三峡工程对长江口海区营养盐分布变化影响的研究

本文通过1986年8月—1988年10月期间共5个航次长江口及其邻近海域的调查和历史资料,进一步验证了作者提出的长江径流量与营养盐输出通量之间的关系式。讨论了春季营养盐分布的年际变化及其与长江径流的关系。根据秋季10月实测资料对比和定量估算,三峡工程兴建后,由于长江径流减少(主要在10月),可能引起长江口海区营养盐平均浓度下降,等值线向江口移动,高浓度区域面积缩小等影响。     

长江口水域营养盐时空分布及其迁移过程

根据2014年长江口水域4个季节航次水体中五项营养盐(硝酸盐_-N、亚硝酸盐NO_2-N、铵盐NH4-N、磷酸盐PO_4-P和硅酸盐SiO_3-Si)的调查数据,解析长江口水域营养盐的时空分布特征,结合盐度(S)、溶解氧(DO)、温度(T)、悬浮体(SPM)和叶绿素a等环境参数,探究其迁移过程的分布行为。结果表明:NO_3-N、SiO_3-Si和PO_4-P在长江口水域的时空分布主要受长江陆源输入的影响,随长江冲淡水扩展范围的季节变化而变化,除冬季外,在122°20′E以东,主要受到温盐跃层的影响,其在31°N断面出现明显的分层现象,冬季水体垂直混合均匀,其垂直分布较为均匀。春季长江陆源输入较高浓度的NO_3-N,40μmol/L的NO_3-N随长江冲淡水向东北方向最远扩展到123°E,垂直方向上扩展至水深10 m,而秋季长江陆源输入较高浓度的SiO_3-Si和PO_4-P,其浓度分别为40μmol/L和0.6μmol/L的等值线分别向东最远扩展到123°E、123°20′E和水深20 m、50 m。受到生物吸收,硝化作用等因素影响,NO_2-N和NH_4-N的时空分布比较复杂,季节分布规律不明显,而冬季自口门向外海浓度逐渐降低,且垂直分布也相较均匀。通过盐度这一保守性指标引入理论稀释线来研究营养盐的迁移过程,结合叶绿素a和SPM的数据表明:春、夏季营养盐浓度低于理论稀释浓度可能是由于生物吸收所致,而PO_4-P在春、夏和秋季均有散点高于理论稀释浓度可能与悬浮颗粒物释放有关。     

长江口上升流海区的生态环境特征

根据 1 985年 8月的调查资料 ,讨论了长江口上升流海区的生态环境特征。研究表明 ,在长江口外 ,大约在 1 2 2°2 0′— 1 2 3°1 0′E、31°0 0′— 32°0 0′N海区存在着明显的下层高盐冷水的抬升现象 ;伴随这种上升运动 ,于 5— 1 0m层 ,在上述高盐冷水区明显地存在一个低溶解氧、高营养盐区。资料表明 ,该低氧、高营养盐海水不是直接来自表层的长江冲淡水 ,而是来自深底层的变性后的台湾暖流水。分析表明 ,长江口外的浮游植物高值区的分布位置与上升流区基本一致 ,两者比较浮游植物高值区略向东南方向偏移约 1 5— 2 0km。作者认为形成这种偏离现象的原因可能与上升流中心区水温偏低有关     

东海赤潮高发区营养盐时空分布特征及其控制要素

东海长江口、舟山渔场附近海域是我国近海赤潮爆发严重的区域之一。在影响该海域营养盐分布的水团中 ,长江冲淡水向表层输入了大量的氮、磷、硅营养盐 ,台湾暖流主要对底层和长江口外上升流区有贡献 ,苏北沿岸水、闽浙沿岸水主要影响近岸区域。同时 ,营养盐在海水 -沉积物界面的交换作用 ,大气湿沉降作用等也影响着该海域营养盐的时空分布。结合2002年4月～2003年3月对29°00′～32°00′N、122°00′～124°00′E海域四季航次调查的营养盐分布规律 ,该海域可分为三片区域 ,由岸边向外海分别为高营养盐、低浮游植物区 ,较高营养盐、高浮游植物区和较低营养盐、低浮游植物区。随着近年来营养盐输入通量的增加 ,富营养化程度加大 ,受化学、物理、生物等因素综合作用 ,高浮游植物区赤潮爆发频率和规模逐年增加 ,已为中国近海典型的赤潮高发区     

