溶解态Zn的含量,研究了该海域表层海水中溶解态Cu、Pb、Zn、Cd和总Cr的平面分布状况,结果表明:(1)夏季表层海水中溶解态Cu、Pb、Zn、Cd和总Cr的平均质量浓度分别为0.90、0.54、5.80、0.080和0.46 μg/dm3;冬季则分别为1.01、0.81、9.32、0.070和0.31 μg/dm3,上述重金属元素含量基本达到国家一类海水水质标准,仅夏、冬季Pb的部分站位以及冬季Zn的部分站位达到国家二类海水水质标准.(2)表层海水溶解态Cu、Pb、Zn的质量浓度总体平面分布规律为:冬季高于夏季;Cd和总Cr的质量浓度总体平面分布规律为:夏季高于冬季.(3)影响近岸海域表层海水溶解态重金属分布的因素比较复杂,入海径流和排污口等输入海域的重金属对海水表层的重金属分布具有决定性的作用,同时,盐度、pH值、悬浮颗粒物质、营养盐等也是重要的影响因子.     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

东海沿岸海域表层海水酸化趋势及影响因素研究

根据2002—2011年东海沿岸海域(4个区域,16个站位)春、夏、秋三个季节的表层海水pH、温度、盐度和叶绿素a等监测资料,对该海域pH的年际时空变化及其影响因素进行了探讨。结果表明,东海沿岸海域表层海水十年间pH变化趋势存在明显的季节和区域差异,共有10个站点表层海水pH呈下降趋势,主要集中于长江口和杭州湾海域,而三门湾和椒江口海域的酸化则不明显。环境因子相关性分析显示,杭州湾海域夏季表层海水的pH与叶绿素a浓度呈极显著正相关,其它海域两者间未显示出显著的相关性;杭州湾海域的pH与海表温度也存在显著的相关性,但季节不同趋势不同,呈现出春季正相关而夏季负相关的特征;pH与盐度的关系在各海域表现得更加明显,长江口、杭州湾和三门湾三个调查海区海水的pH变化与盐度都存在显著的正相关。总之,在10年的连续监测内东海沿岸海域存在一定程度的酸化趋势,其影响机制还需进一步研究。     

近50年来长江口及邻近海域溶解氧的时空分布变化

长江口及邻近海域是我国最重要的河口海岸区域之一。基于多源、长时间序列的溶解氧资料,本文对近50年来长江口及邻近海域溶解氧的时空分布特征进行了研究。结果表明,近50年来,长江口及邻近海域表层溶解氧基本保持稳定,仅冬季呈现出一定的上升趋势。冬、春两季溶解氧浓度范围在7-11 mg/L,夏、秋两季为6-8 mg/L。长江口及邻近海域低氧值首先出现于5月,浙闽沿岸底层海域形成低氧水舌。水舌在夏季不断向北推进,北部断面低氧程度明显高于南部断面。到了秋季,低氧区逐渐消退,至冬季完全消失。在过去的50年中,长江口及邻近海域的低氧现象始于20世纪80年代。2000年起,低氧程度逐渐加深,低氧分布深度逐渐升高。本文基于大量的溶解氧历史数据开展研究,研究结论对于探讨长江口及邻近海域低氧区的发展变化具有非常重要的意义。     

长江口及其邻近海域CDOM光谱吸收特性分析

研究了长江口及其邻近海域有色可溶性有机物(CDOM)的光吸收特性,分析了CDOM浓度(吸收系数a(440))、光谱斜率(S_g)与盐度的关系。结果表明:长江口及其邻近海域CDOM的a(440)变化范围为0.21~0.85 m^-1,平均值为0.44 m^-1;S_g值的范围为0.013 3~0.016 7 nm^-1,平均值为0.014 nm^-1;a(440)的水平分布表现为长江口海区比外海区高,S_g的水平分布表现为长江口海区比外海区低,反映了长江口海区CDOM中的腐殖酸成分比外海区大。研究区内a(440)与盐度、S_g与盐度明显线性相关,表明CDOM在河口混合行为中呈保守行为,CDOM具有良好的保守性质。     

