莱州湾围隔浮游生态系统氮、磷营养盐迁移-转化模型研究

通过对目前生态动力学模型的总结和综合，以生态系统中氮、磷营养盐循环为主线，建立了适用于海洋围隔浮游生态系统的多变量的营养盐迁移-转化动力学模型。该模型包括浮游植物、浮游动物、溶解无机态营养盐、溶解有机态营养盐和生物碎屑5个模块，涉及溶解无机氮、磷酸盐、溶解有机氮、溶解有机磷、浮游植物、浮游动物和生物碎屑7个状态变量。利用2002年8月末莱州湾围隔生态实验数据进行了模型的验证工作，成功地模拟了富加营养盐条件下围隔浮游生态系统中氮、磷营养盐生物化学迁移-转化过程，并通过灵敏度分析探讨了模型主要状态变量对参数改变的灵敏程度。     

米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的光照强度生态幅研究

藻类生长的光照生态辐是指在一定光照强度范围内藻类能生长和繁殖的水平范围，由藻类生长的最适光照强度、光照强度适宜生长范围和光照强度耐受限度构成。为了定量获取藻类生长的光照生态幅，在室内培养条件下，分别研究了三个温度（18、22、25℃）条件下六个不同光照强度[28.32、55.15、75.06、96.59、111.66和135.75μmol/（m²·s）]对米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞数和最大比生长率的影响，依据Shelford耐受性定律建立了米氏凯伦藻和东海原甲藻的光照耐受性模型，并得到了藻类生长的最适光强、光强适宜生长范围和光强耐受限度的定量表达。结果表明：无论是米氏凯伦藻还是东海原甲藻，在同一温度条件下，在实验设定的光照强度水平范围内，均分别存在一个适宜藻类生长的最适光强I_opt，且当光强I ≤ I_opt时，藻类细胞密度和比生长率均随着光强的升高而显著增大；而当I ≥ I_opt时，藻类细胞密度和比生长率随着光强的升高而显著减小。此外，随着培养温度的升高，藻类细胞密度和比生长率均呈现"先升后降"的变化趋势。建立的藻类生长光照耐受性模型与Shelford耐受定律较为吻合，并定量得到了米氏凯伦藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为81.48、80.15、79.27μmol/（m²·s）；光强适宜生长范围分别为33.11-162.96、32.57-160.3、32.03-158.54μmol/（m²·s）；东海原甲藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为79.39、78.19、76.69μmol/（m²·s）；光强适宜生长范围分别为31.89-158.78、31.77-156.38、31.18-153.38μmol/（m²·s）。     

铁对浮游植物吸收营养盐的围隔实验初岁研究

利用围隔实验初步研究了铁的加入对浮游植物吸收营养盐的影响.结果表明,春季向黄海天然水体中进行单纯的DIN和PO4-P加富并不能明显地促进浮游植物的生长(M2与Ml相比),在营养盐加富的条件下铁的加入则能够对浮游植物的生长起到明显地促进作用(M3、M4与M2相比);铁的加入能够明显提高浮游植物对DIN和P04.P的吸收利用率.加铁围隔M3和M4中浮游植物对DIN的吸收利用率分别为59%和45%,分别比M2提高了9倍和6.5倍;对PO4-P的吸收利用率分别为88%和86%,均比M2提高了3.2倍.M3和M4中浮游植物对氮的平均吸收速率分别是M1的2倍和M2的1.5倍;对磷的平均吸收速率以M3中最高,达到了其他围隔袋的2倍之多.铁的加入能够提高浮游植物对氮的平均吸收速率;对于磷来说,低浓度(10-2umol/L)添加铁似乎对其吸收速率无甚影响,但是添加10-1umol/L的铁能够明显的促进浮游植物对磷的吸收速率.铁的加入能够明显降低浮游植物体内的氮磷比,且这种响应非常敏感.     

闽浙近岸海域赤潮暴发前后海水营养盐特征分析

依据 2013年 4月 24日-5月 23日闽浙沿岸赤潮暴发前后 4个航次的现场调查数据,分析了该海域各项溶解无机态 营养盐的浓度及分布特征,并对其与赤潮的关系进行了初步探讨。结果显示,调查海域春季 DI N、PO 4 -P 和 Si O 3 -Si的平均 浓度分别为 （16. 62依8. 62 ）滋mol / L、 （0. 75依0. 33 ）滋mol / L和 （19. 91依10. 30 ）滋mol / L,氮和磷的平均浓度均超过国家一类海水水质标 准。营养盐的分布特征整体上表现出由近岸向外海逐渐降低的趋势,高值区出现在飞云江口和闽江口等近海海域,赤潮暴发 后,整个调查海域各项营养盐分布表现出北低南高的特点。赤潮区域 DI N 和 PO 4 -P 浓度随着赤潮的发生、发展呈持续下降 的趋势,低氮磷比不利于东海原甲藻 （ Pr or ocent r um donghai ens e ） 的生长。水文跃层、生物作用、陆源输入及台湾暖流等是 影响春季 FA 断面营养盐分布的主要因素。     

春、秋季北黄海生源要素的平面分布特征

根据春季和秋季对北黄海2个航次的调查数据,分析了北黄海春秋两季节生源要素的平面分布特征,并简要讨论了其成因.结果表明:(1) 春季北黄海DIN,PO4-P,SiO3-Si的平均浓度分别为(3.46±2.66),(0.18±0.17)和(3.29±3.06)μmol·dm-3,含量较低;到秋季则分别升高至(6.45±3.64),(0.40±0.24)和(7.64±3.84)μmol·dm-3;DO则表现出了相反的变化,秋季较低,春季为秋季的1.42倍.(2) 春季DIN,PO4-P,SiO3-Si在各个层次的分布趋势较为类似,表层和10 m层表现为北黄海中部低,近岸较高,30 m层以下则在冷水团盘踞区及海域东部有高值.DO表层和10 m层变化趋势不显著,但在30 m以下表现出与营养盐相反的分布规律.秋季,DIN,PO4-P,SiO3-Si在各个层次分别具有相同的分布趋势,表层和10 m层表现为北黄海中部低,近岸较高,30 m层以下则在冷水团盘踞区含量较高.而DO由表到底都表现出与营养盐相反的趋势.     

