基于PSR模型的珠江口海域富营养化特征与评价

本研究依据2020年4月（春季）和2020年10月（秋季）珠江口海域的调查数据,根据“压力-状态-响应”（PSR）模型对珠江口海域进行富营养化状况评价,并通过主成分分析以及相关性分析来说明各环境因子对珠江口富营养化的影响。结果表明：在“优、良、中、差、劣”5个富营养化等级中,珠江口PSR综合评价等级为“差”等级,近几年内变化趋于稳定。有机污染物与营养盐对珠江口富营养化的影响较大,其次为叶绿素a和溶解氧。珠江口营养盐与盐度呈显著负相关,与叶绿素a呈显著正相关。周边城市的陆源排放输入是导致珠江口富营养化的主要因素,河口稀释混合作用以及浮游植物对珠江口的富营养化程度有影响。     

珠江口水体有机碳的季节性变化

调查了珠江口不同季节颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)和溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量的分布特征,结合碳氮比值(C/N)、叶绿素a(Chl a)含量、溶解氧(dissolved oxygen,DO)含量等水化学参数,探讨了珠江口POC、DOC来源、输送方式及混合行为的季节变化。结果表明,珠江口水体POC可能主要受到水体自生浮游植物有机碳输入的影响,DOC可能主要来自于河流输送的陆源有机碳。在降雨量较大的5月份,POC来自自生浮游植物有机碳的贡献相对减小。降雨量同样较大的8月份DOC来自河流输送的陆源有机碳的贡献增加。不同季节珠江口水体总有机碳中的DOC一直高于POC。珠江口POC、DOC含量受到淡水与海水混合进程的影响,淡水与海水的混合效应可能是从出虎门进入伶仃洋的低盐度区(盐度1‰~5‰的水体)开始延伸至外海。微生物的降解作用可能对POC和DOC在出虎门之前的下降趋势产生了重要影响,而微生物对新鲜的浮游植物有机碳的利用、以及浮游植物生产量的降低和颗粒物絮凝沉降作用则可能是POC在出虎门后下降幅度大于DOC的重要原因。     

1999年和2009年夏季珠江口环境要素的对比与分析

对1999年和2009年夏季珠江口的温、盐、溶解氧、叶绿素和径流量等数据进行分析。结果表明,由于1999年航次期间珠江较大的径流量,1999年冲淡水的扩展范围要大于2009年。1999年夏季珠江口水体存在较强的盐度层结,而2009年夏季受较小的珠江径流量和热带风暴浪卡的共同作用,水体盐度层结较弱,0—5m层水体垂向混合良好。两年夏季珠江口表层溶解氧(DO)的分布较为相似,而底层溶解氧的分布则有显著差异,主要表现在河口西岸浅滩区和河口口门外。1999年河口西岸浅滩区DO小于3mg.L-1,河口口门外DO在4—5mg.L-1之间,2009年河口西岸浅滩DO大于5mg.L-1,河口口门外DO小于3mg.L-1。1999年夏季伶仃洋海域内较强的盐度层结是其底层出现低氧环境的主要原因,2009年夏季强化的垂向混合使得表底层溶解氧得到了及时交换,阻碍了西岸浅滩区底层低氧环境的出现,而盐度层化和浪卡带来的浮游生物的耗氧作用可能是口门外底层出现低氧环境的原因。     

珠江口浮游植物叶绿素a和初级生产力的季节变化及其影响因素

基于2014—2015年4个季节的现场调查数据,系统阐述了珠江口水域浮游植物叶绿素a和初级生产力的空间分布和季节特征,并结合环境因子进行了分析。结果表明:研究水域表层年平均叶绿素a浓度和初级生产力分别为3.77mg·m~(–3)和27.86mg C·m~(–3)·h~(–1),季节变化均为春季夏季秋季冬季。径流量是珠江口浮游植物空间分布的主要驱动因素,并且浮游植物的旺发与河口盐度锋面的位置密切相关。径流较小的季节,由于珠江口外营养盐浓度较低,叶绿素a浓度高值区出现在内伶仃洋水域;随着径流量的增加,叶绿素a浓度高值区随盐度锋面向珠江口外移动,而口门附近浮游植物生长受光限制和径流稀释影响并未出现高值。初级生产力的空间分布趋势与浮游植物叶绿素a相似,二者之间存在显著的正相关关系。研究还表明:夏季,珠江口外由于浮游植物旺发消耗了大量营养盐,磷酸盐浓度被耗尽使其成为浮游植物生长的限制因子;冬季,光限制和低温可能是造成浮游植物初级生产力较低的原因。与以往研究结果对比,珠江口初级生产力处于中间水平,浮游植物碳同化系数年平均值为7.51mg C·(mg Chl a)~(–1)·h~(–1),河口固碳水平为261.52g C·m~(–2)·y~(–1)。     

