2010-2011年胶州湾叶绿素a与环境因子的时空变化特征

2010年4、6、8、10月和2011年1、3月在胶州湾开展了6个航次的综合调查,研究了表层海水温度、盐度、营养盐和叶绿素a浓度的时空变化特征。调查期间,总无机氮(DIN)、磷酸盐(PO4)和硅酸盐(SiO3)多呈现东北部湾边缘高,而湾内和湾口低的空间分布特征。季节变化表明,DIN和PO4主要受养殖排放、河流径流输入和浮游植物生长消耗的影响,呈现初夏和秋季高,夏末和冬季低的特点;而SiO3主要受河流径流输入和浮游植物消耗的影响,呈现夏、秋高,而冬、春低的特点。营养盐浓度和结构分析表明,胶州湾存在PO4和SiO3的绝对和相对限制;SiO3限制尤其严重,是控制胶州湾浮游植物生长的主要环境因子。SiO3和PO4的限制主要表现在冬季,几乎遍布整个海湾;夏季降水可有效缓解海域的SiO3限制。叶绿素a浓度呈现春、夏季高,秋、冬季低的季节分布,温度、营养盐浓度与结构和季节性贝类养殖活动是控制胶州湾叶绿素a浓度时空分布的关键因素。     

胶州湾海水营养盐的分布及潜在性富营养化研究

根据2009年5、8、10月胶州湾海区3个航次海水营养盐的调查资料,分析了该海区海水营养盐的分布特征和时空变化,利用潜在富营养化评价模式评价水质营养状况。结果表明,溶解无机氮、活性磷酸盐以及活性硅酸盐的年均含量分别为0.335、0.028和0.725 mg/L,NO3-N是DIN的主要组成部分,占溶解无机氮含量的71.6%;8月营养盐含量高于5月和10月,营养盐的空间分布从东部河口区和北部养殖区两个高含量区向湾中心和湾口呈逐步递减之势;DIN∶P,Si∶DIN和Si∶P的比值年平均分别为53.9,2.03和57.7,活性磷酸盐为限制因素,胶州湾海域处于磷中等限制-磷限制潜在性富营养化,楼山河口和李村河口为中度营养-富营养,一旦有外界磷大量输入可能发生赤潮。     

荣成湾营养盐分布和变化特征

根据2006-2007年4个季节的调查资料,分析了荣成湾无机氮、磷酸盐和硅酸盐的平面分布特征和季节变化规律。结果显示,荣成湾营养盐浓度基本符合二类海水水质标准,季节性变化明显,夏、秋营养盐浓度较低,春季营养盐浓度较高。根据营养盐相对和绝对限制法则,Si是冬季浮游植物生长的限制因子,其它季节浮游植物生长具有P限制的潜在可能性。潜在性富营养化评价结果表明夏季荣成湾处于贫营养水平,秋季处于P限制的中度营养水平,春季和冬季处于P中等限制潜在性富营养化水平。     

厦门湾浮游植物分布现状和水质状况评价

文章通过2015年8月航次对厦门湾周边海域浮游植物群落结构特征以及相关环境因子进行调查。结果表明:调查共鉴定浮游植物2门25属41种,其中硅藻24属39种,甲藻1属2种,浮游植物细胞密度介于4.32×105~7.79×106个/m3。浮游植物的主要趋势是从九龙江口-厦门鼓浪屿海域向同安湾以及湾外递减,鼓浪屿海域属于高密度区域,这和营养盐的变化趋势基本相同。富营养化指数(E)平均为7.12,N/P值平均为17.36,说明水体呈富营养化,且营养盐结构表现为磷限制。根据研究结果显示,厦门湾近岸水体营养盐含量较高,浮游植物含量也较高,极容易引起赤潮,因此控制含氮磷污水的流入是改善水质状况的关键。     

胶州湾营养盐结构的长期变化及其对生态环境的影响

根据 1 962年— 1 998年 81个航次的调查和历史资料 ,讨论了胶州湾营养盐及其结构的长期变化和对生态环境的影响。近 40年来 ,胶州湾无机N和P浓度分别增加了 3.9倍和1 .4倍 ,DIN/PO4 P摩尔比从 1 5 .9± 6.3增加到 37.8± 2 2 .9,SiO3 Si浓度保持在一个很低的水平。高的DIN/PO4 P比例和很低的SiO3 Si/PO4 P比例 ( 7.6± 8.9)及SiO3 Si/DIN比例 ( 0 .1 9±0 .1 5 )表明 ,胶州湾营养盐结构已经从比较平衡到不平衡。根据化学计量营养盐限制的标准 ,DIN和PO4 P作为胶州湾浮游植物限制因子的可能性已经减少或消失 ,SiO3 Si限制已经增加。营养盐结构的变化已经导致大型硅藻的减少和浮游植物优势种组成的变化 ,大型硅藻可能趋向于小型化。胶州湾生态系统的这些变化是人类活动影响的直接结果。     

