北部湾海域叶绿素a质量浓度时空分布研究

叶绿素a质量浓度是水体富营养化的重要指标,及时和有效地对水体叶绿素a质量浓度进行监测和评价,对环境保护十分必要。本文基于2011年至2016年的卫星遥感数据,分析了北部湾海表叶绿素a质量浓度的时空分布特征。研究结果表明:北部湾叶绿素a质量浓度有明显的月变化和季节性变化,北部湾叶绿素a月平均质量浓度在8月和1月分别达到峰值,北部湾冬季与夏季的叶绿素a季平均质量浓度高于春季和秋季,夏季北部湾海域表层的叶绿素a质量浓度开始迅速升高,秋季北部湾中南部叶绿素a质量浓度呈下降的趋势。在空间分布上,北部湾近岸海域叶绿素a质量浓度平均水平较高,叶绿素a质量浓度高值区集中在湾北部雷州半岛西部沿岸的浅水区海域,而低值区在湾中部以及湾南部的深水区海域。     

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。     

基于水质浮标在线监测的米氏凯伦藻赤潮过程及环境因子变化特征分析

相较于船舶走航监测, 海洋水质浮标在线监测的优势在于能够获取目标海域长期、连续监测数据, 能更好地反映环境状况的动态变化。为了厘清米氏凯伦藻赤潮的发生、发展动态, 本文以2017年6月南麂附近海域米氏凯伦藻赤潮为例, 分析海洋水质浮标获取的连续监测数据, 探讨米氏凯伦藻赤潮过程叶绿素a和水环境因子动态变化特征及其与气象要素的关系。赤潮期间, 水温为22.8~26.0℃、盐度为28.8‰~31.8‰、气温为20.4~27.3℃, 该温盐范围均适宜米氏凯伦藻的细胞生长; 较高的光照强度能够支持较高的藻类细胞密度。Pearson相关性分析显示, 米氏凯伦藻细胞密度与叶绿素a浓度呈显著正相关; 溶解氧(DO)及其饱和度(DO%)、pH、水温、气温等环境因子与叶绿素a浓度呈极显著正相关, 盐度与叶绿素a浓度呈极显著负相关。向岸风生海流有利于藻种向近岸较高营养区域汇集, 为赤潮的爆发创造有利条件。赤潮过程中, 叶绿素a浓度、溶解氧饱和度、pH发生了协同变化, 据此特征可以开展赤潮短期预警。     

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。     

大亚湾浮游植物粒级结构和种类组成对淡澳河河口水加富的响应*

人类活动引起的营养物质输入导致大亚湾出现海水富营养化、赤潮频发和生物多样性下降等生态问题。为探究陆源输入影响下大亚湾湾顶淡澳河输入对湾内浮游植物粒级结构和种类组成的影响, 2016年10月在大亚湾进行了原位观测和培养试验。原位观测结果显示, 淡澳河口的总溶解态氮、磷浓度分别达到85.3μmol·L^-1和1.5μmol·L^-1。加富培养试验结果表明, 淡澳河河口水加富对总叶绿素a (Chl a)和总浮游植物丰度有显著促进作用, 并导致浮游植物粒级结构由小粒级Chl a (0.7~20μm)占主导; 浮游植物丰度中甲藻比例升高, 主要种类为锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和原甲藻(Prorocentrum spp.)。同样, 尿素加富也促进了浮游植物群落中小粒级Chl a和甲藻的比例增加, 且主要甲藻种类与河口水加富结果一致。无机氮、磷同时加富促进了总Chl a和浮游植物总丰度增加, 而对浮游植物粒级结构和甲藻丰度则没有明显影响。对照河口水和氮、磷营养盐加富试验结果, 说明河口水携带的溶解性有机氮源可能是导致大亚湾浮游植物群落小型化, 促进甲藻生长的关键营养盐形态, 其携带的无机氮、磷同时促进总浮游植物丰度增加。本研究结果表明有机形态营养组分对大亚湾富营养化和有害藻华可能产生重要影响。     