长江口及邻近海区营养盐结构与限制

通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO₃-+NO₂-+NH₄+)、磷酸盐(PO₄3-)、硅酸盐(SiO₃2-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°~32.5°N,122.5°~124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO₄3-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO₃2-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO₃2-长江冲淡水影响,四季多呈现PO₄3-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO₄3-,造成局部PO₄3-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO₃2-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO₃2-相对较为缺乏。     

夏季长江口无机氮的加入与转移 偏移理论稀释曲线的解释

利用2006年夏季长江口调查数据分析了长江口海域硝酸盐(NO3-)、亚硝酸盐(NO2-)、铵盐(NH4+)大面分布,NO3-浓度呈近岸高、外海低的特征,NO2-和NH4+浓度在上海市排污口位置有高值区并向外扩散。NO3-,NH4+浓度总体上符合咸淡水混合之稀释效应,与盐度的相关系数(r2)分别为0.815,0.255,呈保守行为,而NO2-浓度与盐度的相关性系数为0.074,呈非保守行为。在确定了淡水端元和咸水端元的基础上,做出理论稀释曲线TDL(theoretical dilution line),由于上海市污染物的输入,淡水端元NO3-,NO2-,NH4+浓度不同程度地正偏于TDL,在外海深层水范围内有机颗粒矿化再生亦呈加入态势。对应高溶解氧的盐度羽状峰处,由于真光层初级生产较强,表层NO3-浓度负偏于TDL约1~19μmol/dm3,NO2-,NH4+浓度也存在不同程度的减小。在长江口最大浑浊带附近,由于高浓度悬浮物吸附NH4+而呈现明显的迁出机制。外海表层海水三氮营养盐浓度数据点偏离TDL程度较小,但在底层由于来自上层的有机颗粒耗氧分解而再生出营养盐,使NO3-,NO2-,NH4+浓度数据一般在TDL之上。     

春、夏季长江口及邻近海域溶解甲烷的分布与释放通量

分别于2012年3和7月对长江口及其邻近海域进行了大面调查,测定了表、底层海水中溶解甲烷浓度,并对其海-气交换通量进行了估算。结果表明,春、夏季表层甲烷的平均浓度分别为(28.33±38.33)和(19.92±19.18)nmol·L-1,甲烷浓度从内河口向外海逐渐降低。长江口溶解甲烷浓度和饱和度有明显季节变化,其中春季内河口甲烷浓度和饱和度高于夏季,但外河口及邻近海域则相反,这主要是温度和长江冲淡水中甲烷浓度的季节差异造成的。该海域溶解甲烷的分布受陆源输入影响显著,夏季长江冲淡水影响范围较春季更广,但由于稀释效应夏季甲烷浓度低于春季。夏季沉积物的释放对河口区甲烷的贡献较春季更为明显。调查期间该海域溶解甲烷都处于过饱和状态,是大气甲烷的净源;根据W92公式初步估算出长江口及其邻近海区年释放CH4量约为8.81×108 mol·a-1,占全球海洋年释放量的0.08%,远高于其面积比0.01%,因此该海区是甲烷产生和释放的活跃海域。     

长江口及邻近海域溶解态锰的分布及影响因素

为研究陆架边缘海锰的生物地球化学循环,利用隐色孔雀绿-高碘酸钠催化动力学方法,对2012-03和2012-07长江口及其邻近海域调查航次采样的溶解态锰浓度进行测定。2012-03长江口及其邻近海域表、底层水体中溶解态锰浓度没有显著性差异。2012-07底层溶解态锰浓度显著高于表层。溶解态锰浓度存在显著的季节差异,2012-07平均浓度显著高于2012-03的。春、夏季溶解态锰浓度在表、底层分布整体上均呈现出由近岸到外海逐渐降低的特征,表明近岸受到河流输入的影响。2012-03长江口及其邻近海域溶解态锰基本表现为保守混合,2012-07盐度2~8海域表层发生明显的清除。两端元混合模型及相关性分析表明,该海域悬浮颗粒物(SPM)是溶解态锰的一个主要汇。此外,水团的物理混合是影响该海域溶解态锰分布的主要因素。     

