夏季珠江口及近岸海域悬浮颗粒物生物硅分析

2017年6月在珠江口及近岸海域61个站位采集了悬浮颗粒物生物硅(BSi,biogenic silica)和叶绿素a(Chl a)。利用RAGUENEAU et al(2005)提出的碱提取法测定了悬浮颗粒物生物硅,探讨不同环境条件下BSi浓度以及碱性提取液中岩源硅(LSi,lithogenic silica)的干扰程度。结果显示,Chl a质量浓度范围为0.06~8.64 μg·L^-1,悬浮颗粒物BSi浓度从低于检测限到14.3 μmol·L^-1,LSi浓度范围为0.00~9.56 μmol·L^-1;LSi/(LSi+BSi)比均值为0.38 mol·mol^-1。提取液中测得的Si/Al比均值为2.42 mol·mol^-1,与RAGUENEAU et al(2005)报道值接近。研究区域内的表层BSi反映了硅藻的生物量,与Chl a存在显著线性相关。LSi对BSi测量的干扰程度存在明显的空间差异,总体上近岸BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比低;外海BSi和LSi低,LSi/(LSi+BSi)比高;河口内BSi低,LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;上升流区BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;底层较表层具有更高的LSi和LSi/(LSi+BSi)比。最后,对常用的几种碱提取法在应用时存在的问题作了探讨。     

长江口及其邻近海域2012年3月和7月溶解态铝的分布特征分析

分别于2012年3月和7月对长江口及其邻近海域水体中溶解态铝的分布及其影响因素进行了研究,并在2012年3月至2013年11月期间对长江徐六泾进行了连续观测。结果表明,徐六泾溶解态铝在夏季出现最高值,在冬季呈现最低值,平均值分别为(313±130)nmol/L和(140±43)nmol/L,表现出与径流量相似的季节变化规律。受陆源输入变化的影响,长江口溶解态铝的浓度由近岸向外海逐渐降低,且呈现出明显的季节性差异,即7月明显高于3月。3月表、底层海水中溶解态铝的浓度范围分别为21~129 nmol/L和27~146 nmol/L,平均值分别为(49±21)nmol/L和(59±27)nmol/L;7月表、底层溶解态铝的浓度范围分别为6~332 nmol/L和9~252 nmol/L,平均值分别为(66±69)nmol/L和(83±74)nmol/L。在7月,表、底层溶解态铝呈现显著性差异,底层沉积物的再悬浮可能是造成差异的主要原因。调查结果表明,溶解态铝在长江口呈现出清除型行为,清除主要发生在咸淡水混合初期,初步计算出7月份溶解态铝的清除率约为55%。     

2019 年夏季长江口及邻近海域锋面控制下叶绿素a分布特征及其环境影响因素分析

长江口外潮汐混合和低盐度羽流形成的泥沙锋和羽状锋对浮游植物与环境因子的空间分布具有重要控制作用。本研究依据 2019 年夏季长江口及邻近海域典型断面叶绿素 a （Chl-a） 浓度和环境因子的调查结果,以锋面为边界,探讨了不同区域 Chl-a 浓度与环境因子的分布特征及相互关系,以期深入了解锋面的生态效应。结果表明,在泥沙锋以内的近岸区域,水体垂直混合均匀;受长江径流输入和泥沙锋“屏障”作用影响,总悬浮物 （TSM） 和营养盐浓度最高,其中TSM为 220.0± 275.3 mg/L,溶解无机氮 （DIN）、溶解无机磷 （DIP） 和溶解硅酸盐 （DSi） 分别可以达到 94.7±21.2 umol/L、 0.85±0.33umol/L 和 95.3±22.6 umol/L;高浓度 TSM 引起显著的光限制效应,导致 Chl-a 浓度较低 （1.7 ±0.5 ug/L）。在羽状锋以外的区域,出现垂直层化现象;表层海水的 TSM 和营养盐显著降低,其中 TSM 为 5.1 mg/L,DIN、DIP 和 DSi 分别为1.0 umol/L、0.03 umol/L 和 2.4 umol/L;Chl-a浓度受到营养盐供应不足的影响,浓度仅为 0.2ug/L。高浓度的 Chl-a （7.5±4.1±g/L） 主要出现在泥沙锋和羽状锋之间的过渡区域,该区域营养盐得到长江径流与上升流的补充;同时,由于大量 TSM在泥沙锋快速沉降,缓解了水体的光限制效应,有利于浮游植物的生长和积累。研究结果验证了泥沙锋和羽状锋对 TSM 与营养盐的重要控制作用,这对于理解长江口及邻近海域藻类灾害高发区的成因具有科学参考价值。     

