珠江口异养细菌时空分布特征及其调控机制

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。     

深圳沿岸海域净初级生产力的遥感反演及其时空变化分析

以深圳沿岸海域为研究区,以MODIS/AQUA卫星遥感产品为数据源,结合实测浮标数据修正了VGPM中叶绿素a含量的估算进而分析深圳沿岸海域净初级生产力的时空分布规律.研究表明:(1)深圳沿岸海域2014年2、5、8、10月的净初级生产力在空间分布上从近海向外逐渐降低,初级生产力整体呈现出"西高东低"的局面,且未有明显的季节性波动.(2)4个海区的叶绿素a含量均表现为夏季最高秋冬季次之,但各海区主要影响因素不同,珠江口主要受季风造成的浮游植物种类与细胞密度的季节变化影响,大亚湾主要受营养盐限制,大鹏湾的主导因素为湾内余流的季节变化,深圳湾的叶绿素a含量主要与浮游植物细胞密度的季节变化有关.(3)珠江口的初级生产力春夏季高于秋冬季;大鹏湾的初级生产力夏季最高,且季节变化趋势与叶绿素a表现一致;深圳湾的初级生产力夏季最高,且季节变化趋势与海表温度表现一致;大亚湾的初级生产力波动明显,夏冬季海洋初级生产力数值总体高于春秋季.     

福建平潭近海赤潮预警模型研究*

本文分析了福建省平潭近海海域2013—2019年水文、水质及气象数据的主成分结果, 筛选出5个气象因子和4个水质因子作为输入指标, 以藻密度为输出指标, 分别演算了KNN (K-nearest neighbor)、RF (random forest)、GBRT (gradient-boosted regression Trees)以及Bagging (bootstrap aggregating)4种赤潮预警回归模型。对2013—2019年的802 组海洋监测数据归一化处理后, 随机选取80%的数据作为模型的训练样本, 剩余的20%作为模型验证数据。其中, 以风速、气温、海平面气压、叶绿素a浓度组合为输入指标时, KNN回归模型演算结果的精度较高(R²=0.624, RMSE=0.821μg·L^-1, MAE=0.836μg·L^-1)。在没有叶绿素a浓度监测指标的海域, 构建了以叶绿素a浓度为输出指标, 气温、日照、风速、AOI(apparent oxygen increase)组合为输入指标的BP神经网络赤潮模型, 该模型也具有较好的预警精度(R²=0.651, RMSE=0.062μg·L^-1, MAE=0.033μg·L^-1)。本研究结果可为平潭海域的赤潮预警研究提供参考。     

伶仃洋夏季叶绿素a时间变化特征及分析

文章使用2019年7月5日—20日在珠江河口伶仃洋定点连续观测的海表面叶绿素a质量浓度、海表面气温、气压、风速、风向、海表温度、盐度、流速、流向、遥感降雨量数据和中等分辨率成像光谱仪可见光波段影像, 利用小波分析和集成经验模态分解方法分析了观测期间内伶仃洋海表面叶绿素a的时间变化特征及其影响因子。分析结果表明, 观测期间海水表层叶绿素a质量浓度的变化范围为0.44~1.75µg·L^-1, 平均值为0.80µg·L^-1, 其变化周期主要为6h、12h和24h。其与相对应周期的潮流存在明显的相位关系, 并且在降雨后两者的相位关系发生了转换。7月5日—12日, 叶绿素a与潮流基本呈反相位关系, 涨急时叶绿素a质量浓度低, 落急时叶绿素a质量浓度较高, 浓度相差约为0.3µg·L^-1。珠江流域在7月8日—13日发生了一次强降雨过程, 降雨前后海水表层叶绿素a质量浓度在6h、12h和24h周期波段的振幅由0.02~0.09µg·L^-1增加到0.15µg·L^-1左右。同时, 降雨对珠江河口的叶绿素a质量浓度造成了一个持续80h的增加过程, 浓度增加了0.3µg·L^-1。发生降雨后, 7月13日—20日期间潮流滞后于叶绿素a约6h, 水位最高时叶绿素a质量浓度最低, 水位最低时叶绿素a质量浓度最高。由以上结果可以看出, 降雨不仅引起了河口区叶绿素a质量浓度的增加, 还造成了叶绿素a和潮流间相位关系的转换。     