长江口及邻近海域浮游动物生物量分布及季节变化

2006年7月—2007年12月,在长江口及邻近海域(29°30′N~32°30′N,120°00′E~127°30′E)布设150个观测站位,进行了4个季节生物、化学和物理海洋学综合调查。根据采集的浮游动物样品的分析鉴定结果及现场环境参数的测定数据,对浮游动物群落生物量分布及季节变化进行了研究。结果表明:长江口及邻近海域浮游动物生物量有明显的季节变化,主要表现为:春季>夏季>秋季>冬季。中华哲水蚤(Calanussinicus)、双生水母(Diphyeschamissonis)、百陶带箭虫(Zonosagittabedoti)和中华假磷虾(Pseudeuphausiasinica)是长江口及邻近海域浮游动物生物量的主要贡献者。化学营养盐是影响长江口及邻近海域浮游动物生物量分布的主要环境因素,除此以外,其它环境因子在不同季节对浮游动物生物量的影响存在差异。春季,温度和盐度是影响浮游动物生物量的主要因素;夏季,温度、溶解氧和叶绿素a是影响浮游动物生物量的主要因素;秋季,盐度、溶解氧和悬浮颗粒物是影响浮游动物生物量的主要因素。冬季,环境因子对浮游动物生物量影响不明显。     

三峡工程对河口及邻近海域渔业影响的初步探讨

河口只是河流与海洋之间的一小部分水域,但对人类社会的发展和生物的进化起着重要的作用。它不仅是生物种群繁殖、育幼和栖息的场所,而且是溯河和降海鱼类洄游的必经之路,因此,河口对生物种群的繁衍延续和资源补充,以及保持生态平衡具有十分重要的意义。 然而,河口又是生态环境十分脆弱和敏感的水域,同时也是受人类干扰最为严重的区域。因此,河口的生态环境问题愈来愈引起人们的关注,其中包括长江三峡水库的兴建对长江口及其附近海域生态、环境的影响,特别是对位于河口两侧的我国著名两大渔场——舟山渔场和吕四渔场的影响问题。影响渔业资源的因子是多方面而且错综复杂的。本文主要通过长江径流的变化与环境因子变量的相关分析,并根据三峡水库不同蓄水方案,对河口近海渔业的影响问题进行初步探讨。     

用三维荧光光谱-平行因子分析法研究长江口南部有色溶解有机物荧光的季节变化

The southern Changjiang River Estuary has attracted considerable attention from marine scientists because it is a highly biologically active area and is biogeochemically significant.Moreover,land-ocean interactions strongly impact the estuary,and harmful algal blooms(HABs) frequently occur in the area.In October 2010 and May 2011,water samples of chromophoric dissolved organic matter(CDOM) were collected from the southern Changjiang River Estuary.Parallel factor analysis(PARAFAC) was used to assess the samples' CDOM composition using excitation-emission matrix(EEM) spectroscopy.Four components were identified:three were humic-like(C1,C2 and C3) and one was protein-like(C4).Analysis based on spatial and seasonal distributions,as well as relationships with salinity,Chl a and apparent oxygen utilization(AOU),revealed that terrestrial inputs had the most significant effect on the three humic-like Components C1,C2 and C3 in autumn.In spring,microbial processes and phytoplankton blooms were also important factors that impacted the three components.The protein-like Component C4 had autochthonous and allochthonous origins and likely represented a biologically labile component.CDOM in the southern Changjiang River Estuary was mostly affected by terrestrial inputs.Microbial processes and phytoplankton blooms were also important sources of CDOM,especially in spring.The fluorescence intensities of the four components were significantly higher in spring than in autumn.On average,C1,C2,C3,C4 and the total fluorescence intensity(TFI) in the surface,middle and bottom layers increased by123%–242%,105%–195%,167%–665%,483%–567% and 184%–245% in spring than in autumn,respectively.This finding corresponded with a Chl a concentration that was 16–20 times higher in spring than in autumn and an AOU that was two to four times lower in spring than in autumn.The humification index(HIX) was lower in spring that in autumn,and the fluorescence index(FI) was higher in spring than in autumn.This result indicated that the CDOM was labile and the biological activity was intense in spring.     