长江口及邻近水域氮、磷的形态特征及分布研究

根据近几年大面调查的监测资料,对长江口及邻近水域氮、磷营养盐的形态组成、时空分布及氮磷比的变动规律及其影响因素进行了分析研究。结果表明,长江口及邻近水域中硝酸盐是水体无机氮存在的主要形态,其约占总无机氮的90%,无机氮含量河口高,向东南方向愈来愈低;从该水域总磷的形态组成来看,磷营养盐主要以溶解态和颗粒态共存的形式存在,TDP略高于TPP,无机磷的平面分布与无机氮十分相似,春季无机磷含量高于夏季;N/P值变动范围大和平均值较高是该水域的主要特征,N/P值与长江径流量的大小有关系,夏季N/P值比春季高,综合分析来看,磷营养盐和光照都有可能成为该水域浮游植物生长的重要限制因子。     

长江口邻近海域沉积物和间隙水中硅的研究

以2011年6月和8月在长江口邻近海域采集的沉积物和间隙水样品为研究对象,讨论了沉积物中生物硅（BSi）和间隙水中溶解硅（DSi）的分布情况和影响因素,并初步探讨了生物硅的循环和保存。结果表明,表层沉积物中BSi的含量较低,且均小于1%。柱状沉积物中BSi的含量范围为0.34%~0.52%。C3、D1站位柱状沉积物中BSi的记录主要是由早期成岩过程控制,33#站位的分布特征主要是由水动力等变化控制。沉积物间隙水中DSi的浓度范围为101.6~263.9 μmol/L,低于纯BSi的溶解度;间隙水的pH值越大,沉积物的含水率越低,还原性越强,间隙水中DSi的含量越高。3站位生物硅的埋藏效率均较高,表明长江口邻近海域是潜在的硅的汇。沉积通量的分布与沉积速率和埋藏效率的分布一致,均有近岸高于远海的趋势。     

东海2012年夏季海-气界面碳交换及其区域碳汇强度变化趋势初探

基于2012年7月对东海的调查,剖析了其水体中各形态碳(pCO2、DIC、DOC、POC)的区域分布特征,估算了海-气界面CO2的交换通量(FCO2),探讨了影响其交换的主要因素,在此基础上,结合历史资料初步分析了近十几年来该海域海-气界面CO2交换通量的变化趋势。结果表明,2012年7月长江口邻近海域相对南部陆架区具有较低的DIC浓度,而DOC与POC的浓度相对较高。调查区域表层水pCO2变化范围为96.28~577.7μatm(1atm为101 325Pa),平均值为297.6μatm,低值区出现在长江冲淡水区(30°~33°N,123°~125°E),高值区主要分布在东海陆架的南部区域。表层水pCO2主要受控于长江冲淡水的输入和混合(盐度)、台湾暖流以及生物生产等。调查海域2012年7月海-气FCO2平均为(-6.410±7.486)mmol/(m2·d),表现东海在夏季是大气CO2的汇区,区域碳汇强度由强到弱依次为:长江冲淡水区(CDW)、黄东海混合水区(YEMW)、陆架咸淡水混合区(SMW)、近岸上升流区(CUW)和台湾暖流区(TWCW),东海夏季每日吸收大气CO2(以C计)约(18.3±19.8)kt。结合历史资料分析发现,近十几年来东海夏季碳汇强度有增强趋势,CDW区的海-气界面CO2通量平均年增速为-0.814mmol/(m2·d),即海水吸收大气二氧化碳每年增加约54.6kt,是夏季东海碳汇增加的最主要贡献者。     