2013年夏季北黄海浮游植物群集

利用Utermöhl方法,对2013年夏季取得的北黄海浮游植物样品进行鉴定分析,共鉴定出浮游植物3门60属114种(不包括未定名种),其中,硅藻42属75种,甲藻16属37种,金藻2属2种。群落组成以硅藻为主,其次是甲藻,然后是金藻。调查海区浮游植物的生态类型以温带近岸性为主,主要优势种为:小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula、裸甲藻 Gymnodinium sp.、螺旋环沟藻 Gyrodinium spirale、蜂腰双壁藻 Diploneis bombus 和具槽帕拉藻 Paralia sulcata。浮游植物细胞丰度介于0.037 0 × 10³ ～ 32.3 × 10³ cells·L^-1,平均值为2.04 × 10³ cells·L^-1;浮游植物细胞丰度大致从近岸到外海呈逐步降低趋势,在北黄海西部近岸的表层水体达到最高值32.3 × 10³ cells·L^-1,调查区东南部靠近外海区域也出现了丰度高值区;浮游植物垂直分布总体特征是随水深的增加而减少,由近岸向外海逐步降低。香农-威纳多样性指数在调查区西南部较高,而Pielou均匀度指数则在东部呈现高值区域。典范对应分析(CCA)显示,影响浮游植物优势种丰度分布的主要因素是营养盐,而跟盐度和温度的相关性不明显。     

长江口邻近海域春季藻华期间浮游植物生物量与环境要素的拟合分析

基于2005年长江口邻近海域春季现场调查资料,本文采用非线性拟合方法,构建了该海域春季硅藻藻华和甲藻藻华期间浮游植物生物量与无机营养盐、温度和盐度之间的定量关系方程,进而分析了春季硅、甲藻藻华发生的最适环境条件。结果表明,硅藻藻华出现的最适环境条件为:溶解态无机氮浓度10.1μmol/L、磷酸盐浓度0.21μmol/L、硅酸盐浓度6.39μmol/L、温度11.9℃、盐度30.5;甲藻藻华暴发的最适环境条件为:溶解态无机氮浓度3.98μmol/L、磷酸盐浓度0.18μmol/L、温度22.0℃、盐度27.2。上述硅、甲藻藻华发生的最适环境条件可作为硅、甲藻藻华形成的关键环境参数,为开展长江口邻近海域藻华形成和演替过程的数值模拟和参数优化提供参考。     

基于FY-3A的湛江湾及其邻近海域叶绿素a遥感监测研究

叶绿素a质量浓度是水体水环境一个重要指标。本文结合实测的叶绿素a质量浓度、水体的光谱数据和FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据,研究利用FY-3A遥感监测湛江湾及其邻近海域叶绿素a质量浓度的可行性。研究结果表明,湛江湾海域大部水体接近一类水体,二类水体主要集中在湛江港附近的狭小封闭海域;OC4算法可以用于湛江湾海域的叶绿素a质量浓度的遥感监测,实测叶绿素a质量浓度与反演的叶绿素a质量浓度具有较好的相关性,相关系数R达到0.7以上;FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据可以较好地反映湛江湾海域叶绿素a质量浓度的空间分布。     

青岛近岸海域海水透明度时空变化及与环境因子之间的关系

根据2014年3,5,8和10月青岛近岸海域的海洋监测资料,分析了海水透明度的时空分布状况。利用多元线性回归方法,以透明度为因变量,筛选出水深、水温、盐度、硝酸盐、亚硝酸盐、溶解氧和叶绿素a七个影响显著的关键环境因子,建立了最优的多元线性回归统计模型;利用单因子相关性分析方法和曲线拟合分析结果,进一步证明了海水透明度与叶绿素a含量、悬浮物含量及水深呈显著相关,并得出曲线拟合方程。     

