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。     

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。     

长江河口淡水端溶解态无机氮磷的通量

1998年2和9月在长江河口淡水端连续观测了DIN(NO₃-,NO₂-,NH₄+),PO₄3-,流速和流向.结果表明,溶解态无机氮、磷浓度的时空变化较复杂;1998年2月NO₃-,NO₂-,NH₄+和PO₄3-的月通量分别为168241,974.4,19335和2648t,9月的月通量分别为905678,8317,5797和6281t;1998年NO₃-,NO₂-,NH₄+和PO₄3-年通量分别为497.1×104,3.911×104,10.22×104和4.155×104t.     

缘管浒苔和羽藻氮、磷营养生理学研究

以无性繁殖系为材料,开展了缘管浒苔和羽藻对NO₃-,NH₄+和PO₄3-的吸收动力学、生长动力学研究。吸收动力学研究结果表明缘管浒苔和羽藻对NO₃- 和PO₄3-的吸收方式为主动运输,对NH₄+的吸收方式为被动扩散。缘管浒苔对NO₃-的最大吸收速率(V_max)、对NH₄+的吸收斜率都大于羽藻,说明缘管浒苔对高浓度的NO₃-和NH₄+具有更强的吸收能力。缘管浒苔吸收NO₃-和NH₄+的a值远大于羽藻,说明在低营养盐浓度时,缘管浒苔对NO₃-和NH₄+的亲和力更强。在PO₄3-的吸收中,羽藻的最大吸收速率(V_max)远大于缘管浒苔,说明羽藻对高浓度PO₄3-的吸收能力更强,但缘管浒苔的a值远大于羽藻,说明前者在低营养盐浓度时PO₄3-的亲和力更强。生长动力学研究结果表明,硝酸氮是促进两种海藻快速生长的最适宜氮源形式,氨氮更易促进藻体叶绿素的积累。在相同氮营养条件下,羽藻表现出比缘管浒苔更强的生长优势。     

台湾海峡海域表观耗氧量之研究

台湾海峡海域1983－1988年多次调查资料表明，该海域夏季表现耗氧量（AOU）变化幅度较大，其分布特征呈近岸、底层高，向上层、外海递减，诸上升流是其主要控制因素。各上升流区AOU与温度、盐度、诸营养盐呈显著相关关系。PO4／AOU与NO3／AOU比值平均分别为0.0058和0.076。上升流海域夏季初始营养盐[PO4,pre和[NO3,pre较低，而再生营养盐高，是现场营养盐的主要部分。有机物质分解耗氧对AOU的贡献比浮游动物等呼吸耗氧更重要。     

南海北部水团及中尺度现象对营养盐时空分布的影响

2019年在南海北部开展了4个季节的现场调查,获取了调查海域海水温度、盐度和营养盐等环境要素的实测数据。珠江口西侧近岸海域营养盐表现出明显的季节性和区域特征,除秋季为潜在的氮限制外,冬、春、夏季均表现为磷限制,且春季最为显著,主要受冲淡水输入和陆架水入侵影响。受西南季风强弱和调查海域海底地形差异的影响,春、夏季珠江口外跨陆架断面(A断面)上升流强度大于海南岛以东跨陆架断面(B断面),且夏季营养盐浓度等值线的爬升高度和范围大于春季。黑潮水入侵稀释了陆架坡折处以外海域的营养盐浓度,冬季75～150m深水体的营养盐浓度相比夏季降低了25%以上;El Ni?o期间黑潮水入侵增强,春、秋季A断面的东沙群岛附近海域75～150m深水体的营养盐浓度比相邻站位均低20%以上。春季冷涡中心无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)、磷酸盐(PO₄^3–-P)和硅酸盐(Si O₃^2–-Si)相较于边缘区域分别升高了6.42μmol·L^–1、0.71μmol·L     

大亚湾营养物质变异特征

利用大亚湾现场调查和室内模拟数据,以及大亚湾生态网络17～18年8个航次的现场调查资料,采用营养状态质量指数(NQI)的方法评价大亚湾海域富营养化水平,结果表明,大亚湾海域除部分养殖海区为中营养状态外,大部分为贫营养状态;溶解态的无机磷和硅在过去10a多有较大幅度的下降,而溶解态的无机氮、溶解氧和叶绿素a则上升;浮游植物生长由过去认为由氮控制转变为现在由磷控制.分析了养殖海区底层海水、上覆水、沉积物间隙水中营养盐的含量及其化学形态.估算了沉积物-海水界面营养盐扩散通量,NH₄+,NO₂-,NO₃-,HPO₄2-,H₄SiO₄平均通量分别为302.0,-0.06,-1.82,2.53,47.6μmol/(m2·d).室内模拟了天然海水体系表层沉积物营养盐的吸附-解吸及其磷酸盐在沉积物上的吸附等温线.论述了大亚湾海域营养盐与赤潮的关系.     