长江口海区上升流现象的数值模拟

海洋中沿岸的上升流是近岸环流的重要组成部分，它能把低温、高盐和富含营养盐的深底层海水带到真光层，为浮游生物的光合作用提供充足的养料，从而对海区的初级生产力分布和生物资源量产生深刻影响。 赵保仁等(1992，1993，2001)曾报道过，在长江口海区的北部，大约以31°30′N、122°40′E为中心，在经纬方向上各达1度左右的上升流区，来自深底层的变性后的台湾暖流高盐水，在这里可以上升到5~10m层附近水域，并显著地影响到长江口的盐度分布和长江冲淡水的扩散特征及初级生产力的分布特征。近年来的观测，如1988年7月的东海海洋通量调查(白虹等，2002)和1998年8月的中韩黄海联合调查(邹娥梅等，2001)也都一再证实在长江口北部水域存在着上升流现象。此外，王辉(1996)还曾用数值方法模拟出了长江口的上升流现象。为进一步探讨这一上升流的形成机制，李徽翡等(2002)曾用POM(Mellor，1996；Blumberg等，1987)以5′×5′的水平网格计算了东中国海的三维环流特征，在他们的计算结果中，几乎所有已被观测所证实的东中国海的环流现象，都得到了较成功的数值模拟。本文将用这一模式计算得到的垂直流速，讨论长江口海区的上升流现象及其形成机制，为今后的研究提供重要的科学依据。     

长江口叶绿素分布特征和营养盐来源数值模拟研究

利用POM(Princeton Ocean Model)模型在长江口及其邻近海域建立了三维斜压动力学模式,该模式开边界处考虑了潮汐、潮流、台湾暖流、沿岸流和长江径流。模式成功地模拟了长江口及其邻近海域的潮汐特征和环流特征。此外2004年11月的实测数据分析结果表明在观测区域的水下河谷西侧位置的强表面羽状锋内,存在着高叶绿素a浓度分布。为了分析长江口外存在的高叶绿素浓度分布和长江口的营养盐输入的相关关系,进行了两次数值试验:(1)给定长江口的径流量和径流输入的营养盐,把长江口的输入作为营养盐输入的惟一源;(2)在开边界处,根据实测资料给定营养盐的输入,同时考虑径流营养盐输入。在(1)、(2)两种情况下,把硝酸盐作为保守物质,进行了平流扩散数值试验。模式的模拟结果和实测资料的对比分析表明:沿岸流、台湾暖流的营养盐输入和上升流从底部输入的营养盐是此高叶绿素浓度区营养盐的重要来源。     

浙江沿岸春季上升流的数值研究

采用三维斜压非线性数值模式ROMS(Regional Ocean Modeling System),在浙江沿岸特殊地形的基础上综合考虑风场、台湾暖流、潮流以及长江径流等可变因子,对春季浙江沿岸上升流进行了数值研究。研究结果表明,浙江沿岸春季存在上升流,且上升流以带状分布在浙江近岸海域,在渔山列岛附近(28.40°N,122.00°E)以及舟山群岛附近(30.70°N,122.60°~123.00°E)存在2个上升流中心。风、台湾暖流和潮动力是影响浙江沿岸春季上升流的重要因子,其中风和台湾暖流对浙江沿岸整条上升流带均有影响;潮动力仅对28.60°N 纬度线以北至舟山群岛附近的上升流以及2个上升流中心的强度存在影响;长江径流对2个上升流中心、舟山群岛及长江口附近的上升流有一定影响。通过对浙江沿岸海域流场的分析可以发现,舟山群岛附近底层各等深线上水体向岸运动的速度比周围海域的大,跨越底层各等深线向上涌升的趋势更明显,间接反映了舟山群岛附近的上升流强度相对较强。对于舟山群岛附近的上升流而言,30 m深度以浅的海域,科氏力、水平平流作用与垂直粘性力是上升流形成的主要动力, 30 m深度以深的海域,上升流形成的主要动力为科氏力与压强梯度力,此时水平平流作用和垂直粘性力对上升流的影响较弱。     

