北黄海营养盐结构及限制作用时空分布特征分析

根据2006-07～2007-10 4个航次的调查资料,分析讨论了春、夏、秋、冬四季北黄海营养盐结构分布变化特征及营养盐限制状况.结果表明:春夏季表层,10 m层N/P,Si/N和Si/P值分布变化较大,呈现辽东半岛和山东半岛近岸高中部海域低的分布态势,高值区分别自鸭绿江口和夹河河口向外扩散,且均高于Redfield比值.秋冬季表层N/P,Si/N和Si/P值明显降低,且分布变化不大.10 m层,底层各季节分布相近,高值区位于鸭绿江口和夹河口附近.营养盐结构的分析表明,北黄海海域春夏季大部分站位表层浓度低于浮游植物生长的最低阈值,且春、夏、秋三季主要是受P的潜在限制,冬季营养盐限制状况消失.     

春、秋季东、黄海营养盐的分布变化特征及营养结构

利用2000年10～11月和2001年3～4月的调查资料,分析讨论了春、秋季东、黄海营养盐的分布变化特征及营养结构状况。结果表明:该海域表层营养盐高值主要出现在长江冲淡水影响区和江浙近海海域,低值出现于东海陆架区和黄海西北部,黄海中部水域春、秋季因温跃层强弱不同表层营养盐含量差别较大。东、黄海海域春、秋季表层水N/P、Si/N和Si/P值(除秋季黄海北部局部水域N/P值小于10外)均远高于Redfield比值。春季东海海域N/P、Si/N和Si/P值明显高于黄海海域,并高于秋季;秋季黄海海域N/P、Si/N和Si/P值要高于东海海域,变化也大于春季。在强温跃层存在期间和浮游生物旺发季节,表层水域N/P、Si/N和Si/P值原本高的区域往往进一步升高,而温跃层较弱或浮游植物生长繁殖能力较弱的季节,表层水域N/P、Si/N和Si/P值将略有降低。东、黄海水域浮游植物光合作用受N限制的可能性极小,绝大部分水域主要是受P限制,Si的含量普遍较高,它不可能成为限制因子。长江冲淡水区和江浙近海海域过量的N及高N/P值特性且持续升高的趋势可能是近20年来这一地区富营养化程度加剧、赤潮频发的主要原因。     

东海营养盐结构的时空分布及其对浮游植物的限制

本文根据2013年东海海域(120°—128°E、25°—33°N)春、夏、秋、冬的4个航次调查资料,分析了营养盐结构的时空分布并探讨其对浮游植物生长限制的情况。结果表明:(1)东海DIN(无机氮)/P(磷)、Si(硅)/DIN及Si/P比值受各种水团及浮游植物生长周期的影响较为明显,长江冲淡水与沿岸水的交汇作用控制着全航次DIN/P比值,基本呈近岸高、远海低的分布规律,而Si/DIN比值的分布则相反。春、夏季Si/P高值区主要分布在近岸,而秋、冬季则开始由中部海域向远海扩展。(2)研究海域浮游植物的生长主要受到N和P的限制,126°E以西的近岸及中部海域以P限制为主,而126°E以东的黑潮区受N限制;在季节变化上又以夏季受到营养盐的限制最明显。(3)与2001—2010年同期历史资料相比,2013年夏季航次受P限制站位数量比过往10年有所增加,限制范围由28°—32°N、123°E以西的长江口及浙北沿岸海域扩展到了126°E以西的东海中部及近岸水域;受N限制站位基本集中在126°—127°E以东黑潮区海域,但空间范围比十年前增大。     