南海海域浮游植物叶绿素与海表温度季节变化特征分析

利用 Sea WiFS卫星遥感叶绿素质量浓度及TRMM微波遥感海表温度产品, 研究了南海海表叶绿素a的季节变化特征及其同海表温度的关系。研究结果表明, 南海叶绿素质量浓度具有很强的季节变化:通常低叶绿素质量浓度(<0.12 mg·m^-3)出现在弱风高海表温度(>28°C)的春、夏季节;高叶绿素质量浓度(>0.13 mg·m^-3)通常出现在有较强风速和较低海表温度(<27°C)的冬季。线性回归分析显示, 南海叶绿素质量浓度同海表温度呈显著负相关。尽管在南海南部、南海中部、南海西部及吕宋西北部4个代表子区域的显著性有所差异, 但都暗示温度变化所反映的垂向层化调控了营养盐质量浓度和浮游植物量变化。可见, 温度可能是影响海洋上层稳定程度及垂向交换强度的重要指标, 从而可能调控营养盐及浮游植物的变化。     

南海北部最小含氧带水下滑翔机观测结果初步分析*

最小含氧带(Oxygen Minimum Zone, OMZ)是指海洋中层水体处存在的稳定的溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)极小值层, OMZ的分布与变化对南海生态系统和生地化循环具有重要意义。本文利用2019年7—9月“海翼”号水下滑翔机(Sea-wing Glider)在南海北部陆坡区的组网观测数据, 对南海北部陆坡区OMZ的空间分布特征进行了分析。结果显示, 在垂向上, 研究区域内DO极小值层出现在深度约700~900m处, 其浓度约为80~100μmol·L^-1, 且700~900m深度范围内DO浓度变化不大, 形成了厚度约为200m的OMZ。在水平方向上, OMZ自陆坡西南部起向东北方向延伸, 厚度由西南至东北逐渐变薄, 整体呈楔形分布, 并在靠近吕宋海峡处逐渐消失。此外, 本研究还选取了两台水下滑翔机7—8月连续两周内的观测数据, 经计算显示, OMZ区域内的DO浓度在跨陆坡方向上的平均变化速率为0.023μmol·L^-1·d^-1(增加), 在沿陆坡方向上为-0.034μmol·L^-1·d^-1(减少)。沿吕宋海峡入侵南海的高氧水能够解释OMZ东北部DO浓度局部升高的现象, OMZ的分布特征和形成原因与海水的平流运动、水团分布和水体层化等物理过程, 以及生物呼吸、有机物分解和还原性物质的氧化等多种影响因素有关。     

基于奇异谱分析的深圳近海净初级生产力时间序列研究

海洋净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)长时间序列分析可获取NPP多年变化趋势、季节变化等动态信息,对海洋环境的监测与预报具有重要意义。本文以2003～2013年月际尺度净初级生产力卫星遥感产品为数据源,通过奇异谱分析提取标准化净初级生产力时间序列的长期趋势和周期振荡特征。研究表明,①浮标监测数据的叶绿素a浓度、海表温度与MODIS的叶绿素a浓度、海表温度产品变化趋势基本一致,NPP时间序列产品可用于分析深圳近岸海域净初级生产力的变化趋势。②空间分布上,深圳西部海域的NPP和叶绿素a浓度远高于大鹏湾和大亚湾,大鹏湾和大亚湾的NPP和叶绿素a浓度均值及变化趋势非常接近。三个海区NPP、叶绿素a浓度、海表温度和光合有效辐射在季风转换期变化剧烈。③长期趋势上,深圳西部海域呈现2 a周期波动趋势,在均值附近以年为周期上下波动。大鹏湾和大亚湾2003～2006年NPP低于平均水平, 2008年后NPP开始以年为周期围绕平均值上下波动, 2012年后NPP整体与均值持平。④周期特征上,深圳西部海域、大鹏湾和大亚湾的NPP呈"W"或"M"型周年变化,存在夏季主高峰(6～7月)和冬季次高峰(12～1月)。     