苏北浅滩营养盐的分布特征与控制因素

本文根据2017年3、5、9月对苏北浅滩海域3个航次的调查数据,分析了调查海域溶解态营养盐的浓度与时空分布特征,并探讨了影响苏北浅滩营养盐分布变化的控制因素及其与浒苔暴发之间的关系。结果表明NO^-₃-N从3月至5月平均浓度略微降低,而9月NO^-₃-N平均浓度又降低至17.5μmol/L;PO₄^3--P、SiO₃^2--Si平均浓度从3月到5月再到9月均先降低后升高。NH⁺₄-N平均浓度从3月的2.38μmol/L上升至5月的7.44μmol/L,整个调查海域浓度较高,尤其是南部海域,9月又下降至1.28μmol/L。5和9月DON平均浓度显著低于3月。苏北浅滩海域NO^-₃-N、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si浓度均呈现由近岸向远岸梯度递减的...     

海口湾的台风及其对海水水质的影响机制分析

海口湾受台风影响全年以7～10月为盛行时期,尤以8～10月最盛.我们于1996年台风季节前、后在海口湾海域布设了10个监测站,进行了pH,DO,COD,PO₄-P,NO₂-N,NO₃-N和SiO₃-Si的监测,分析了它们在台风前后的变化,结合台风暴流的数值计算,初步探讨了因台风引起水质变化的机制,结果表明,台风、大浪和风暴流掀起海底沉降物或促使底层高营养盐的水体与表层强烈地混合,尤其是风暴流在湾顶辐聚,强烈的流速悬浮湾顶主要由生活污水排污口附近海域受污染的沉积物,一些污染物溶解于水体,伴随着台风而来的暴雨也将陆源污染物通过南渡江搬运到海口湾,使COD,PO₄-P,NO₂-N,NO₃-N和SiO₃-Si的含量台风后高于台风前.台风大浪和风暴流强烈的水交换作用使外海高DO的海水与湾内海水进行充分的交换,又使空气中的氧充分溶解于水体,使DO在该次台风后反而比台风前高,风暴流的水交换作用也使pH值在该次台风前后没有明显变化.     

东海北部营养盐分布的季节变化及成因探讨

基于美国国家海洋大气管理局(NOAA)2007年发布的全球海域营养盐数据库资料和美国国家地球物理数据中心(NGDC)2006年发布的全球地貌数据库资料,在MATLAB计算机平台上,利用研发的数值分析与成图技术,对东海北部海域营养盐分布的季节变化特征进行分析。结果表明:(1)东海北部海域NO3--N、PO43--P分布总特征为由沿岸向离岸递减,由表层向底层递增;西北高,东南低,呈扇形向东南扩展;SiO3--Si有两个浓度高值区,一个为研究区域的西北角,另一个在东北角;(2)在0~50 m的表层营养盐平均浓度均是冬季最高;50~200 m的中层NO3--N、SiO3--Si夏季最高;200 m以下的底层四季变化微弱,其中400~500m层PO43--P、SiO3--Si浓度值秋季最高。NO3--N变异系数表层最大,PO3--P中层最大、SiO3--Si底层最大,其中NO3--N相应各层变异系数大于PO43--P、SiO3--Si;(3)研究区域四季均存在高营养盐水团。高PO43--P、SiO3--Si水团中心分别位于125.5°E、30.5°N和128.5°E、30.5°N;高NO3--N水团中心,随冬-春-夏-秋、从南往东北再向西、最后向东南,在125°~128°E、29°~31°N范围内移动。     

海水营养盐自动测定研究——Ⅲ.磷酸盐和硅酸盐的反流动注射分析

采用因子设计和单纯形优化对反流动注射分析测定海水中的PO₄3和SiO₃2进行了条件优化选择.设计的分析线路可以实现PO₄3、SiO₃2连续测定.样品测定速度为30个/h.PO₄3的测定存在明显的盐效应.SiO₃2的测定没有盐效应.彼此之间的干扰可以忽略.对实际样品测定并与规范法对比,二者结果基本一致.     