黄海鳀鱼产卵场和越冬场营养盐分布特征

通过2002年11月、2003年1月和2004年6～7月的营养盐资料,讨论了黄海鳀鱼(Engraulis japoni-cus)产卵场和越冬场营养盐在秋、冬、夏三个季节分布变化特征.分析结果表明:黄海鳀鱼产卵场和越冬场表层营养盐随季节变化明显.秋季,营养盐在调查海区的南部出现最高值,向北递减,在朝鲜半岛沿岸浓度也较高;冬季,营养盐分布高值区出现在南黄海中部及朝鲜半岛西南近岸,表底层分布大致相同;夏季,在鳀鱼产卵场近岸形成了营养盐的高值区.在调查海域表层,PO43-和SiO32-分布冬季最高,秋季最低;DIN冬季最低,秋季最高.在底层,PO43-、SiO32-和DIN均是秋季最高,PO43-和DIN冬季高于夏季,而SiO32-则是夏季较高.对比了N/P,Si/N值,三个季节N/P值都大于Redfield值,尤其是夏季(50),Si/N值也略小于Redfield值.黄海鳀鱼产卵/越冬场浮游植物光合作用受N限制的可能性极小,绝大部分水域主要是受P限制,Si的含量普遍较高,它不可能成为限制因子.     

黄海鲲鱼产卵场和越冬场营养盐分布特征

通过2002年11月、2003年1月和2004年6～7月的营养盐资料，讨论了黄海鳃鱼（Engraulis japonicus）产卵场和越冬场营养盐在秋、冬、夏三个季节分布变化特征。分析结果表明：黄海鳃鱼产卵场和越冬场表层营养盐随季节变化明显。秋季，营养盐在调查海区的南部出现最高值，向北递减，在朝鲜半岛沿岸浓度也较高；冬季，营养盐分布高值区出现在南黄海中部及朝鲜半岛西南近岸，表底层分布大致相同；夏季，在鳃鱼产卵场近岸形成了营养盐的高值区。在调查海域表层，PO4^3-和SiO3^2-分布冬季最高，秋季最低；DIN冬季最低，秋季最高。在底层，PO4^3-、SiO4^2-；和DIN均是秋季最高，PO4^3-和DIN冬季高于夏季，而SiO3^2-则是夏季较高。对比了N／P，Si／N值，三个季节N/P值都大于Redfield值，尤其是夏季（〉50），Si／N值也略小于Redfield值。黄海鲲鱼产卵／越冬场浮游植物光合作用受N限制的可能性极小，绝大部分水域主要是受P限制，Si的含量普遍较高，它不可能成为限制因子。     

2007年春、秋辽东湾北部营养盐及影响因素

根据2007-05(春)和2007-10(秋)辽东湾北部海域营养盐的实测数据及相关同步观测资料,对该海域水体营养盐的分布、营养结构及其主要影响因素进行分析.结果表明:调查海域春、秋均以DIN最为丰富,其次SiO3-Si,PO4-P相对较少.春季DIN和SiO3-Si表底层浓度均略高于秋季的,而PO4-p浓度则略低于秋季的.春、秋3种营养盐浓度最高值均位于辽河口附近海域,而最低值则均位于葫芦岛以东近岸海域,河口区营养盐的浓度普遍高于非河口区的.此外,营养盐表层平均浓度均高于底层的.调查海域表底层各项营养盐分布趋势较为一致,春季各营养盐呈现“S”型走向的分布特征,而秋季在双台子河口存在向南延伸的高浓度营养盐水舌,并呈现弯钩状.春、秋季各营养盐浓度均高于浮游植物生长的阈值.按照化学计量限制的评估方法,春季绝大部分海域属于磷限制,而秋季仅部分海域属于磷限制,且主要集中在辽河口与双台子河口附近海域.此外该海域2个季节N/P平均为66,比1998年的43又升高55％,已经远远大于16,Si/P和Si/N持续降低,整个海域营养盐结构失衡比较严重.人类活动导致陆源营养盐输入是辽东湾北部海域营养盐的主要来源,也是其水体营养结构失衡的关键原因所在,而调查期间的环流状况以及淡咸水的物理混合作用则是影响辽东湾北部海域营养盐浓度、分布趋势的另外2个关键因素.     