南黄海生物硅的时空变化

Concentrations of biogenic silica(BSi) in the southern Yellow Sea were determined during four cruises(spring:April–May 2014; autumn: November 2014; summer: August–September 2015; winter: January 2016). Samples of BSi were measured using the double extraction method. Seasonal and spatial variations of BSi and the potential correlation between chlorophyll a(Chl a) content and BSi in four seasons were measured in this study. Significant spatial variability was observed in seawater BSi concentrations. The average concentration of BSi was highest in winter and lowest in spring. Furthermore, the relationships between concentrations of BSi and hydrological parameters were also discussed. There was a significant positive correlation between Chl a and BSi. The concentrations of BSi showed significant relationships with temperature and the concentrations of silicates, total inorganic nitrogen and total inorganic phosphorus, indicating that distribution of BSi was affected by temperature and nutrient level.     

Transfer and transport of phosphorus and silica in the turbidity maximum zone of the Changjiang estuary

The concentration of suspended particulate matter (SPM), sedimentation flux, and various forms of phosphorus and silica in turbidity maximum zone (TMZ) in the Changjiang (Yangtze) estuary was studied. Based on the budget of P and Si, their mass balances in the TMZ were calculated. Results show that the variation in concentration of dissolved inorganic silicon (DISi) was mainly controlled by seawater dilution, while that of dissolved inorganic phosphorus (DIP) was considerably affected by the buffering of suspended matter and sediment. Our experiments showed that the sedimentation fluxes of SPM and particulate inorganic phosphorus (PIP), total particulate phosphorus (TPP), particulate inorganic silicon (PISi), and biological silicon (BSi) in the TMZ were 238.4 g m⁻² d⁻¹ and 28.3, 43.1, 79.0, 63.0 mg m⁻² d⁻¹, respectively. In addition, a simple method to estimate the ratio of resuspension of sediment in the TMZ was established, with which the rate in surface and bottom waters of the TMZ accounted for 55.7 and 66.1% of the total SPM, respectively, indicating that the sediment resuspension in the TMZ influenced significantly the mass balances of P and Si. Particulate adsorbed P (60.8%) and 35.5% of total particulate P discharged from the river were filtered and then deposited in the TMZ. The input flux of PIP from the river mouth was 55.9% of that of DIP, being important as biologically available P, while that of PISi was only 3.5% of DISi, showing that particulate adsorbed Si was much less important than particulate adsorbed P.     

黄河下游营养盐浓度、入海通量月变化及“人造洪峰”的影响

于2009年至2011年在黄河下游采集溶解及颗粒态营养盐样品,分析了黄河下游各形态营养盐的浓度变化及营养盐入海通量,结果表明各形态氮的浓度多呈丰水期低、枯水期高,溶解无机氮是溶解态氮的主要存在形式;受黄河高悬浮颗粒物含量的影响,磷以颗粒态占绝对优势,而溶解态磷以溶解无机磷为主要存在形态;生物硅的含量平均约占硅酸盐与生物硅之和的20％,硅的浓度丰水期高于枯水期.颗粒态磷与生物硅的含量与悬浮颗粒物含量呈正相关.营养盐的组成具有高氮磷比、高硅磷比、低硅氮比的特点.近年来黄河下游溶解无机氮浓度显著升高而溶解无机磷变化不大,硅酸盐的浓度有所下降.黄河下游水沙通量、营养盐入海通量有明显的季节变化,丰水期占全年总入海通量的42％～84％.调水调沙期间,各营养盐的浓度和组成均有明显变化,氮的浓度、DIN/PO4-P下降,磷与硅的浓度、SiO3-Si/DIN、SiO3-Si/PO4-P升高,颗粒态营养盐的比例明显增加.短期内大量水沙及营养盐入海通量对黄河口及渤海生态系统产生重要影响.     