黄河口及莱州湾海域磷的时空分布及浮游生物对低磷胁迫的响应

本文利用2019—2021年在黄河口及莱州湾海域进行的4次陆海同步调查结果,分析了环莱州湾主要入海河口和排污口陆源输入磷的季节变化、黄河口及莱州湾海域内不同形态磷及不同碱性磷酸酶活性(APA)的时空分布特征,探讨了海域内磷受限状况及浮游植物和浮游细菌对低磷胁迫的响应。结果表明,磷的陆源输入中黄河贡献最大,小清河次之;总磷(TP)入海通量呈现出夏季>春季>秋季>冬季的季节变化,春、夏、秋季磷输入以颗粒态磷(PP)为主,冬季以溶解态磷(DP)为主;受农业施肥及河道内浮游生物活动的影响,春季陆源DP以溶解有机磷(DOP)为主,其他季节以活性磷酸盐(PO₄-P)为主。研究海域内TP浓度及构成不仅受陆源输入的影响,还受浮游生物消亡、海上养殖活动和沉积物释放等作用共同调控,TP浓度呈现出春季>夏季≈秋季>冬季的季节变化、近岸高远岸低的分布特征,高值区主要位于黄河和小清河河口区域;TP构成上,春季以DP为主,夏、秋季DP与PP相当,冬季以PP为主;春、秋季DP以DOP为主,而夏、冬季DP以PO₄-P为主。海域内浮游植物普遍受到...     

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。     

红海湾西北海区海流特征分析

利用2008年夏季和冬季的海流资料分析了红海湾西北海区潮流性质、运动形式、涨落潮流特性、余流特征。结果表明: 红海湾西北海区属不规则半日潮海域, 潮流性质属往复流, 大致呈东—西向往返运动, 具有一定的旋转流性质; 平均涨潮流最大可达17.8cm·s^-1, 平均退潮流最大可达19.3cm·s^-1; 实测流受风和地形影响明显。余流受风和地形的影响也比较明显, 在偏北风作用下, 余流流向西偏南; 在偏南风作用下, 余流流向东偏北, 余流最大可达18.9cm·s^-1。潮能主要由东部向西传播至红海湾西北海区, 潮能进入量值可达4.8×10³W·m ^-1。     

大亚湾夏季浮游群落生产代谢特征及其影响因素*

2017年8月对大亚湾海域浮游群落初级生产、群落呼吸代谢及其平衡特征进行了研究, 并分析了其潜在环境影响因素以及对沿岸生态系统功能与健康的指示作用。研究结果表明, 大亚湾夏季海水表层呈自养状态, 而底层呈异养状态, 群落总初级生产力(gross primary productivity, GPP)、呼吸代谢速率(community respiration, CR)与净生产力(net commutnitiy production, NCP)在表层分别为1335.36±910.12、597.86±403.30和737.50±608.22mg C·m^-3·d^-1; 在底层分别为43.65±37.05、216.25±147.28和-160.27±137.01mg C·m^-3·d^-1。海湾整体呈自养状态, 水柱平均NCP为233.41±248.88mg C·m^-3·d^-1; 部分沿岸水域存在异养状态。1~200μm粒级浮游生物是GPP和CR的主要贡献者。相关性分析和主成分分析显示, NCP在表层受GPP和CR共同调控, 且与浮游植物生物量和营养盐正相关; 而在底层主要受CR影响, 且与盐度正相关。大亚湾夏季群落生产代谢平衡存在明显的水平和垂向变化, NCP的区域差异与潜在波动性对该海湾生态系统稳定性及健康状况有重要的指示作用。     

不同光强下长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)直立枝和匍匐枝的光生理特征及其对升温的响应