营养盐在东海春季大规模赤潮形成过程中的作用

为研究营养盐在东海大规模赤潮形成过程中的作用,分别于2004,2005年春季在东海赤潮爆发前进行了2个航次的海上调查。调查结果显示:DIN,PO4-P,SiO3-Si浓度分别高达15,0.55,15μmol.L-1以上,调查海域整体上处于富营养化状态;受陆源输入影响,调查区域营养盐分布呈现出近岸高、外海低,等值线走向与岸线基本平行的特点。同2004年相比,2005年春季调查海域营养盐高值区明显外扩,营养盐水平整体升高:其中DIN浓度升高9%、PO4-P升高18%、SiO3-Si升高60%,硅磷比上升60%,硅氮比上升了47%。研究结果表明,较高的营养盐浓度水平,较高的硅酸盐含量以及较高的硅磷比、硅氮比值是2005年春季优先爆发大规模硅藻赤潮的重要原因之一。     

厦门海域营养盐含量和比率变化及其对浮游植物群落的影响

于2010年8月和10月对厦门海域营养盐和浮游植物等开展了两个航次的调查,目的在于研究该海域营养盐含量和比率变化及其对水采浮游植物群落的影响.各化学和生物要素的采集、保存和分析按照《海洋调查规范》或《海洋监测规范》的相关方法进行.研究结果表明,厦门海域浮游植物生长的营养盐限制性因子与1998年的研究结果比较,依然为PO4-P,而SiO3-Si含量和DIN含量相对充足.各项营养盐含量与盐度都有较明显的负相关性,其中保守性最明显的是DIN,而PO4-P与盐度的相关性相对最低.此外,8月份鉴定到的甲藻门种类和生物量明显高于10月份.本文认为,目前厦门海域营养盐比率变化的主要压力为N/P摩尔比率失衡.随着人为输入氮源的增加,在富氮的九龙江口及其邻近海域,极易发生中肋骨条藻赤潮,该藻的生物量与NO3-N和SiO3-Si含量的相关性十分明显.研究发现,厦门甲藻/硅藻生物量的比值与NO3-N和N/P摩尔比率有一定的正相关性,可能预示着该海域无机氮含量的增加及其引起的N/P摩尔比率增大会促进甲藻门种类的生长.并且浮游植物Shannon生物多样性指数可作为反映厦门海域富营养化较好的生物指标.     

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。     

胶州湾叶绿素的浓度、分布特征及其周年变化

2003年6月-2004年5月对胶州湾及邻近海域水体中叶绿素a浓度变化及其空间分布进行了周年调查.结果表明,调查海域叶绿素a全年平均浓度为2.81mg/m^3,月平均浓度变化范围为0.73-8.44 mg/m^3.整个海域叶绿素a浓度周年变化呈现双峰型,分别在夏季8月和冬季2月出现两个高峰,但是不同区域的变化幅度不同,其水平分布格局为湾内高于湾外,湾内北部高于南部.营养盐浓度变化与叶绿素a浓度的变动未发现明显的相关性,但是在局部海域硅酸盐对冬季浮游植物水华的进一步发展具有一定的限制作用.综合分析营养盐、叶绿素a和浮游动物的周年变化及其之间的关系显示,下行控制（Top-down control）在胶州湾浮游植物的数量变动中起着重要的调控作用.     

福建省三都湾赤潮监控区福宁湾浮游植物的生态

本文于2002～2003年对福宁湾海域浮游植物进行分析,共鉴定浮游植物5个门54属共156种,其中硅藻门为主要门类.季度平均生物量为8.92×103μg/dm3,其年高峰出现于夏季为2.55×104μg/dm3.主要优势种于夏秋和春冬之间演替明显.没赤潮时主要优势种为中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、尖刺菱形藻(Nitzschiapungens)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus),赤潮时主要优势种为具齿原甲藻(Prorocentrumdentatum)、夜光藻(Noctilucascientillans)、米金裸甲藻(Gymnodini ummikimotoi).在常规监测中,活性磷酸盐、硝酸氮、总氮为福宁湾浮游植物生物量的营养盐限制因子.赤潮时,活性磷酸盐是福宁湾及其邻近海域赤潮生物的生物量主要营养盐限制因子之一.     