夏季长江口不同粒级浮游植物碱性磷酸酶活性

碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity, APA)是海洋研究中用于反映浮游植物磷限制状态的重要指标。在长江口等“氮过剩”海域,磷是控制海域初级生产力水平的主要因子,然而,磷限制的范围常常难以界定,当前对不同粒级浮游植物的磷限制效应所知甚少。该文根据2020年夏季长江口航次资料,给出了海洋表层各粒级浮游植物(Net:≥20 μm;Nano:2~20 μm;Pico:0.8~2 μm)APA、浮游细菌APA(0.2~0.8 μm)和溶解态APA(<0.2 μm)的空间分布特征,并分析了APA与环境要素间的相关性。结果显示,各粒级浮游植物APA均与无机磷酸盐浓度(dissolved inorganic phosphate, DIP)呈显著负相关,这表明DIP浓度是影响浮游植物APA分布的主要因素。在平面分布上,各粒级浮游植物APA在近口门的光限制区均较低,且呈现自口门向外逐渐升高的趋势,与DIP的分布特征相反。Net和Nano级APA[平均值分别为 (40.28±32.35) nmol/(L·h)和(52.38±34.78) nmol/(L·h)]显著高于Pico级APA[平均值为(28.43±20.23) nmol/(L·h)],这表明大粒级浮游植物可能更易受DIP下降的影响。该研究中,诱导浮游植物APA快速升高的DIP浓度为0.159 μmol/L,与近岸区磷限制经验阈值相接近。该研究揭示了夏季不同粒级浮游植物对长江口磷分布的响应特征,有助于理解长江口初级生产过程的环境调控机制。     

台湾海峡中北部上升流区各种形态磷的化学特性

根据１９８８年７月调查资料讨论了台湾海峡中北部海域夏季上升流区各种形态磷的分布特征。结果表明，上升流中心区（即海坛岛东侧一带水域）具有低温、高盐、低溶解氧；ＤＩｐ，ＴＤＰ，ＰＰ，ＴＰ较高；ＤＯＰ较低（０．２７）；及ＤＩＰ／ＤＯＰ比值（约为１）较高的特性。ＤＯＰ是该海域磷的主要形态（占ＴＰ的４９．２％），其含量分布及其形态转化与生物活动直接相关，是该海域生物生产力高的体现。     

春季长江口及邻近海域悬浮颗粒态硅的研究

对春季长江口及邻近海域悬浮颗粒态生物硅(PBSi)、成岩硅(LSj)进行了大面调查和围隔培养实验研究,讨论了悬浮颗粒物中PBSi的分布情况及其影响因素.分析表明,PBSi与LSi的含量分别为0.22～4.25和1.75～184μmol/dm<'3>,与世界其他海域相比LSi的含量偏高,PBSi含量则处于中等水平.由于陆...     

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。     

广西近海营养盐的时空分布特征

利用2006～2007年4个航次的大面调查数据,分析讨论了广西近海4个季节营养盐的时空分布变化特征。结果表明,该海域在春、夏、秋三季,活性硅酸盐和溶解无机氮分布趋势是近岸高,远岸低,由北向南呈梯度快速递减,高值区主要出现在廉州湾、铁山港和茅尾海三个区域;夏季磷酸盐在雷州半岛与涠洲岛之间出现高值;冬季3类营养盐在调查海区内分布均匀且为一年最低值。对该海区营养盐结构分析表明,硅在该海区过剩,溶解无机氮基本能满足浮游植物的生长需要,但在春季溶解无机氮和磷浓度都较低,属于寡营养型;夏季该海区磷浓度充足,在秋冬两季磷为该海区的限制性元素。     

长江口邻近海域溶解氧的时空分布及影响因素研究

基于2018年早春和夏季长江口邻近海域的调查数据,分析溶解氧(DO)的时空分布,并讨论其影响因素.结果表明,夏季DO浓度变化范围为1.58～9.37 mg/L,浮游生物光合作用产生的DO是夏季表层水体过饱和的主要因素;夏季调查海域受台湾暖流北上引起海水层化加强,同时水体富营养化导致表层生物大量繁殖所引起有机碎屑的沉降和耗氧分解作用是底层低氧区存在的主要因素.夏季在台湾暖流影响下底层水体表观耗氧量(AOU)与营养盐成正相关关系,底层有机物耗氧降解过程与营养盐的再生密切相关.早春DO浓度变化范围为7.90～10.1 mg/L,长江口外北部海域和浙江近岸海域海水混合均匀,DO浓度主要受温度控制,而台湾暖流影响区海水出现层化现象,其低DO含量也为低氧区的形成奠定了基础.     

