三亚湾近3年营养盐含量变化及其输送量的估算

根据2001—2003年监测资料,对三亚湾N、P、Si营养盐含量变化及其输送量进行了研究分析。N、P、Si平均含量分别为1.93、0.10和8.43μmol.L-1,显示出低N和P、高Si的分布状况。夏季N限制出现率仅为10.5%—29.2%,N限制可能性较小;秋季P限制出现率达到66%—79.4%,P限制可能性较大;Si限制出现率为零,Si限制可能性几乎没有。湾外海水营养盐的输送占较高的比例,在2001—2003年的3年时间里,约有670.6t NO2--N、6 174t NO3--N、3 752t NH4+-N、100 800t SiO32--Si和1 246.2t PO43--P从外海向湾内输送,其中,NO3--N的输送量占DIN输送量的60%以上,而SiO32--Si的输送量明显高于N、P输送量。     

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。     

灌河下游营养盐浓度的季节变化及其入海通量研究

2017年2月~2019年9月在灌河下游采集水样,分析了其中各种形态营养盐的浓度以及月动态变化情况,估算了灌河的营养盐入海通量。结果表明,NO3^-和NH4⁺是溶解无机氮(DIN)的主要存在形式,其平均值分别为(74.66±45.06)、(83.67±87.22)μmol/L。NO3^-浓度与欧洲以及国内一些河流相当,NH4⁺浓度显著高于世界上其它河流。PO4^3-的平均浓度为(3.38±2.14)μmol/L,显著高于世界河流的平均水平(0.32μmol/L),与欧洲和北美地区富营养化严重的河流相当。SiO3^2-的平均浓度为(80.27±27.65)μmol/L,同国内及世界上其它河流相比,该含量处于较低水平。不同形态氮、磷浓度存在显著的季节变化,从2017—2019年它们的浓度显著降低,这主要是由于环保督察后大量畜禽养殖场的关闭或迁移使得排放入河的各形态氮、磷大量减少所致;硅浓度的年际变化不大。灌河每年约有0.61×10⁴ t的DIN和0.28×10³ t的PO3^3-进入南黄海,SiO3^2-的年输送通量约为0.60×10⁴t。     

长江口营养盐结构特征及其对浮游植物的限制

根据2013年5月、11月两个航次的调查资料,分析了长江口营养盐浓度及其结构的分布变化,并探讨了营养盐对浮游植物的限制情况。长江口营养盐分布存在季节差异:口门外NO3-N、NO2-N浓度均为春季高秋季低,PO34-P、3SiO2-Si、NH4-N浓度则秋季高春季低,口门内除NO2-N外,NO3-N、PO34-P、SiO23-Si、NH4-N浓度均为秋季高于春季。NO3-N、PO34-P、SiO23-Si浓度从近岸向外海逐渐降低,NO2-N、NH4-N浓度分布规律不明显。NO3-N是DIN的主要存在形态,其占DIN的比例为春季95%、秋季83%。春季、秋季DIN/P均高于16,表现出长江口过量的DIN输入,春季Si/DIN基本小于1,秋季Si/DIN大于1。春季由于硅藻的局部生长使DIN/P异常升高、Si/DIN异常降低,秋季西北部海区受苏北沿岸流影响,呈低DIN/P值和高Si/DIN值分布。受含过量DIN、SiO23-Si的长江冲淡水的影响,春、秋季均表现为PO34-P潜在相对限制。春季由于浮游植物的大量吸收,局部出现PO34-P、SiO23-Si的绝对限制。当同时考虑绝对限制和潜在相对限制时,春季15.38%的站位受PO34-P限制,限制情况较上世纪90年代更为突出。     

近4年来象山港赤潮监控区营养盐变化及其结构特征

根据2002—2005年4—9月份象山港赤潮监控区表层海水营养盐(Si,N和P)监测基础资料,分析、探讨了监控区水域的营养盐变化及其结构特征。分析结果表明:4年来,监控区水质富营养化严重,DIN的污染程度明显高于PO4-P;Si,N和P营养盐含量的空间波动程度存在明显的年际差异;SiO3-Si,PO4-P和NO3-N含量的月变化特征主要受港湾内藻类等浮游植物的生命活动和陆源径流的共同影响;NH4-N含量的月变化特征受鱼类新陈代谢强弱的影响。4年来NH4-N的含量略有升高,NO3-N和SiO3-Si的含量均有所降低,而NO2-N和PO4-P的含量则保持稳定;SiO3-Si/PO4-P比值略有所减小,NO2-N/DIN,NH4-N/DIN,NO3-N/DIN,DIN/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比值均保持稳定。4年来整个监控区DIN一直处于热力学平衡状态,NO3-N量占DIN的83.77%～97.23%,是该海域DIN的主要存在形式,PO4-P一直是该海域初级生产力的主要潜在限制性因子。SiO3-Si/DIN<1,与DIN相比,SiO3-Si略显不足。     

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.     