夏季闽东沿海水体中透明胞外聚合颗粒物的分布特征及影响因素

透明胞外聚合颗粒物(TEP)在海洋微食物网和海洋碳循环中发挥着重要作用。本文针对夏季闽东沿海TEP的分布特征及影响因素进行研究。结果表明,闽东沿海TEP含量(以黄原胶为标准物质计算,后同)范围为25.2～935.5 μg/L,平均值为(201.8±177.9) μg/L。整体而言,TEP的分布表现为近岸高、远岸低,表层TEP含量相对于底层要低。相关性分析显示,研究海域TEP含量与浊度和营养盐(硅酸盐、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐)浓度呈正相关,与pH、溶解氧浓度和小型浮游生物量呈负相关。分级叶绿素a结果显示,相对于其他尺寸浮游植物,调查海域小型浮游生物可能对TEP含量的贡献最大。相比于开阔大洋中TEP主控因素为浮游植物而言,夏季闽东海域TEP主要由浮游植物在衰退阶段产生,其分布主要受颗粒物再悬浮作用影响。该结果不仅进一步阐明了近岸海域与开阔大洋TEP影响因素的区别,并且对我国近海海域不同区域TEP分布研究空白进行了补充。     

珠江口赤潮爆发过程中水体及表层沉积物间隙水中营养盐与叶绿素的变化特征

为探讨夜光藻赤潮爆发时期,珠江口沉积物营养盐的分布与释放特征及其对水体和沉积物中叶绿素Chl-a、脱镁叶绿酸Pha-a分布的影响,于2015年1月对珠江口进行了采样分析。研究发现,在赤潮爆发期间水体中的NO3-N、NH4-N含量较高,占DIN的比例分别为59%、32.8%。表层水体中营养盐含量均高于底层,这是因为表层水体主要受陆源污染,营养物质含量较高,而在底层水体中,由于赤潮中后期浮游生物沉降到底层,消耗了底层的营养物质,使其浓度低于表层。PO4-P和Si O3-Si的分布特点与前者相似,其平均值分别为0.019 mg/L、0.74 mg/L。与此同时,沉积物间隙水中的营养物质不断向水体中释放,促进了水体中浮游植物的生长繁殖,从而为夜光藻赤潮的爆发提供丰富饵料。此外,浮游植物的生长与沉积物/水界面之间的NH4-N、Si O3-Si扩散通量呈现极显著相关关系(P0.01),此时沉积物起到了污染源的作用。沉积物中叶绿素Chl-a和脱镁叶绿酸Pha-a的含量均较高,尤其在赤潮污染严重海域含量分别高达1.16和3.2μg/g,并且Pha-a的含量与水柱总Chl-a呈现极显著相关(P0.01),这是因为赤潮期间衰老或死亡的浮游植物及夜光藻沉降到表层沉积物所致。因此,赤潮的爆发可显著提升底栖生产力水平。     

珠江口水中铀的分布规律及其同位素组成初探

本文报道用α谱法首次进行珠江口水中铀分布规律及其同位素组成研究的结果。在此调查的区域内,铀含量的变化范围为0.21—2.25μg·L~(-1),均低于我国南海海水和黄河口水的铀含量,且铀的分布随着盐度、pH的增大而增加。由实验数据,我们得到描述铀含量与盐度、pH相互关系的二元回归方程。铀含量随着活性硅、溶解铁以及浊度的减少而增大。珠江口水中的~234U/~(238)U活度比值是守恒的,其平均值为1.12土0.04。     