南海西北部表层沉积硅藻的分布特征与环境分析

基于南海西北部表层沉积物中的硅藻分析,阐明表层沉积硅藻的分布特征,探讨硅藻与环境的对应关系及指示意义。结果表明,研究区内硅藻以热带—亚热带种和近岸种为主;硅藻丰度差异显著,近岸浅水区丰度相对较低,陆坡、河口和上升流区丰度整体较高;硅藻组合类型复杂。硅藻分布面貌受区域的温度、盐度、营养盐、水深、海流、底质类型等因素的控制较为明显。硅藻组合对海流和水团的影响范围具有指示意义。     

长江口及邻近海域浮游动物生物量分布及季节变化

2006年7月—2007年12月,在长江口及邻近海域(29°30′N~32°30′N,120°00′E~127°30′E)布设150个观测站位,进行了4个季节生物、化学和物理海洋学综合调查。根据采集的浮游动物样品的分析鉴定结果及现场环境参数的测定数据,对浮游动物群落生物量分布及季节变化进行了研究。结果表明:长江口及邻近海域浮游动物生物量有明显的季节变化,主要表现为:春季>夏季>秋季>冬季。中华哲水蚤(Calanussinicus)、双生水母(Diphyeschamissonis)、百陶带箭虫(Zonosagittabedoti)和中华假磷虾(Pseudeuphausiasinica)是长江口及邻近海域浮游动物生物量的主要贡献者。化学营养盐是影响长江口及邻近海域浮游动物生物量分布的主要环境因素,除此以外,其它环境因子在不同季节对浮游动物生物量的影响存在差异。春季,温度和盐度是影响浮游动物生物量的主要因素;夏季,温度、溶解氧和叶绿素a是影响浮游动物生物量的主要因素;秋季,盐度、溶解氧和悬浮颗粒物是影响浮游动物生物量的主要因素。冬季,环境因子对浮游动物生物量影响不明显。     

琼东水体后向散射系数与浮游植物生物量的关系模型*

海洋中光后向散射系数的变化包含了浮游植物生物量的信息, 可应用于卫星遥感和光学剖面观测平台获取海洋中大时空尺度-高分辨率剖面的浮游植物生物量变化特征。本文选取了琼东上升流影响下生物—光学变异性较为显著的海域, 基于2013年航次实测数据, 建立了颗粒物后向散射系数(b_bp)与叶绿素a浓度(Chl a)间的区域性关系模型。模型假定颗粒物后向散射系数由不随叶绿素浓度变化的固定背景值, 以及较大粒级(>2μm)和pico级(微微型, <2μm)两类浮游植物的后向散射贡献累加所得。采集的数据集进行了模型检验, 结果表明, 模型能很好地模拟琼东海域水体的b_bp与Chl a间的变化趋势, 性能优于常用的幂函数关系模型, 尤其在低叶绿素浓度范围, 很好地解决幂函数显著低估的现象; 琼东海域的b_bp和Chl a关系存在显著的水层变化, 底层后向散射固定背景值显著高于上层水体背景值, 表明底层受上升流的影响, 水体中不随Chl a共变的颗粒物浓度增大, 其后向散射相应增强; 叶绿素最大层的后向散射固定背景值显著低于上层其他水体的固定背景值, 后向散射固定背景值的贡献百分比约为21%~35%; 随着叶绿素浓度增大, 较大粒级的浮游植物对颗粒物后向散射系数的贡献也显著增大, 可达到50%以上, pico级浮游植物贡献稳定在40%附近。本研究的结果将为琼东海域浮游植物生物量的光学遥感、生物地球化学过程研究提供更为精确的区域性模型和基础支撑数据。     