长江口邻近海域间隙水营养盐扩散通量的探究

通过2011年11月在长江口邻近海域的观测调查,探讨了上覆水和间隙水营养盐组成特征;运用成岩模型计算了沉积物-水界面营养盐的扩散通量,分析了营养盐扩散通量的主要影响因子及其未来变化趋势。研究结果表明:底界面NH_4-N、NO_3-N、PO_4-P、SiO_3-Si扩散通量分别为:0.021 8~0.167 0、-0.751~0.178、-0.001 44~0.012 10、0.34~1.24mmol/m2·d;长江口邻近海域上覆水和间隙水营养盐时空分布受到陆源输入、底界面生化作用、生物扰动和沉积类型等因素的共同影响;长江口邻近海域各项营养盐扩散通量数值与其它地区比较处于中等水平。     

长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅱ.环流的基本特征

利用POM模型，以研究海区的海面风应力、温度和盐度资料作为海面边界条件，以与外海界面处的温度和盐度资料作为侧向液边界条件，并考虑长江径流、台湾暖流和东海沿岸流的影响，对长江口及其邻近海区各季节的三维斜压环流和温、盐结构进行了数值模拟。环流的数值结果表明，冬季和秋季研究海区的水平环流主要由长江径流、东海沿岸流、台湾暖流、杭州湾环流和沿岸流与台湾暖流之间的气旋和反气旋涡构成；东海沿岸流与长江径流顺岸南下，随着自北往南岸界地形坡度的增大，其流幅变窄，流速增强；台湾暖流沿陡坡及其外缘蜿蜒北上，随着自南往北水深的变浅，其流幅由宽变窄继而又由窄变宽，流速却一直由强变弱。冬季和秋季海区纬度断面垂直环流的总趋势由近岸向外海流动，海底地形变化缓慢区离岸流产生波动，海底地形变化显著的陡坡区离岸流产生剧烈振荡而生成强升降流。春季和夏季研究海区的水平环流主要由长江径流与东海沿岸流汇合流、台湾暖流、杭州湾环流、舟山群岛附近及长江径流和东海沿岸流汇合流与台湾暖流之间的气旋和反气旋涡构成；长江径流和台湾暖流平行北上并在长江口以北产生顺时针偏转。由海区水平环流特征和变化趋势证实，春季长江冲淡水已开始向东北偏转，夏季冲淡水的偏转程度、伸展距离和扩展范围都更甚于春季；春季在长江口近岸存在弱上升流，夏季长江口外的陡坡区出现下降流，而长江口以北和以南的陡坡区出现上升流。     

春季长江口外上升流的月际变化——以123°E断面为例

上升流是长江口外海域的重要水文现象,为深入了解该海域上升流的活动特征及其月际变化,于2015年春季(4月、5月和6月)对长江口外海域的水文环境进行逐月综合调查,并以123°E断面为例进行分析。结果显示,在春季调查期间,长江口外海域始终存在上升流现象,是由台湾暖流挟带底层高盐海水自南向北不断推进,并在长江口外海域沿海底斜坡涌升而形成。上升流强度在春季逐月增大,表现为:上升流涌升高度逐月变浅,至6月高盐上升流水体的涌升高度已普遍抬升到约15 m以浅水层,最高达到约10 m水深处;其影响范围不断向北扩展。春季,上升流活动区上层海水的温、盐特征逐渐由相对低温、高盐转变为高温、低盐;位于下层的上升流水体的温、盐特征比较稳定,变化幅度较小;上升流活动区的温、盐跃层现象总体呈现出逐月增强的趋势,盐度跃层现象尤为显著,其水平分布呈现出自南向北逐月扩大的变化趋势;跃层深度不断抬升。调查结果的月际变化特征表明,台湾暖流北进强度的逐月增大是导致春季长江口外上升流活动不断增强的主要因素;随着春季低盐长江冲淡水的强度和范围逐月增大,其与下层上升流挟带的高盐涌升水之间的跃层效应逐渐增强,对下层上升流的涌升有抑制作用;春季苏北沿岸流活动对该海域上升流现象的影响不显著。     