山东半岛南部近岸海域富营养化状况的多元评价研究

于2006年至2007年分四个季度月对山东半岛南部近岸海域(35.5°~36.7°N,119.8°~121.3°E)的营养盐和叶绿素a进行了设站调查,分析了该海域上述因子时空分布特征,同时应用主成分分析(PCA)和潜在富营养化评价方法对该海域的富营养化状况进行了分析,初步确定了影响该海域富营养化状况的主要驱动因子。结果表明:(1)在时间分布上,总氮、总磷、活性磷酸盐、溶解态氮与总无机氮和活性硅酸盐的季节变化类似,均表现出秋冬季浓度较高而春夏季较低的趋势,而总磷、溶解态磷的浓度则在冬季最高,在夏秋季较低,叶绿素a浓度的季节变化趋势为春夏季较高,而冬季最低;该海域营养盐与叶绿素a浓度空间分布以胶州湾和丁字湾为中心,总体呈现出由近岸向离岸海域逐渐递减的趋势;(2)应用主成分分析对调查结果进行分析,结果显示10项调查指标(营养盐与叶绿素a)可以转换提取4个主成分,解释82.00%的结果。主成分综合得分可以作为富营养化程度的评价指标,据此得到调查海域富营养化状况的季节变化趋势由高到低依次为秋季、冬季、春季、夏季,总体呈现出以胶州湾和丁字湾为中心,沿岸及北部海域富营养化程度较高的格局;分析结果还表明总无机氮是该海区富营养化形成的主要驱动因子;(3)利用潜在富营养化评价方法对调查海域富营养化状况进行了初步分析,结果表明该海区仅于秋季表现为总体中度营养,在其他季节总体趋势均为贫营养,胶州湾与丁字湾附近海域在春秋季表现为磷限制潜在富营养化。主成分分析法较潜在富营养化评价方法更敏感,不仅能够定量表述海区富营养化状况,而且能够有效确定富营养化驱动因子。     

山东近海溶解态无机营养盐的分布特征研究

根据2006年8月、12月和2007年4月、10月山东近海海区4个航次海水中溶解无机营养盐等的调查资料,分析了该海域5种溶解无机营养盐(包括PO4-P,NO3-N,NO2-N,NH4-N,SiO3-Si)的平面分布和时空变化特征.结果表明,5种营养盐在胶州湾内出现高值,平面分布整体上呈现沿岸浓度高、外海浓度低的趋势;根据绝对限制和相对限制法则,春季和夏季P为限制因子,秋冬季营养盐结构发生变化,由缺P向缺Si转变;SiO3-Si浓度随季节变化逐渐增加,其他营养盐浓度在春季和夏季较低,秋季达到最大值.秋冬季溶解无机营养盐周日变化受潮汐影响明显.     

大鹏澳海水鱼类网箱养殖区水环境的时空变化及营养状态分析

通过2009年10月—2010年7月对深圳大亚湾大鹏澳网箱养殖区、网箱外0.5km(对照区1)和网箱外2km(对照区2)等3个区域的现场调查,阐明了海水中温度、盐度、pH、溶解氧(dissolved oxygen,DO),化学需氧量(chemical oxygen demand,CODMn)、叶绿素a(Chl a)和营养盐等水质因子的时空分布特征及相关性,并评价了海区的营养状态。结果表明,与两个对照区域相比较,大鹏澳网箱养殖对海水中的CODMn、Chl a和SiO3-Si的影响不明显,对DO、pH、PO4-P、NO2-N、NH4-N、总氮(total nitrogen,TN)和总磷(total phosphorus,TP)的影响相对较大,其中对NH4-N的影响已经扩散到了网箱外0.5km区域。网箱养殖区在冬季和春季是中营养水平,而夏季则是富营养水平。总体来说,大鹏澳网箱养殖区水质有恶化的趋势,必须采取一定的有效措施对网箱区环境进行合理调控。     

长江口最大浑浊带及邻近水域营养盐的分布特征

根据2003年11月~2004年8月4个航次的调查数据,探讨了长江口最大浑浊带及邻近水域营养盐的分布特征。结果表明,营养盐浓度一般随盐度的增加而减小,不同营养盐表现出不同的平面分布和季节变化特点。最大浑浊带所处地理位置、水动力状况、高悬浮体含量以及生物活动等决定了营养盐分布不同于整个调查水域。与整个调查水域相比,最大浑浊带营养盐浓度更高;无机N的硝化作用进行得更为充分;高的DIN/PO4-P和SiO3-Si/PO4-P比(远高于Redfield比),相对低的SiO3-Si/DIN比等。透明度是最大混浊带浮游植物生长的主要限制因素。营养盐在河口的转移除了海水稀释作用外,还有部分的生物转移以及受悬浮体-沉积物系统的影响,特别是PO4-P。在最大浑浊带,富营养化现象更为严重。     