黄河口附近海域化学需氧量和石油烃分布及其关键控制环境因子分析

于2009年12月、2010年5月、2011年9月、2013年5月和2014年10月,在黄河口附近海域进行了5个航次调查,研究了该海域的化学需氧量(COD)和石油烃的分布情况以及季节变化。结果表明,COD整体呈冬季低、春季高的趋势,而石油烃无明显季节变化趋势。平面分布上,春季和秋季COD高值主要分布在靠近黄河口海域。春季和冬季石油烃高值主要位于调查海域的东北部区域。相关分析结果表明盐度、温度、pH、悬浮物、溶解氧及磷酸盐是影响COD的主要环境因素,而石油烃主要受盐度、温度、pH、无机氮、磷酸盐的影响。进一步多元回归分析结果表明,p H、盐度和溶解氧是影响COD的关键因子,温度是影响石油烃的关键因子。     

基于浮标观测的长江口外海流特征分析

为了揭示长江口外海域海流的特征及其季节和垂向变化规律,于2006年8月1日-2007年7月31日在长江口外海域（平均水深约46.0m）利用大型浮标进行了1年的分层海流流速流向观测。结果表明：（1）该海域海流为顺时针方向的旋转流,在垂向上流向较一致,季节变化不显著。（2）长江口外海域水平流速总体较大,夏季表层最大流速为128.5cm/s,冬季最大表层流速为105.5cm/s;垂线平均流速相近（差异<8.0 cm/s）,夏季流速最大为47.0cm/s,冬季为40.8cm/s。小潮的平均流速为26.5cm/s,大潮平均流速为小潮的2倍。（3）剖面各层流速垂向差异明显,最大流速出现在表层（春季和冬季）或次表层（夏季和秋季）,最小流速均出现在底层;各层的最大平均流速为57.9cm/s,出现在夏季的18m层。（4）垂线平均余流为7.5~11.3 cm/s,春季最强冬季最弱;春季和冬季各层余流均为东向,夏季和秋季基本为东北向或北向。（5）观测海域海流受长江冲淡水、台湾暖流、季风、潮汐等动力作用的共同制约。     

春季长江口颗粒有机碳年际分布变化及其影响因素分析

根据2013—2016年春季(5月)长江口及其邻近海域4个航次环境综合调查数据,探讨春季长江口水体颗粒有机碳(POC)时空分布特征及其环境影响因素。结果显示:2013—2016年春季长江口POC浓度范围为0.22~16.99 mg/L,均值为1.80 mg/L,总水域POC年际间变化显著,底层浓度高于表层。从口门区、近岸区和近海区三个子水域来看,除近岸底层POC浓度处于高值,年际差异不显著之外,其余水域的表、底层均存在空间变异和年际差异。POC浓度在口门附近偏南部水域达到高值,后沿长江冲淡水(CDW)方向降低,低值区位于近海底层,但表层POC在近海水域123°E附近出现次高值。POC浓度与盐度之间具有显著负相关关系,且相关性逐年递减;POC浓度与总悬浮物浓度(TSM)呈显著正相关,底层相关性高于表层;近海区表层POC与叶绿素a正相关关系极显著,二者高值区均分布在123°E附近。入海径流量与长江口春季POC浓度呈现出截然相反的年际变化趋势,径流对有机碳的稀释作用高于其输入作用。长江口春季POC主要以碎屑源为主,其分布与有机碳源、海水的稀释作用、悬浮物运动等多种因素有关,高浊水体中悬浮物影响显著,陆源有机碳对POC的影响在长江口近海水域有所弱化,而浮游植物对POC的贡献凸显。     