荣成湾营养盐的时空分布特征及其影响因素分析

根据2009年2月、5月、8月、11月4个航次的调查数据,分析了荣成湾水体的溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO4-P)、硅酸盐(Sio3-Si)的时空分布特征及其影响因素,并对荣成湾营养盐的潜在限制进行了讨论.结果表明,荣成湾营养盐含量及分布与养殖海带的生长周期有着紧密的联系:海带生长初期(11月)营养盐含量较高,营养盐的平面分布呈近岸高外海低的变化趋势,NO3-N为DIN的主要成分;海带生长后期(5月份)水体营养盐含量较低,DIN分布趋势与11月份基本一致,PO4-P表现为湾中部较高,近岸和湾外较低,NO3-N和NHL-N是DIN的主要成分;海带收获后期(8月份)营养盐含量极低,DIN呈近岸浓度低外海浓度高的变化趋势,PO4-P和SiO3-Si则呈近岸高外海低的变化趋势,DIN主要以NH4-N为主.荣成湾水体浮游植物生长在春、秋和冬季基本不受营养盐的限制,夏季主要受到P的限制,基本不受N、Si的限制.     

加拿大海盆北部营养盐限制作用研究

利用2008年夏季中国第三次北极科学考察获得的营养盐、叶绿素a、温度和盐度等数据资料,结合现场营养盐添加实验的结果讨论西北冰洋加拿大海盆北部营养盐对浮游植物生长的限制作用。结果表明:由于融冰水稀释作用,加拿大海盆B80站约20m深度存在较强的盐跃层,阻碍了水体上下混合。较低浓度的溶解无机氮(DIN)和硅酸盐(分别为0.31μmol/L和0.94μmol/L)以及严重偏离Redfield比值的N/P、N/Si比值(分别为0.42和0.32)表明加拿大海盆表层水体存在N和Si限制。根据现场营养盐加富实验各培养组叶绿素a浓度变化、营养盐吸收总量差异和浮游植物种群结构,进一步表明氮是北冰洋海盆首要限制营养盐,而Si则抑制了硅质生物的生长。同时,较小的硝酸盐半饱和常数(Ks)证明即使在营养盐充足的情况下北冰洋海盆浮游植物生长速率也处于较低水平。计算得到各培养组营养盐吸收比例(N/P比值)均大于Redfield比值,可能是培养实验过程中以微型、微微型浮游植物为主,硅藻等小型浮游植物为辅造成的。     

东山湾营养盐结构特征及影响因素分析

文章根据2011年5月和8月两个航次的调查资料,分析东山湾营养盐含量、分布、结构特征及其关键影响因子,并探讨了营养盐对浮游植物的限制情况。结果表明,除活性硅酸盐,夏季活性磷酸盐、总磷、无机氮和总氮含量均高于春季;春、夏活性硅酸盐、活性磷酸盐、总磷、无机氮和总氮分布整体呈现为漳江入海口和八尺门海域含量较高,其含量、分布主要受漳江陆源径流的影响,其次为浮游植物的消长;春季东山湾海域水体中N/P、Si/N、Si/P和TN/TP平均比值分别为64.3、9.1、583.1和13.4,夏季平均比值有所降低,分别为28.3、4.9、155.3和13.3;春季N/P、Si/N、Si/P、TN/TP高值区均位于湾口位置,而夏季N/P、Si/N、Si/P、TN/TP整体呈现以八尺门邻近海域为中心、自西向东扩散;2011年春、夏季均存在磷限制现象,春季尤为严重,磷限制的站位比例为83.3%。     

台湾海峡西部营养盐变化特征——Ⅳ.水系混合及浮游植物摄取对Si:N:P比值的影响

本文取自福建海岸带及台湾海峡西部硅酸盐、无机氮与磷酸盐的调查数据进行相关分析,结果表明各季ΔSi:ΔN:ΔP比值是比较固定的,现场的Si:N:P浓度比值是变化的,秋、冬季ΔN:ΔP比值接近Redfield比值.并通过各季N:P比值的平面分布,来探讨台湾海峡水系交错混合,浮游植物摄取转移对N:P比值的影响,结果表明沿岸大陆水中N:P比值高,外海水中N:P比值接近Redfield比值;在浮游植物生长繁殖旺盛的局部海区,磷酸盐几乎被消耗殆尽出现N:P比值极大区.在营养盐中磷是浮游植物生长繁殖的限制因素.     