2016年夏季黄、渤海颗粒有机碳的分布特征及影响因素

本文根据2016年6-7月黄、渤海航次获得的调查数据，分析了黄、渤海海域颗粒有机碳（POC）的浓度变化、空间分布特征并结合盐度、叶绿素a、POC/PON、POC/Chl a平面分布特征和相关性分析，探讨了黄、渤海海域POC的来源和影响因素。结果表明:2016年夏季渤海海域POC平均浓度（500.2±226.5）μg/L，北黄海POC平均浓度（358.2±101.5）μg/L，南黄海POC平均浓度（321.0±158.1）μg/L，渤海海域POC浓度高于黄海，整个海域POC浓度表层高于底层。POC的平面分布特征为近岸高，外海低。调查海域表层POC/PON均值为8.89，POC/Chl a均值为182.52；中层POC/PON均值为8.87，POC/Chl a均值为179.56；底层POC/PON均值为9.41，POC/Chl a均值为178.80。黄海海域浒苔衰败对POC/PON与POC/Chl a影响较大。相关性分析结果表明渤海海域盐度、总悬浮物和叶绿素a与POC存在显著的相关性，是影响POC分布的主要控制因素。南黄海除表层POC浓度与盐度、总悬浮物和叶绿素a浓度有很好的相关性外，中层和底层POC浓度与盐度、总悬浮物和叶绿素a浓度不存在显著的相关性。渤海海域POC主要受陆源和浮游植物共同影响，浮游植物是POC的主要贡献者，而黄海海域POC受长江冲淡水、黄海暖流、苏北沿岸流、生物活动和底层沉积物等多种因素影响，其中苏北近岸和青岛外海，有机碎屑为POC的主要贡献者。     

2004年夏季中国南海北部的浮游植物

报道了2004年夏季南海北部18个大面测站浮游植物的调查结果。应用Utermhl方法初步鉴定出浮游植物4门74属159种,平均细胞丰度为(115.05±438.89)×103个/L(n=91),其中硅藻在物种丰富度和细胞丰度上占绝对优势;其次为甲藻。主要优势种为柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschiadelicatissima、旋链角毛藻Chaetoceroscurvisetus、皇冠角毛藻Chaetocerosdiadema、具齿原甲藻Prorocentrumdentatum和冰河拟星杆藻Asterionellopsisglacialis。调查区浮游植物表层细胞丰度的平面分布从沿岸向外海迅速减少,高值区分布在广东沿岸和珠江口附近海域。同1999年同期资料相比,浮游植物细胞丰度增加1倍,但平面分布趋势相同。调查区浮游植物垂直分布总体特征是由水体表层到底层,细胞丰度逐渐减少。细胞丰度密集区位于水体表层,但是只有S2断面出现了次表层最大值现象,其垂直剖面分布同叶绿素a、铵盐、溶解氧以及盐度密切相关。整个调查区浮游植物的多样性程度是低的。     

春季海州湾临洪河口浮游植物粒级结构及环境因素

2017年4月作者对海州湾临洪河口海域16个站位的常规理化因子以及浮游植物粒级结构进行了采样和分析,结果表明:调查海域盐度和温度均值分别为35.2和11.2℃,均由近岸到外海逐渐增大;悬浮物质量浓度在3.4 mg/L～137.6 mg/L变化,均值为22.8 mg/L,由近岸到外海逐渐减少,水体逐渐清澈; pH均值为8.29,近岸低,外海高; DO均值为9.8 mg/L, COD在0.34 mg/L～6.55 mg/L变化,均值为3.42mg/L,DO和COD分布规律不明显;浮游植物粒级组成以微型与小型浮游植物为主,其叶绿素a质量浓度平均值与范围分别为1.48μg/L(0.68μg/L～3.13μg/L)、9.14μg/L(2.69μg/L～25.50μg/L),且呈现自沿岸河口向外海逐渐递减的趋势;而微微型浮游植物叶绿素a质量浓度平均值仅为0.27μg/L,且分布较不规律;小型浮游植物对浮游植物总生物量的贡献率最大,高达83.89%,微型及微微型浮游植物的贡献率分别为13.60%和2.52%;在相关性分析中,各项环境因子对小型浮游植物的分布有较大的影响,其中悬浮物、pH与小型浮游植物叶绿素a浓度表现出显著相关(P0.05),溶解氧、盐度与小型浮游植物叶绿素a质量浓度呈极显著相关(P0.01),微型、微微型浮游植物的分布与各项环境因子的相关性不明显。     