海洋绿藻长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera, 又名海葡萄)因具有较高经济和生态价值而备受关注, 光照和温度变化均会改变长茎葡萄蕨藻生理代谢, 最终影响其经济价值和生态功能。文章比较研究不同生长光强下(40、80、120和160 µmol·photons·m^-2·s^-1)长茎葡萄蕨藻不同部位, 即直立枝和匍匐枝的生理和生化特征, 以及其对升温(+3℃、+6℃和+9℃)的响应。结果显示, 光强由40升至120µmol·photons·m^-2·s^-1时对长茎葡萄蕨藻相对生长率(RGR)的影响不显著, 但是光强升至160µmol·photons·m^-2·s^-1时可使RGR降低49%。弱光下(40µmol·photons·m^-2·s^-1)直立枝的叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量为匍匐枝的1.52和1.49倍; 直立枝的Chl a和Car含量随生长光强升高而降低, 匍匐枝随光强升高而升高, 二者蛋白含量则均随光强升高而先升高后降低。弱光下直立枝的净光合放氧速率(P_n)和呼吸速率(R_d)分别为匍匐枝的2倍和70%, 但是二者的最大光化学效率(F_V/F_M)差异不显著。光强升高提高直立枝和匍匐枝的P_n和R_d, 但对二者F_V/F_M的影响不显著。同时, 弱光下直立枝的超氧化物歧化酶(SOD)活性比匍匐枝低20%, 二者过氧化氢酶(CAT)活性差异不显著; 光强升高提高直立枝和匍匐枝的SOD活性, 降低CAT活性。研究还发现, 直立枝和匍匐枝的P_n随温度升高而降低, 但前者的降低程度即光合速率随升温的变化率随光强升高而降低, 后者的则随光强升高而升高, 可见温度升高在弱光下对长茎葡萄蕨藻直立枝的负面影响更大, 在强光下则对匍匐枝的负面影响更大。     

深圳大鹏湾一次球形棕囊藻藻华的发生过程及成因分析

2021年1月下旬深圳大鹏湾沿岸海域发生球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)藻华。为了探究球形棕囊藻藻华发生动态特征及其影响因素, 于1月20日至2月1日系统调查分析了藻华发生过程中浮游植物优势种演替、球形棕囊藻囊体数量、营养盐水平以及其他环境因素的变化。结果表明: 1月20日, 中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为绝对优势种, 1月21日球形棕囊藻囊体开始出现, 1月25日囊体数量达到最高, 达69colonies·L^-1; 1月27日红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)藻华出现, 随后球形棕囊藻藻华逐渐消退。灰关联分析显示, 铵盐和硝酸盐是影响球形棕囊藻囊体丰度的最主要因素。水体扰动和球形棕囊藻在磷限制条件下的竞争优势也可能有利于球形棕囊藻藻华的发生。红色赤潮藻藻华可能是球形棕囊藻藻华消退的主要原因。球形棕囊藻藻华的发生和消亡是各种理化因素和生物因素共同作用的结果。     

湛江湾内湾环境容量计算与排污治理

本文基于TELEMAC-MASCARET数值模型系统, 将主要污染物作为示踪剂加入到二维水动力模型中, 采用模型试算法计算了湛江湾内湾环境容量, 并在环境容量计算和陆源污染调查的基础上, 提出了排污治理的措施。计算结果显示, 2019年湛江湾内湾排污口污染物COD (Chemical Oxygen Demand)、DIN (Dissolved Inorganic Nitrogen)、DIP(Dissolved Inorganic Phosphorus)和石油类的环境容量分别为11721t·a^-1、1388t·a^-1、141t·a^-1和326t·a^-1, 排污口点源污染物COD、DIN、DIP和石油类的剩余环境容量总量分别为10426t·a^-1、213t·a^-1、70t·a^-1和314t·a^-1。根据这一结果, 本文认为应削减南调街麻屈垉、龙头镇消坡垉出入水口、坡头区科技产业园官渡园区和湛江市城市污水处理有限公司坡头水质净化厂排污口超标水质因子的排放量, 同时提出了相应的排污治理对策: 污水处理、管网建设、新建污水处理厂、排污口调配。