2001—2011年黄河口营养盐变化及入海通量估算

为更好地认识黄河向渤海的营养盐输送情况及其对渤海生态环境的影响,根据文献资料和实验室监测数据,讨论了黄河口淡水端4a间的营养盐浓度月际变化,并用月均浓度占年均浓度比例的方法对2001—2011年营养盐入海通量进行了估算。结果表明:黄河口DIN的月平均浓度变化范围为222.6～403.8μmol/L,NO3--N占DIN的比例约为94.3%,5月份浓度约为8月份的1.8倍。NH4+-N枯水期浓度约为丰水期的10倍。NO2--N浓度变化范围较大,约有1/4的月份超过7.14μmol/L。PO34--P普遍处于0.80μmol/L以下,秋、冬季高于春、夏季。SiO23--Si的月浓度基本在年均浓度上下浮动。2001—2011年黄河口DIN的年平均通量约为6.51×104 t/a,其中NO3--N约为5.76×104 t/a,NH4+-N约为0.80×104t/a,NO2--N约为0.108×104 t/a。PO34--P的年入海通量约为211.4t/a,SiO23--Si约为5.79×104 t/a。2005年以来DIN通量的下降幅度大于同期径流量的下降幅度,说明黄河向渤海输送的营养盐浓度呈现降低趋势。     

夏季琼州海峡表层海水二氧化碳分压时空变化

采用船载海?气CO₂连续观测系统于2011年和2014年夏季在琼州海峡开展了现场观测，分析研究了表层海水二氧化碳分压(pCO₂)时空变化及其影响因子。2011年和2014年夏季pCO₂分别为(516±29) μatm和(533±15) μatm，海?气CO₂交换通量分别为(8.4±1.7) mmol/(m2·d)和(4.5±0.4) mmol/(m2·d)，均是大气CO₂的强源，高于相邻及相似海域，主要受控于东口海域上升流和海峡中部狭管效应。2011年夏季东口上升流增大pCO₂的同时也促进了浮游植物繁殖，光合作用吸收水体CO₂，降低了pCO₂，而且受其影响，西口口门附近叶绿素a和溶解氧含量陡增，pCO₂突降。2014年夏季东口海域上升流较弱，且观测海域垂直混合作用显著，pCO₂和溶解氧分布特征与2001年夏季明显不同。海峡中部狭管效应造成水体输运速率大、混合作用强，浮游植物“来不及”生长，pCO₂较高。     

南海海域海水中各形态磷的化学分布特征

根据1998年7月和1999年1月两个航次的调查资料,对南海水体中磷的含量分布以及夏、冬季变化规律进行了探讨.结果表明,南海表层水体中磷酸盐夏季含量明显低于冬季,夏季平均含量为0.004μmol/dm3,而冬季为0.35 μmol/dm3;有机磷含量夏季高于冬季,含量分别为0.12,0.04 μmol/dm3;总磷含量的季节变化与无机磷酸盐类似,夏、冬季含量分别为0.22,0.61 μmol/dm3.在垂向分布上表层50 m水柱中PO₄3--P,总溶解态磷和总磷含量最小,随水深增加基本上呈线性快速增加,至500 m增加减缓,1 000 m左右为最大含量,然后随着水深略有下降.在夏季垂直分布比较典型,不同站位在一水深的含量离散性小,而冬季PO₄3--P,总溶解态磷和总磷的垂直分布则显得离散性大,尤其是PO₄3--P分布在200 m左右出现最大值,说明当年冬季南海各区域存在着较大水文、生物差异,很大的影响了化学环境的变化.在南海表层水中通常以有机磷占优势,在150 m深处以下的水中则以无机磷为主.深水中溶解的有机磷含量一般随水深减少.夏季的有机磷明显高于冬季,表明夏季的生物作用强烈.     

人工鱼礁建设对福建霞浦海域营养盐输运的影响

根据2012年—2013年对霞浦人工鱼礁海域调查所获得的实验数据,应用CFD软件,对礁区投放的三类不同结构单位的鱼礁组合在非定常流作用下的三维流场进行了数值模拟试验,分析了各鱼礁组合之间的流场差异,并估算了诸营养盐垂直输送通量。研究表明:三种鱼礁迎流面上升流最大高度为礁高的2.27~3.73倍,上升流最大速度与来流速度之比为0.40~0.72,上升流平均速度与来流速度之比为0.10~0.17;计算域内单位鱼礁组合上升流平均速度为10–2 cm/s量级,三种单位鱼礁组合区域营养盐垂直通量大小关系为:方型鱼礁船礁梯形台鱼礁,方型鱼礁区4PO??-P、3NO?-N、3Si O??-Si的平均垂直通量分别为438.3 mg/(m2·d)、2212.5 mg/(m2·d)、7288.3 mg/(m2·d),鱼礁投放会改善该海域的水动力环境,形成典型的上升流区,海域初级生产力得以明显提升。     