Dietary nutrient status modulates nutrient regeneration in the marine ciliate Euplotes vannus

Marine ciliates play important roles not only in linking the microbial loop to the classic pelagic and benthic food chains but also in regenerating nutrients, yet how dietary nutrient imbalance impacts their nutrient regeneration has not been thoroughly addressed. The growth and physiological responses of Euplotes vannus to low dietary nitrogen(LN) and low dietary phosphorus(LP) conditions were studied, with the bacterium Pseudomonas putida as prey. Feeding on LN prey reduced the growth rate of ...     

鱿鱼营养成分分析

对黑鱿与阿根廷鱿的营养成分作了分析,并评价了它们的营养价值。研究表明：两种鱿所含营养成分大致接近。鱿的蛋白质含量高达７３．３％～７８．８％,而脂肪含量小于４．２０％,这有利于鱿鱼干制品的加工与贮存。两种鱿的氨基酸含量比较丰富,其中谷氨酸、天冬氨酸含量特别高。阿根廷鱿氨基酸含量更为丰富,其亮氨酸稍高于鸡蛋白     

渤黄海营养盐结构及其潜在限制作用的时空分布

根据2006-2007年4个季节的现场调查资料,分析探讨了渤海和黄海营养盐结构分布变化特征及其对浮游植物生长的潜在的限制状况.结果表明,渤黄海水体 Si/N/P 比值均偏离 Redfield 比值,季节变化明显;春夏冬季 N/P和 Si/P比值由近岸向远岸海域递减,高值区主要分布在黄河口、鸭绿江口及苏北近岸,秋季上层水体N/P和Si/P比值的分布趋势有所不同,高值区主要分布在南黄海的中部海域.受陆源输入的影响,近岸特别是河口区 N/P和 Si/P比值均较高,温跃层的生消变化和生物活动调控着黄海中部海域营养盐结构的变化.渤黄海浮游植物生长主要受P的潜在限制,部分季节受N、Si的潜在限制;营养盐限制状况存在着明显的时空变化及不同营养盐的同时或交替限制的现象.     

海水养殖有了肥料--多元缓释营养剂

2000年12月11日,来自中国科学院海洋研究所、青岛海洋大学、国家海洋局第一海洋研究所、山东大学生命科学院等单位的11位专家、教授在山东大学威海分院对光孚牌“多元缓释营养剂”在海水养殖生产中的应用效果进行了评估。专家们认为:多元缓释营养剂根据海水和养殖品种的特点,采用多种营养元素科学地配比,达到了营养平衡、全面、缓释和稳定的效果,是我国海水养殖施肥方式上的一个重大突破,划于目前某些湾区海水养殖中存在的严重缺肥状况,有着明显的增肥效果。     

The North Atlantic nutrient stream

Western boundary currents are the locus of intense nutrient transport, or nutrient streams. The largest fraction of this transport takes place in the upper-thermocline layers, between the surface layers (where speed reaches a maximum) and the nutrient bearing strata of the subtropical gyres (where nutrient concentration is maximum). The core of the nutrient stream of the North Atlantic subtropical gyre is located slightly offshore the Gulf Stream, its density coordinate centered on the 26.5–27.3_–band, approximately constant along the axis of the stream. During late spring and summer the nutrient stream reaches the surface seasonal mixed layer at the outcropping of this isopycnal band. We argue that this must be a principal factor sustaining the seasonal high productivity of the subpolar North Atlantic Ocean. Additionally, we investigate the possibility of intermittent shear-induced diapycnal mixing in the upper-thermocline layers of the Gulf Stream, induced by frontogenesis taking place during some phase of the meanders. Here we illustrate that diapycnal mixing has a maximum at the location of the nutrient stream, being associated to observed nutrient anomalies. We suggest that diapycnal mixing associated to the passage of steep meanders brings nutrients from the nutrient stream to the shallow photic layers, and sustains intermittent (day-to-week) patchy (10–100 km) productivity over the stream itself.     