长江口跨越锋面颗粒磷季节分布变化特征及影响因素

根据2006年夏、冬季以及2007年春、秋季“海监49号”科学考察船的调查数据,分析了长江口跨越锋面区域(31.00°～31.78°N、121.04°～123.99°E)颗粒总磷(PP),颗粒无机磷(PIP),颗粒有机磷(POP)的季节变化和空间分布特征.结果表明,PIP是水体颗粒磷的主要存在形式;受长江径流输沙量的影...     

夏季长江口缺氧区、低氧区和正常溶解氧海区浮游动物群落特征比较研究

夏季,长江口底层极易发生大面积低氧甚至缺氧.比较2016和2017年夏季长江口缺氧区(DO<2 mg/L)、低氧区(2 mg/L3 mg/L)浮游动物群落(>160μm)特征发现:2016年群落丰度和生物量均表现为缺氧区明显高于低氧区和正常海区;中小型桡足类、胶质浮游动物丰度表现为缺氧区和低氧区均高于正常海区;胶质浮游动物的组成,在低氧程度较严重的2016年夏季,以滤食性的海樽纲和有尾纲为主,在2017年夏季,以肉食性毛颚动物为主.     

春季东海北部近岸水体中的溶解无机碳和有机碳的分布特征及其影响因素

根据2010年4月在东海北部近岸的调查,分析了研究海域溶解无机碳（DIC）和溶解有机碳（DOC）的含量及其分布状况,并分别对DIC、DOC与温度、盐度、表观耗氧量等要素的关系进行了初步探讨。结果表明,春季研究海域表、底层DIC平均含量分别为24．54mg／L和25．03mg／L,平面分布趋势均为近岸高于远岸,象山口附近...     

黄海、东海陆架区沉积物中氮的形态分布及与浮游植物总量的关系

利用分级浸取分离法将黄海、东海陆架区沉积物氮分为转化态氮(TF-N)和非转化态氮,并将可转化态氮区分为4种形态:离子交换态氮IEF-N 、碳酸盐结合态氮CF-N 、铁锰氧化态氮IMOF-N及有机态和硫化物结合态氮OSF-N。 对各形态氮的平面、垂直和沉积剖面年际分布进行了分析,并进一步探讨了该区域氮形态与古生产力的替代指标——生物硅(BSi)的相关性,揭示了氮形态的地球化学特征及与浮游植物总量的关系。结果表明,黄海、东海陆架区表层沉积物中可转化态氮占总氮的百分比为16.81%,可转化态氮中4种形态氮的平均含量为:IMOF-N(66.65 μg/g)>IEF-N(22.96 μg/g)>OSF-N(17.40 μg/g)>CF-N(11.26 μg/g),IMOF-N是可转化态氮的优势形态;柱状沉积物中各形态氮垂直分布不同,长江口沉积物中各形态氮垂向变化幅度大于南黄海中部;离子交换态氮IEF-N和铁锰氧化态氮IMOF-N对浮游植物总量贡献较大。     

西南黄海2018年夏季溶解氧分布特征及其影响因素的初步分析

利用2018年夏季在西南黄海的现场调查资料,分析了海温、盐度和溶解氧(dissoloved oxygen,DO)分布特征.海区西侧的江苏沿海有明显的冷水带,冷水带对应表层较高的DO浓度.在海区南侧的长江口附近,盐度由南向北升高,上部海水DO浓度高,下部海水DO浓度低.综合现场观测数据、CCMP (Cross Calib...