2009年冬季南海北部浮游植物粒度分级生物量和初级生产力

2009年2月在南海北部海域现场观测粒度分级叶绿素a质量浓度和初级生产力(PP)的分布。结果表明,调查海域水柱平均叶绿素a质量浓度的变化范围为0.11～8.37 mg/m³,平均为(1.28±2.23) mg/m³,高值区出现在珠江口及近岸海域;初级生产力的范围为344.8～1 222.5 mgC/(m²·d),平均为(784.2±351.4) mgC/(m²·d),高值区位于近岸及陆架海域。浮游植物粒度分级测定结果表明,在生物量较高的近岸海域,叶绿素a的粒级结构以小型浮游植物占优势,其贡献率为40.9%,微型和微微型浮游植物对总叶绿素a的贡献率分别为34.6%和24.5%;而在生物量较低的陆坡和开阔海域,各粒级浮游植物对叶绿素a的贡献率由大到小依次为微微型浮游植物(78.9%),微型浮游植物(17.2%)和小型浮游植物(3.9%)。相关性分析结果表明,调查海域分级叶绿素a的区域化分布特征与洋流运动下营养盐的分布密切相关,同时叶绿素a又高度影响着此区域PP的分布。此外,我们将调查海域实测所得浮游植物最佳光合作用速率与采用垂向归一化初级生产力模型估算的数据进行对比,发现后者明显低于前者,这说明通过水温估算最佳光合作用速率的算法在冬季南海北部可能存在低估。     

调水调沙后黄河口邻近海域浮游植物群落响应特征

为研究黄河调水调沙对邻近海域浮游植物群落的影响,2013年7月在黄河第16次调水调沙事件后,开展了水文、化学与生物综合调查。研究结果表明,黄河口邻近海域温度、营养盐浓度整体呈现由河口向离岸区域逐渐递减的分布趋势,盐度呈现由河口向离岸区域逐渐递增的分布趋势,显示了黄河水输入的影响程度。叶绿素a与营养盐浓度在空间分布上呈现出较好的对应关系,在黄河口偏渤海湾侧明显高于偏莱州湾侧,且近河口区明显高于离岸区。营养盐结构分析表明,黄河口邻近海域普遍存在磷酸盐(DIP)的绝对和相对限制;但黄河水沙输入在局部站位缓解了硅(DSi)限制。浮游植物群落结构的空间变化显著受到盐度的影响,在受黄河水输入影响显著的C、D、E断面,蓝藻与绿藻的生物量比例明显增高;影响相对较弱的断面则以硅藻、甲藻为主。浮游植物群落结构与环境因子的主成分分析结果表明,DSi、DIP和盐度是影响该海域浮游植物空间变化的关键环境因子。甲藻、蓝藻与绿藻群落受盐度变化的影响程度明显大于硅藻群落;但甲藻群落对营养盐结构的敏感性低于硅藻、蓝藻和绿藻群落。     

长江口区浮游植物营养限制因子的研究 Ⅱ.春季的营养限制情况

1999年5月在长江口及周围海域进行了环境调查,通过对该海域的浮游植物、叶绿素、营养盐、温度、盐度等进行分析,并结合现场实验和室内模拟实验,对本海域浮游植物的营养限制状况进行了研究.调查期间受冲淡水流量、流向和水体垂直分层的影响,冲淡水影响的范围和磷限制的范围相对于1998年11月均有所扩展.现场对26号站的加富实验直接证实了磷的限制作用;室内对26,41号站位的营养加富实验也均证实了磷限制的结论.根据浮游植物的需求和营养盐的补充情况,将该海区划分为:近河口区、冲淡区、台湾暖流影响区和黄海沿岸流影响区.本次调查处在春季水华的结束阶段,因而浮游植物的数量和种类数比1998年11月偏低.     

长江河口盐度锋

根据1988－1991年河口锋面现场调查、上海市海岸带调查及历次标准断面调查资料对长江盐度场及盐度锋进行了分析，提出了由口门至外海纵向上存在着三级锋面现象：内侧锋面即长江河口锋为长江河口水与长江冲淡水的界面；羽状锋是长江口羽状流水与口外混合水的界面，它是长江口最主要的盐度锋面，也是长江口一个重要的生物地球化学带，对河口沉积过程及水下三角洲发育具有重要的影响。外侧锋面即海洋锋，是长江冲淡水的最外边缘。     