溶解无机态营养盐在渤海沉积物-海水界面交换通量研究

了解无机态营养严在渤海沉积物-海水界面交换速率、通量基控制因素,于2002-08-06~08-24,应用船基沉积物培养方法,现场测定了硅酸盐(SiO3-Si)、磷酸盐(PO4-P)和溶解无机氮(DIN)在沉积物-海水界面上的交换速率(νN)和交换通量(FN)。结果显示,νSiO3-Si变化范围为2 220~4 317μmol.m-2.d-1,平均为3 466μmol.m-2.d-1,νPO4-P为0.4~77μmol.m-2.d-1,平均为39μmol.m-2.d-1,νDIN为667~2 167μmol.m-2.d-1,平均为1 308μmol.m-2.d-1,其中NH4-N和NO3-N的贡献分别为48%和47%左右。进一步分析表明,νSiO3-Si主要由溶解和扩散2个过程控制,前者决定于沉积物黏土矿物含量和含水率,后者决定于营养盐浓度和温度。νPO4-P主要由在以黏土为主的细颗粒和氢氧化铁上的吸附-解吸和扩散过程控制,前者分别决定于沉积物粒度和上覆水中DO浓度,而后者决定于间隙水与上覆水之间的浓度差。结果表明,FSiO3为2.59×1013mmol,FPO4为2.95×1011mmol,FDIN/SE为8.62×1012mmol。这样,为维持夏季渤海初级生产力,沉积物交换过程可提供大约65%的SiO3-Si、12%的PO4-P和22%的DIN,远远高于以河流径流为主的陆源排放。     

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。     

2003年5月长江口内外溶解态无机氮、磷、硅的空间分布及日变化

为了更好地了解长江流域城市化进程和三峡工程对长江口生态系统的影响及其响应,为长期观测提供参考,采用分光光度法对2003年5月19—26日采自长江口的水样中的溶解态无机氮、磷、硅进行了分析。结果表明,该海域营养盐的空间分布呈现出较好的规律性:SiO3-Si的浓度总体上沿长江径流入海方向递减,其在淡水端的浓度>100μmol/L,在离岸最远的海水端附近的浓度约为10μmol/L;NO3-N、NO2-N、NH4-N和PO4-P沿长江径流入海方向的浓度分布则呈现出先增加后降低的特征,最高值出现在咸淡水交界面附近,分别为130.0、3.14、31.43和2.06μmol/L。南北方向上各种形态营养盐的浓度总体上呈现出北部海域表、底层之间差异大于南部海域的分布特征。连续观测数据显示,NO3-N、NO2-N、PO4-P和SiO3-Si的浓度均可能在4h的时间里发生较大幅度的波动。在混合水区,由于水深较浅,水体混合较容易,垂直方向上各元素的浓度平均值差异不大;在水深较深的海水区,随着水深的增加,NO3-N和NO2-N的浓度平均值总体上呈下降趋势,PO4-P则相反,SiO3-Si变化不大。采用营养状态质量法和潜在性富营养化标准对调查海域的营养状况进行了分析,结果均显示,调查海域在长江径流入海方向上由淡水区的高营养水平逐渐过渡到海水区的贫营养水平。由于长江口水体中各营养元素浓度时空变化显著,准确计算其入海通量难度很大,需要足够多的高时空分辨率的数据。     

无机氮浓度及其配比对细基江蓠繁枝变型生长及生化组成的影响

在实验室条件下分别研究了NO3--N和NH4 -N浓度及其配比对细基江蓠繁枝变型(Gracilariatenuistipitatavar.liuiZhangetXia)生长及生化组成的影响。结果表明,过低的NO3--N浓度(0,10μmol/L)或过高的NO3--N浓度(60,80μmol/L)、过低的NH4 -N浓度(0,2.5μmol/L)或过高的NH4 -N浓度(10,20,40μmol/L)、过低的NH4 -N/NO3--N比值(1/35,1/7)或过高的NH4 -N/NO3--N比值(3/7,4/7)条件下,江蓠均表现为生长速率明显减慢(P<0.05)、藻体内藻红素(PE)、叶绿素a、蛋白质含量显著降低(P<0.05);而分别在NO3--N20μmol/L、NH4 -N5μmol/L、NH4 -N/NO3--N2/7(TIN20mol/L)的条件下,江蓠可获得最快生长速率和最高的PE、叶绿素a、蛋白质含量以及最低的碳水化合物/蛋白质比值。