浙江南部海域富营养化和赤潮的探讨

本文探讨了浙江南部海域1990年春季发生赤潮期间的水化学特征和富营养化状况,及与赤潮生物的线性回归关系。分析结果表明,该海域出现高营养盐以至形成富营养化乃是江浙沿岸流和瓯江等河流径流及远岸区盐度锋辐聚的综合影响的结果。根据回归分析,NO_3-N,SiO_3-Si与浮游植物细胞密度之间存在着较为显著的负相关。亦即N,Si和高N/P比(35:1左右)可能是导致浮游植物(夜光藻)异常增殖的重要因素。     

广西北海半岛夏季营养盐及水质状况分析

近年北部湾藻华灾害频发,为了解与藻华暴发密切相关的营养盐及水质状况,2020年8月作者对北部湾北海半岛铁山港、营盘、涠洲岛、斜阳岛及涠洲岛西部远岸海域共21个站位采集表层海水,分析营养盐含量和结构特征,并利用富营养化指数和有机污染指数对该海域水质进行等级划分与评价。结果表明：北海半岛海域DIN、PO₄-P和SiO₃-Si均值分别为0.210、0.021和0.270 mg/L。其中,铁山港营养盐由港内至港外呈递减趋势,营盘海域由近岸至远岸,DIN和SiO₃-Si含量先递减再增加,PO₄-P则表现为递增,涠洲岛海域及远岸各站位营养盐分布无明显特征。北海半岛海域N/P、Si/N和Si/P均值分别为11.8、1.7和14.6,显示47.6%海域为潜在N限制,而潜在P限制和Si限制海域均为9.5%;叶绿素a仅与COD显著相关,相关系数为0.475。调查海域富营养化指数均值1.82,以铁山港港内富营养化程度最高,由港内严重富营养至港外贫营养递减,营盘近岸7号站位中度富营养,其余76.2%调查站位仍处于贫营养水平;有机污染指数均值1.85,良好和较好水质共占38.1%,其余61.9%水质受到不同程度有机污染,亦以铁山港水质污染最为严重,重度污染仅在该海域发现。可见,北海半岛夏季表层海水以潜在N限制为主,铁山港和营盘近岸富营养化和有机污染较严重,其余站位基本良好,影响表层水体叶绿素a含量的主要因素是有机质,可能与海域微生物强烈降解作用相关。本研究可为北部湾海洋环境保护和赤潮研究提供基础环境数据。     

胶州湾东北部养殖海域夏季营养盐分布特征及其对浮游植物生长的影响

以2000年夏季胶州湾东北部养殖海域(女姑山)的现场调查为基础,结合前3年的调查结果和相关的历史资料,对该海域夏季营养盐含量分布特征及其对浮游植物生长的可能限制因子进行了分析和探讨。研究结果表明,胶州湾东北部典型养殖海域夏季表层水体各种营养盐含量高于胶州湾全湾夏季及全年的平均值,铵氮是总溶解态无机氮的主要组成形态,硝态氮次之。该海域的环境因素适宜浮游植物的生长,相关分析显示:叶绿素a与pH及DO呈显著正相关,与PO4、SiO3、NH4、DIN呈负相关。通过分析营养盐对浮游植物生长的限制因素发现,该海域各种营养盐含量相对较高,无机氮不会成为浮游植物生长的限制因素,磷酸盐有限制的可能性,而浮游植物生长受控于硅酸盐的几率最大。     

A three-dimensional water quality model and its application to Jiaozhou Bay, China

A three-dimensional coupled physical and water quality model was developed and applied to the Jiaozhou Bay to study water quality involving nutrients, biochemical oxygen demand, dissolved oxygen, and phytoplankton that are closely related to eutrophication process. The physical model is a modified ECOM-si version with inclusion of flooding/draining processes over the intertidal zone. The water quality model is based on WASP5 which quantifies processes governing internal nutrients cycling, dissolved oxygen balance and phytoplankton growth. The model was used to simulate the spatial distribution and the temporal variation of water quality in the Jiaozhou Bay for the period of May 2005 to May 2006. In addition, the effect of reduction of riverine nutrients load was simulated and evaluated. The simulated results show that under the influence of nutrients discharged from river, the concentrations of nutrients and phytoplankton were higher in the northwest and northeast of the bay, and decreased from the inner bay to the outer. Affected by strong tidal mixing, the concentrations of all state variables were vertically homogeneous except in the deeper regions where a small gradient was found. Obvious seasonal variation of phytoplankton biomass was found, which exhibited two peaks in March and July, respectively. The variation of riverine waste loads had remarkable impact on nutrients concentration in coastal areas, but slightly altered the distribution in the center of the bay.