Size-fractionated uranium isotopes in surface waters in the Jiulong Estuary in China

Surface water was collected from the Jiulong Estuary for determination of activity concentrations of uranium isotopes in different size fractions, namely, greater than 53, 10 -53, 2 - 10, 0.4 -2 μm, 10 000 u -0.4 μm and less than 10 000 u fractions by microfihration and cross-flow uhrafiltration technologies. Results indicated that most of the dissolved uranium （ 〈 0.4 μm） exis- ted in the low molecular mass fraction （ 〈 10 000 u）, and the colloidal uranium-238 （10 000 u -0.4 μm） only contributed less than 1% of the dissolved uranium-238. The fractions of colloidal uranium in the dissolved phases decreased with the increasing sa- linity. A positive linear relationship between uranium-238 activities and salinities was observed for the dissolved, colloidal and low molecular mass fractions, indicating a conservative behavior of uranium in the Jiulong Estuary. In the particulate phases （ 〉 0.4 μm）, the partitioning of uranium isotopes among different size fractions was controlled by the partitioning of particle concentrations. In the regions with salinities below 20, the partitioning of uranium-238 among different size fractions was as follows： 10 - 53 μm 〉 2 - 10 μm 〉 0.4 - 2 μm greater than above 53 μm. However, the order at the offshore station with salinities above 30 changed as follows ： 0.4 - 2 μm 〉 10 - 53 μm 〉 2 - 10 μm greater than above 53 μm. The fraction of the 0.4 - 2 μm particles increased at the offshore station, suggesting the increased contribution of the authigenic uranium. The activity ratio of uranium-234 to uranium-238 in the dissolved phases, including the low molecular mass fraction and the colloidal fraction, was larger than unity, showing the occurrence of excess uranium-234. In contrast, the activity ratio of uranium-234 to uranium-238 in all size fractions of the particulate phase was close to the equilibrium value （1.0）. The observed different values of the activity ratio of uranium-234 to uranium-238 in the dissolved phase and the partic     

夏季珠江口沉积物中营养盐剖面分布和界面交换通量

通过对夏季珠江口区域沉积物间隙水营养盐剖面分析,调查了营养盐含量分布和特征,探讨了有机物的降解特性、营养盐的底部通量估算和作用.结果表明,珠江口沉积物间隙水中营养盐以高含量铵盐为主要的存在形式,沉积物中有机物的降解反应主要在厌氧状态下进行,底部水体铵盐的增加来源于底部沉积物有机质的降解释放,而且对水体的营养盐循环有较大的贡献.     

Recent progress in submarine geosciences in China

In China submarine geosciences represents a newly established discipline of oceanography, focusing on the oceanic lithosphere, and its interface with the hydrosphere and biosphere. Recently, supported by the National High Technology Research and Development Program and other high-tech development projects, significant progress has been made in the development of advanced technologies and equipment. This en- ables the scientists in China to carry out explorations of the international seabed area in the Pacific Ocean and on the Southwest Indian Ridge. In addition, they have been active in the research activities associated the mid-ocean ridges and western Pacific marginal seas. It is anticipated that this research field will continue to be highly fruitful in the near future.     

湄洲湾夏季的初级生产力

湄洲湾１９９２年夏季的叶绿素ａ，三磷酸腺苷，碳比积累速率，初级生产力的变化范围和均值分别为０．４５－４．７２，１．４９ｍｇ／ｍ＾３；０．１２－１．０７，０．３１μｇ／ｄｍ＾３；０．０６－０．５８，０．３４ｄ＾－１；０．０７－０．３４，０．２１ｍ／（ｍ＾２．ｄ）。叶绿素ａ与三磷酸腺苷之间。初级生产力与碳比积累速率之间均呈正相关关系。叶绿素ａ三磷本能腺苷的比值为４．８，湄洲湾夏季浮游植物的生长受氮不足     