Long-term nutrient variation trends and their potential impact on phytoplankton in the southern Yellow Sea,China

The concentration and composition of nutrients, such as N, P, and Si, respond to biogeochemical processes and in turn, impact the phytoplanktons’ community structure and primary production. In this study, historical data was systematically analyzed to identify long-term variations in nutrient trends, red tide frequency, phytoplankton community abundance, and dominant species succession in the southern Yellow Sea(SYS). Results showed that N/P concentration ratios dramatically increased as a funct...     

Changes of nutrient concentrations and N: P: Si ratios and their possible impacts on the Huanghai Sea ecosystem

To investigate the impacts of nutrient concentrations and N:P:Si ratios on the ecosystem of the Huanghai Sea (Yellow Sea), the current status and long-term variation of nutrients concentrations and ratios as well as phytoplankton community structure in the Huanghai Sea were collected and analyzed. The results reveal great annual and seasonal fluctuations in the nutrient concentrations and N:P:Si ratios during 1998-2008 with no clear pattern observed in the whole region. Yet on a seasonal scale of spring and in the coastal regions such as the Jiaozhou Bay and Sanggou Bay, the increase of DIN concentration and N:P ratio as well as the decrease of phosphate and silicate concentrations and Si:N ratios were relatively significant. Many pelagic ecosystem changes have occurred concurrent with these changes of the nutrient regime, such as the recent increase of primary production, changes of phytoplankton chlorophyll a biomass and abundance, an increase of eutrophication, and occurrence of HABs. In addition, new trends in the variation of nutrients seem to be developing in some particular transect such as 36°N, which suggests that long-term and systematic ecosystem monitoring in the Huanghai Sea is necessary.     

Radium-traced nutrient outwelling from the Subei Shoal to the Yellow Sea: Fluxes and environmental implication

The Subei Shoal is the largest sandy ridge in the southern Yellow Sea and is important source for nutrient loading to the sea. Here, the nutrient fluxes in the Subei Shoal associated with eddy diffusion and submarine groundwater discharge（SGD） were assessed to understand their impacts on the nutrient budget in the Yellow Sea. Based on the analysis of 223 Ra and 224 Ra in the field observation, the offshore eddy diffusivity mixing coefficient and SGD were estimated to be 2.3×10⁸ cm     

渤海浮游植物群落结构时空分布及其影响因素

浮游植物群落结构的时空变化对生物地球化学循环、全球气候及渔业资源具有重要的影响。本文采用ROMS-CoSiNE高分辨率数值模拟结果,分析了渤海浮游植物生物量和群落结构的时空分布特征,讨论了浮游植物群落结构时空差异的主要影响因素。结果表明,渤海表层叶绿素浓度和甲硅藻比在冬季最低、夏季最高。叶绿素浓度呈条带状分布,甲硅藻比呈斑块状分布。冬季、春季和秋季浮游植物群落结构均以硅藻占绝对优势,夏季以硅藻和甲藻共同占优。不同因素对浮游植物群落结构的影响具有时空差异性。在辽东湾、渤海湾、莱州湾和渤海中部,各个季节浮游植物群落结构差异分别受磷酸盐、氮磷比、硅氮比、溶解无机氮的影响最大。在冬季、夏季和秋季,各个区域浮游植物群落结构差异均受溶解无机氮的影响最大,在春季则受硅氮比的影响最大。总体上,营养盐浓度及结构是浮游植物群落结构时空差异的主要影响因子。     