The 1980/1981 phytoplankton cycle in the coastal waters off Connemara,Ireland

The results of a phytoplankton survey conducted in coastal waters off western Ireland in 1980/1981 are reported. Surface values of temperature, salinity, NO₃N, PO₄P, Si, total N, total P and chlorophyll a (Chla) collected at 6 stations during 14 cruises are presented along with the species composition of the net phytoplankton.The spring bloom occurred in late April and was dominated by diatoms. Between April and July further diatom blooms occurred. In July and August dinoflagellates were dominant. This change was associated with the stratification of offshore water and low concentrations of Chla and nutrients. In Autumn large blooms of Ceratium tripos were found; it is suggested that the cause was heavy freshwater runoff. In autumn and winter some warm water oceanic species (e.g. Oxytoxum scolopax) occurred.     

北部湾灯光罩网渔场时空分布与海洋环境关系分析 *

文章根据大型灯光罩网渔船调查数据和卫星遥感海面风场(Sea Surface Wind, SSW)、海表温度(Sea Surface Temperature, SST)和叶绿素a浓度(Chlorophyll a concentration, Chl a)资料, 基于广义线性模型(Generalized Linear Model, GLM)对北部湾渔业资源单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort, CPUE)进行标准化, 应用多元线性回归等方法, 对北部湾灯光罩网渔场的时空分布及其与海洋环境的关系进行了分析。结果表明, 北部湾灯光罩网渔场适宜SST为27~29℃, Chl a为0.5~1.5mg·m ^-3。较高资源量出现在10月份中上旬, 分布在18°—19°N及20°—21°N海域。北部湾灯光罩网渔场的时空分布与季风、19°N附近的暖水池和Chl a等环境因素有关。     

大亚湾夏季浮游植物群落结构及对淡澳河输入的响应特征*

浮游植物是水生生态系统的基础生产者, 其群落结构直接影响到生态系统的健康和安全。河流输入是人类活动影响大亚湾水体环境最重要的途径之一, 淡水输入改变了水体温度、盐度、浊度和营养盐等环境因子, 对浮游植物群落结构产生影响。文章调查研究了2015年河流输入最强的夏季丰水期大亚湾的水体环境因子和浮游植物群落结构, 分析了在较强河流输入影响下浮游植物群落结构的动态变化及其对环境因子的响应。结果发现, 夏季大亚湾淡澳河的输入使湾顶淡澳河口区域形成层化的低盐、高温、低透明度、高营养盐的水体, 湾中部表层水体则受一定强度河流羽流影响, 而湾口和湾中部底层水体主要受外海水影响。淡澳河淡水输入是夏季大亚湾外源性氮、磷营养盐的主要来源, 而硅酸盐除河流输入外, 外海水也输入较多的营养盐使得底层水体硅酸盐浓度较高。夏季大亚湾水体营养比例失衡较严重, 溶解无机磷是限制浮游植物生长的重要因子。硅藻是大亚湾夏季浮游植物的优势类群, 调查发现3种优势种[极小海链藻(Thalassiosira minima)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)]均为硅藻。通过聚类分析, 可将大亚湾夏季浮游植物群落主要分为3种类型, 分别为: 浮游植物丰度较大的极小海链藻藻华暴发的群落, 位于淡澳河口, 受河流输入影响明显; 中肋骨条藻占据优势的群落, 分布在受一定强度的河流及其羽流影响的湾顶和湾中部区域; 浮游植物丰度较低的群落, 无明显优势种, 主要分布在湾口海水影响区域。淡澳河口的水体环境有利于小型链状硅藻极小海链藻的快速繁殖并暴发了藻华, 藻华发生时的海水环境条件为: 温度30~31°C, 盐度17‰~31‰, 水体透明度0.45~1.2m。硅藻对不同营养盐利用的差异以及随后的生物碎屑和颗粒沉降过程导致藻华发生区域Si∶N值略降低, N∶P值显著升高。河流输入影响下, 单一物种大量生长使得浮游植物群落种类组成丰度分布极不均匀, 从而导致淡澳河口浮游植物群落的种类多样性和均匀度指数降低, 种类多样性和均匀度指数均从淡澳河口向湾口逐渐增大。