Seasonality in nutrient concentrations in Galveston Bay

In order to investigate factors controlling nutrient cycling in the shallow and turbid coastal ecosystem of Galveston Bay, data from: (1) the Texas Water Commission (TWC) database 1980–1989, and (2) salinity transects in 1989 and 1993 are presented and analyzed. Statistical regression and time-series analysis were carried out on data acquired by TWC between 1980 and 1989, in an attempt to establish seasonally of nutrient and chlorophyll-a (chl.-a.) concentrations in the bay and to determine factors which regulate these concentrations.A strong seasonality was found for phosphorus and chl.-a. in the upper and mid-bay stations. A recurring maximum for phosphate occurred in September and a chl.-a. maximum occurred regularly in March–April. It is hypothesized that benthic regeneration of phosphorus at the end of summer is responsible for the phosphate maximum. The inverse correlation of the partition coefficient (K_d) for phosphate with the concentration of suspended particulate matter (SPM), coupled to a strong enrichment of phosphate in suspended particles at low SPM concentrations, indicates additional control by geochemical and physical processes such as particle sorting and/or particle-colloid interactions. Nitrate is inversely correlated with salinity at the upper and mid-bay stations, indicating the Trinity River is a major source.Nutrient concentrations in the lower bay (East and West Bay stations) are considerably lower and less predictable, as they are not correlated with salinity or temperature. Data from the 1989 and 1993 transects confirm the yearly maximum in phosphate concentration in late summer months, with peak concentrations in the upper Trinity Bay. It is concluded that despite possible phosphate buffering by physical and geochemical mechanisms, relatively large concentration maxima recur regularly every year during the summer, possibly caused by a benthic source of phosphate.     

中国海洋腹足类分类学研究进展——纪念中国科学院海洋研究所建所70周年

中国科学院海洋研究所建所70年来，在海洋贝类分类学研究领域取得了长足发展与进步，做出一系列开创性研究成果。本文综述了建所以来我所海洋腹足类分类学研究方面的主要进展，概述了取得的主要科研成果，分析了现代腹足类分类学研究的发展趋势以及面临的挑战，并对今后的发展提出了相应对策和建议。     

Mesozooplankton in the Arctic Ocean in summer

The biomass, species and chemical composition of the mesozooplankton and their impact on lower food levels were estimated along a transect across the Arctic Ocean. Mesozooplankton biomass in the upper 200 m of the water column was significantly higher (19–42 mg DW m^-3) than has previously been reported for the Arctic Ocean, and it reached a maximum at ca. 87°N in the Amundsen Basin. The lowest values were recorded in the Chukchi Sea and Nansen Basin, where ice cover was lower (50–80%) than in the central Arctic Ocean. In the deeper strata (200–500 m) of the Canadian and Eurasian Basins, the biomass was always much lower (4.35–16.44 mg DW m^-3). The C/N (g/g) ratio for the mesozooplankton population was high (6.5–8.5) but within the documented range. These high values (when compared to 4.5 at lower latitudes) may be explained by the high lipid content. Mesozooplankton accounted for approximately 40% of the total particulate organic carbon in the upper 100 m of the water column. Mesozooplankton species composition was homogeneous along the transect, consisting mainly of copepods (70–90% of the total number). It was dominated by four large copepod species (Calanus hyperboreus, C. glacialis, C. finmarchicus and Metridia longa), which together accounted for more than 80% of the total biomass. According to measurements of gut pigment and gut turnover rates, the mesozooplankton on average ingested between 6 and 30% of their body carbon per day as phytoplankton. Microzooplankton may have provided an additional source of energy for the mesozooplankton community. These data emphasize the importance of mesozooplankton in the arctic food web and reinforce the idea that the Arctic Ocean should no longer be considered to be a “biological desert”.     

微生物对土壤中镉的固定作用

镉是一种重要的环境污染物,它通过沉淀作用、磷酸肥料的使用等排放到农田中。由于镉具有较高的蒸气压,因此,人为排放的镉大部分来自工业的挥发。排放到大气中的镉通过沉积作用转移到植物、土壤及水体中。在污染的土壤中镉被植物吸收并且在植物体内富集,通过这种机制镉进入了食物链。镉是一种诱导有机体突变的物质,能对动物和人类产生有害影响,并能够抑制植物的光合作用,因此,环境中镉的存在一直被人们所关注。     

海水双壳类受精生物学研究进展

1 研究概况,在海水双壳类中开展的大量受精生物学研究表明,绝大部分的海水双壳类为卵生型,雌雄配子被排放到海水中完成受精。排放的卵子处于第一次减数分裂前期(生发泡期)或中期。精子入卵后,受精卵恢复减数分裂,先后排放出两个极体,形成雌雄原核并最终启动卵裂。