2008年夏季白令海营养盐的分布及其结构状况

中国第3次北极考察对白令海营养盐的分布及结构状况进行了观测分析,结果表明,白令海营养盐分布和结构状况区域性特征明显。海盆区表层DIN、磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为9.73,0.94,11.06 μmol/dm3;陆架区表层DIN,磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为0.60, 0.43, 3.74 μmol/dm3。营养盐高值主要出现在白令海西南部的海盆区和海峡口西南侧水域,低值出现于陆架边缘的陆坡区和陆架东部水域。白令海盆区真光层DIN,磷酸盐、硅酸盐浓度普遍较高,叶绿素浓度则较低,具有典型的高营养盐、低叶绿素(HNLC)特征。海盆区生物作用不是营养盐空间分布的主要调控因子,而陆架区营养盐的分布变化不仅受控于物理海洋输运过程的变化,同时也受夏季浮游生物生长、营养盐吸收消耗所影响。陆架和陆坡区表层海水N/P,Si/P比值平均分别为1.8, 9.9和3.2, 2.2,呈明显的低N/P,Si/P比值结构特征,陆坡区缺硅明显,陆架区缺氮显著。在白令海水域磷酸盐浓度普遍较高,它不可能成为浮游植物光合作用限制因子。受硅限制水域主要限于陆坡区硅藻大量繁殖时期,属偶然性限制,在白令海陆架区绝大部分水域主要表现为氮限制。     

Historic changes in flux of matter and nutrient budgets in the Bohai Sea

Over the past four periods （ 1959--1960, 1982--1983, 1992--1993, and 1998--1999）, the ecosystem of the Bohai Sea changed due to both a significant decrease of river water discharge from the Huanghe River and a reduction of precipitation. The shifts in nutrient chemistry could result in changes in the phytoplankton composition with an increased potential for non-diatom algal blooms. Simple box model was used to estimate the water - mass balance and nutrient budgets for the Bohai Sea. Water budgets indicate that the residual flow changed from out of the Bohai Sea before 1993, but became inflow to the Bohai Sea after then. The nutrient budgets developed indicate that the Bohai Sea was a sink for nutrients except for phosphate in 1959--1960 and 1982-- 1983 and for silicate in 1982--1983. Net water flow transports nutrients out of the Bohai Sea in 1959--1960, 1982--1983 and 1992--1993, but into the sea in 1998--1999 due to climate changes, such as precipitation and subsequent freshwater discharge. The residual fluxes of nutrients are minor relative to atmospheric deposition and riverine inputs. Conversions of phosphate values to carbon by stoichiometric ratios were used to predict that the system was net heterotrophic before 1982--1983 and net autotrophic after then. Nutrient budgets can explain the change of nutrient concentrations in the Bohai Sea except nitrates, which should include the surface runoff.     

渤海中部和渤海海峡及邻近海域浮游植物群落结构的初步研究

对渤海调查区浮游植物的群落及其动力学进行了初步研究。结果表明 ,浮游植物群落主要由硅、甲藻组成 ,也有少数的蓝藻、绿藻和硅鞭藻出现 ,其生态类型主要为温带近岸型。粒级大小以微型浮游植物为主 ,依次为小型浮游植物 (包括网采浮游植物 )、微微型浮游植物。浮游植物群落的平面分布与各环境因子密切相关 ,其中水体中化学和生物相互作用所形成的浮游植物团块是其平面分布的主要特征。调查海域存在三个典型的浮游植物区划 :渤海海峡区、渤海湾区和黄河河口区。追踪实验的结果表明 ,调查区浮游植物群落短周期 (几天 )的变化是由关键种所驱动而非优势种。渤海海峡浮游植物群落的周年变化为双周期型 ,春季水华主峰出现在 4月 ,而秋季次高峰出现在 9月。春季浮游植物以小型细胞硅藻占优群落为主 ,秋季以大型细胞硅藻 甲藻联合占优群落为主。群落季节和周年的变化以种类演替 (speciessuccession)为主而非种类接替 (speciessequence)。与历史调查资料相比 ,1 998— 1 999年的观测表明浮游植物群落由硅藻占绝对优势逐渐转变为硅藻 甲藻共存为主的群落。甲藻的占优以及绿藻在特定时期的普遍出现反映了渤海海区营养盐结构比例变化对海区生态系统结构的影响 ,氮 /磷比率的增加和硅 /氮比率的降低是造成这一结果的