夏季长江口及其邻近海域挥发性卤代烃的分布和海-气通量研究

运用吹扫-捕集气相色谱法测定了2017年夏季长江口及其邻近海域海水中4种常见的挥发性卤代烃（VHCs，包括一氟三氯甲烷（CFC-11）、碘甲烷（CH₃I）、三氯甲烷（CH₃CCl₃）和四氯乙烯（C₂Cl₄））以及大气中CFC-11、CH₃I和C₂Cl₄的浓度。结果表明，表层海水中4种VHCs浓度的水平分布受长江径流输入影响强烈，整体上呈现近岸高、远海低的趋势。垂直方向上4种VHCs浓度最高值出现在10 m水层，长江口内断面的浓度整体高于口外断面的浓度。海水中VHCs的浓度分布受水文环境、生物释放和人为因素等的共同影响。相关性分析表明CH₃I与Chl a浓度不存在明显的相关性，而CFC-11与CH₃I、C₂Cl₄浓度存在显著相关性（P<0.01），表明调查海域人为源对CH₃I和C₂Cl₄的影响大于天然源。大气中CFC-11、CH₃I和C₂Cl₄的浓度分布整体上呈现近岸高、远海低的趋势。CFC-11的浓度低于全球平均值，表明我国CFC-11的排放得到了有效控制。后向轨迹分析表明来自近岸的陆源污染物的扩散和输送是调查海域大气中3种VHCs的重要来源。CFC-11、CH₃I和C₂Cl₄的海-气通量平均值分别为24.99 nmol/（m2·d）、7.80 nmol/（m2·d）、1.55 nmol/（m2·d），表明夏季长江口及其邻近海域是大气中这3种VHCs的源。     

北冰洋西部沉积物有机碳、氮同位素特征及其环境指示意义

通过对楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中有机碳同位素含量(δ13C)、氮同位素含量(δ15N)及生物成因SiO₂(BSiO₂)含量分析,结果表明海源和陆源有机质的分布受海区环流结构和营养盐结构所制约.楚科奇海中西部和楚科奇海台受太平洋富营养盐海水的影响,海洋生产力高,沉积物中海源有机质和BSiO₂含量高;靠阿拉斯加一侧海域海水的营养盐含量和生产力都偏低,沉积物中陆源有机质比重增加;在研究区北部和东北部的楚科奇高地和加拿大海盆,冰封时间较长,营养盐供应少,海洋生产力低,但来自马更些河和阿拉斯加北部的陆源有机质增多,沉积物中BSiO₂含量小于5%,海源有机质百分含量小于40%.由于亚北极太平洋水通过楚科奇海向北冰洋海盆输送,研究区营养盐池表现为开放系统,营养盐的利用率与它的供应成反比,与海洋生产力成反比.     

厦门港、九龙江口海洋微表层营养盐、有机物、微量金属分布特征初探

本研究表明,在厦门港、九龙江口海区海-气界面微表层中营养盐(NO₂-、NO₃-、PO₄3-)、悬浮颗粒、有机物(POC、PON、DOC)、微量金属(Cu、Ni.Cd)发生富集,平均富集系数([X_t]微表层)/[X_t]_15cm深度)大多数在1.0—2.0范围之内.所测定组分主要以溶解态富集为主.溶解有机物和悬浮颗粒的富集可引起其他组分总量和形态分布的变化,各组分的浓度、形态分布及其在微表层的富集系数与站位分布不呈规律性变化,而和采样现场海况密切相关,表明海区微表层的复杂和初态变化的特征.     

广州海域营养盐的质量浓度及分布特征

根据2003年8月至2004年8月的调查资料,对广州海域营养盐的质量浓度及分布特征进行了初步探讨。结果表明:无机氮(DIN)、PO43--P和SiO32--Si质量浓度的年平均值分别为1.56,0.047和2.50 mg/L;其平面分布特征均表现为湾顶高于湾外,近岸高于远岸,但其季节变化特征不尽相同。     

黄河下游调水调沙与暴雨事件对营养盐输出通量的影响

2012年2月至2014年3月在黄河下游采集水样,分析黄河下游营养盐浓度与通量的月际、季节性以及在调水调沙期和暴雨期的变化情况,并估算了调水调沙期和洪水期输水量和营养盐入海通量对黄河年入海通量的贡献。结果表明NO₃- 是TDN的主要存在形式,各形态氮营养盐枯水期高于丰水期;DIP是TDP的主要存在形式,PIP是TPP的主要存在形态,颗粒态磷和DSi丰水期高于枯水期。黄河水体中具有高DIN/DIP和DSi/DIP,低DSi/DIN,严重偏离Redfield比值。营养盐输送通量具有很强的月际变化,在径流量及输沙量最大月份也存在营养盐入海通量峰值。2002-2012年10年间调水调沙和暴雨在营养盐输送通量上占黄河下游营养盐输送通量的23%~68%和5%~59%,对营养盐年入海通量的平均贡献分别为 38%和24%,二者均在短期内导致水、沙和营养盐的大量输送,将对黄河口及其邻近海域的生态环境产生重要的影响。