夏季长江口海域溶解态铁的分布及混合行为研究

本文基于2015年7月长江口的现场调查资料,分析讨论了长江河口区溶解态铁(DFe)的含量分布与混合行为及其影响因素。结果表明:长江径流携带大量的DFe入海,且口内区(Ⅰ)浓度高于混合区(Ⅱ)和外海区(Ⅲ),平均浓度分别为166.45±6.26nmol/L,14.04±8.80nmol/L和6.18±1.51nmol/L。受去除作用和海水稀释的影响,在河口区DFe的浓度下降率达到96.92%。DFe浓度与盐度的关系符合指数模型,由模型与理论稀释线估算的长江口海域DFe的理论最大去除率为97.75%,与实际测得的最大浓度下降率相近。长江冲淡水、苏北沿岸流和台湾暖流影响DFe的水平分布。受长江冲淡水影响,长江口外海域DFe浓度高达176.50nmol/L。苏北沿岸流主要影响研究区域北部的表层水,其携带的DFe浓度低于长江冲淡水。台湾暖流是导致研究区域东南部DFe浓度较低的主要原因,使得中层和底层水中浓度分别低至4.04nmol/L和4.79nmol/L。另外,在表层海水中DFe的分布受到叶绿素a、溶解有机碳和溶解氧的共同影响,DFe与叶绿素a、溶解氧呈显著负相关,与溶解有机碳呈显著正相关。     

长江口及邻近海域有色溶解有机物的分布及河口混合行为的季节变化研究

于2019年3月、7月和10月对长江口及邻近海域有色溶解有机物(CDOM)的分布及河口混合行为进行分析研究。通过对盐度、吸收光谱斜率S_275～295、吸收系数a_CDOM(355)以及叶绿素a的分析发现,在河口内低盐度区,7月淡水流量大,陆源输入量最大,a_CDOM(355)值最高,3月CDOM来源主要受陆源输入和浮游植物生产活动的影响,a_CDOM(355)值较10月高;在口外高盐度区,3月和7月的a_CDOM(355)值相近,均低于10月,CDOM分布主要受浮游植物生产活动的影响。利用三维荧光光谱?平行因子分析方法共鉴定出4个荧光组分:类蛋白质组分C1(280/330 nm)、类腐殖质组分C2(300/350 nm)、类腐殖质组分C3(260/465 nm)和类腐殖质组分C4(320/410 nm)。在3月、7月及10月,4个荧光组分强度由长江口内到口外呈递减趋势,受陆源输入和浮游植物生产活动的影响,平均荧光强度的季节变化总体上来说,由大到小依次为7月、10月、3月。3个季节CDOM荧光组分均存在偏离理论稀释线的现象,说明CDOM的来源(陆源输入、沉积物再悬浮和现场生物活动)和去除(被颗粒物吸附、光降解和细菌降解)机制复杂多变,揭示了长江口区域CDOM在不同时空下的不保守混合行为。     

Seasonal distribution of Calanus sinicus (Copepoda, Crustacea) in the East China Sea

On the basis of the four-season investigation in 23°30′~33°N and 118°30′~128°E of the East China Sea from 1997 to 2000, the seasonal distribution of Calanus sinicus was studied with aggregation intensity, regression contribution and other statistical methods. It was inferred that C. sinicus’s predominance presented from winter to summer, especially in spring and summer, because its dominance amounted to 0.62 and 0.29 respectively. The percent of its abundance in copepod abundance was 76.71% in summer, greater than 66.60% in spring, greater than 19.02% in winter, greater than 4.02% in autumn. The occurrence frequency in winter and spring was 83.08% and 93.89%, higher than that in summer and autumn, 76.71% and 73.87%. Compared with other dominant species of copepods, C. sinicus’s contribution to the copepod abundance was obviously greater than that of the other species in winter, summer and spring, but smaller in autumn. C. sinicus tended to have an aggregated distribution. The clumping index peaked in summer (50.19), followed in spring (19.60), declined in autumn (13.18) and was the lowest in winter (3.04). The abundance changed in different seasons and areas, relating to temperature but not salinity in spring and autumn, to salinity but not temperature in summer; to neither temperature nor salinity in winter. In spring and summer, its high abundance area was often located in the mixed water mass formed by the Taiwan Warm Current, the Huanghai Sea Cold Water Mass, the coastal water masses and the Changjiang Dilute Water. In spring and autumn, its abundance was affected by the warm current, as well as the runoff from continental rivers affected it in summer. It can be inferred that C. sinicus was adapted to wide salinity and temperature, as a euryhalinous and eurythermous species in the East China Sea.