Changes in the nutrient ratios and phytoplankton community after declines in nutrient concentrations in a semi-enclosed bay in Hong Kong

Tolo Harbour is a landlocked bay with poor tidal flushings in the northeastern part of Hong Kong. During the 1980s, excessive nutrient loading led to dramatic increase in nutrient concentrations, accompanied by lower N:P ratios, higher algal biomass and shifts in the phytoplankton community. We studied the effects of nutrient loading reduction measures on nutrient concentrations, nutrient ratios and phytoplankton dynamics in Tolo Harbour by comparing data collected before the full implementation of nutrient loading reduction measures (1986-1997) to those after the implementation (1998-2008). Such measures led to declines in nutrient concentrations, changes in N:P and N:Si ratios, lower chlorophyll-a concentrations and fewer algal blooms. Diatoms were the most abundant phytoplankton group in Tolo Harbour both before and after declines in nutrient concentrations. The density of dinoflagellates did not change, but substantial increase in other algal group abundance was recorded.     

Credit stacking in nutrient trading markets for the Baltic Sea

Heavy loads of the nutrients nitrogen and phosphorus cause severe damage in many waters in the world. Nutrient trading markets where capped firms can buy and sell nutrient load credits have been established in several countries in order to achieve certain nutrient reduction targets at minimum costs for society. The availability of multifunctional nutrient abatement measures that simultaneously reduce loads of both nutrients, such as wetland construction, raises the issue of credit stacking, i.e. whether a firm constructing the wetland should earn credits for both nutrients. This article examines theoretically and empirically the implications of establishing alternative nutrient trading market designs (markets with and without credit stacking, a market for a bundled payment of nutrients, and separate markets for either nutrient) for total costs and achievement of stipulated nutrient reduction targets for the Baltic Sea. The results show that the total abatement cost of achieving reduction targets of both nutrients is always lowest if a market design with credit stacking is established, that markets without credit stacking result in higher abatement cost and nutrient abatement in excess of the reduction targets, and that none of the single nutrient market systems is able to generate the required abatement of both nutrients. The application to the Baltic Sea shows that the total abatement cost can be 20% higher when credit stacking is not allowed than when it is allowed.     

Long-term effects of reduced nutrient inputs to the North Sea

The OSPAR Commission has identified a set of Ecological Quality Objectives (EcoQOs) to assess eutrophication in the North Sea. In order to assess the long-term effects of different river nutrient reduction scenarios in terms of these EcoQOs, a 3-dimensional coupled physical–chemical–biological model, NORWECOM, has been used. The model results show that there is a decreasing response gradient from near-shore to offshore, where the largest effects are identified along the Dutch coast, and that the full potential of a reduction is seen after 2–3 years. The EcoQOs on winter nutrients and chlorophyll are achieved for most areas. Oxygen concentrations displace no or very low response to the modelled nutrient reductions. The study also shows that the ecological quality is controlled to a large extent by winds and ocean circulation.     

大辽河口营养物基准推导方法

河口富营养化与流域氮、磷营养物的输入直接相关，制定河口营养物基准，可用于控制河口及其近岸海域富营养化，为环境管理的科学决策提供依据。大辽河是渤海最大的入海河流之一，河口污染较为严重；本文采用频数分布法、非参数分析法和实验室模拟压力响应关系法探讨大辽河口及近岸海域营养物基准的推导，最终得到大辽河口总氮（TN）、总磷（TP）及叶绿素a（Chl-a）推荐基准值分别为1.008 mg/L，0.067 mg/L和1.175 mg/m³，以期为大辽河口及其近岸海域富营养化评估和营养物标准制定提供科学依据。