近30年胶州湾海水中主要化学污染物时空变化特征

根据近30年胶州湾海域的历史监测资料和2007年5,8,10月3个航次的现场调查资料,分析了胶州湾表层海水中溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO4-P)、石油烃和化学需氧量(COD)等化学污染物的年均浓度和平面分布的长期变化规律,并应用富营养化状态指数(E)对海域水质进行了评价和分析.结果表明,1980年代至今,胶州湾海水中DIN年均浓度呈不断上升趋势,变化范围为6.14～33.19 μmol·dm-3;PO4-P、石油烃呈先上升、后下降的趋势,其中PO4-P浓度变化范围为0.32～0.92 μmol·dm-3,石油烃为28.26～79.13 μg·dm-3;COD呈先降低、后升高的趋势,变化范围为0.57～1.60 mg·dm-3.从污染物平面分布看,DIN、PO4-P高值区主要集中在东北部海域,进入21世纪后向西部海域转移;石油烃呈由东向西递减的趋势;COD呈东北和西北沿岸海域浓度较高,向中部和南部逐渐降低的趋势.富营养化评价结果表明,1980年代,胶州湾海域E值<1,未达到富营养化状态;1990年代至今,E值超过1并呈逐渐增大的趋势,表明富营养化程度逐渐加重, 2007年E值达到4.15.从E平面分布看,富营养化区域主要集中在东北和西部沿岸邻近海域,这主要是受到陆源营养盐和其他污染物大量排放的影响.     

黄河口磷酸盐缓冲机制的探讨Ⅲ.磷酸盐交叉缓冲图及"稳定pH范围"

于 1 994年 5月— 1 995年 6月在实验室进行了不同磷酸盐浓度、pH条件下的悬浮物吸附解吸模拟实验 ,对黄河口磷酸盐的缓冲机制进行了探讨。黄河口悬浮物对磷酸盐的吸附量 (解吸量 )随磷酸盐浓度的增大而增大 (减小 ) ,零平衡时磷酸盐浓度 (EPC0 )值在 0 .4— 1 .3μmol/dm3之间 ,且随温度的升高和悬浮物粒度的增大而略有减小。黄河口悬浮物的线性吸附系数 (K)在 0 .0 3— 0 .40dm3/g之间 ,且随温度的升高呈线性关系增加 ,随悬浮物粒度的减小呈指数形式增加。盐度对EPC0 和K基本没有影响。在pH对黄河口悬浮物吸附和解吸磷酸盐的影响实验中 ,首次发现在pH约为 7.7— 9.3范围内存在“稳定pH范围” ,在此范围内悬浮物对磷酸盐的吸附量和解吸量不随水体pH值发生变化。此范围的大小和位置随实验条件不同而略有变化 ,稳定pH范围随温度的上升有所减小且左移 (pH减小方向 ) ,随着悬浮物粒度的增大稳定pH范围有所增大且右移。     

铅离子对海洋浮游植物生长影响的研究

采用一次培养实验方法,研究了Pb^2 对8种常见海洋浮游植物生长的影响。在Logistic生长模型的基础上,结合Lorentz方程和GaussAmp方程,引入Pb^2 浓度项,建立新的方程来描述Pb^2 存在条件下海洋浮游植物的生长过程,并且通过对实验数据的非线性拟合,验证该方程是合理的。实验拟合结果表明,高浓度Pb^2 (c(Pb^2 )≥2500μg／L)对浮游植物的生长普遍有抑制作用,而较低浓度Pb^2 (c(Pb^2 )≤100μg／L)则易促进赤潮异弯藻(Heterosigma akashiuo Hada)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus Cleve)、三角褐指藻(Pheodactylum tricormutum Bohlin)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum (Greville) Cleve)、青岛大扁藻(Platymonas helgolanidica Kylin var tsingtaoensis)、亚心型扁藻(Platymonas subcordiformis)的生长,它们最佳的促进生长浓度分别为：1991、2523、101、1488、627、509μg／L,但对于海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenberg)、裸甲藻(Gymnodinium sp．)的生长没有明显的影响。应用该方程在一定程度上不仅可以根据浮游植物的生长情况．推测相应海区的Pb^2 污染物浓度;而且也可以预测不同浓度Pb^2 条件下,相应海区的海洋浮游植物的生长情况。     

浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放及其对近海环境的影响

为探讨浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放规律以及浒苔绿潮聚积腐烂对海水水质的影响，在室外模拟近岸浒苔绿潮聚积腐烂过程，并于2018年6月在浒苔绿潮靠岸前开始对主要浒苔绿潮聚积地(鳌山湾、鳌山湾口的海参池、石老人海域)进行观测，实时记录浒苔腐烂状况及对周边环境的影响。模拟实验结果表明:各形态氮、磷营养盐在浒苔腐烂分解过程中升高明显，且以溶解有机态、颗粒态为主。其中生物量为5 g/L实验组溶解有机氮(Dissolved Organic Nitrogen，DON)、颗粒态氮(Particulate Nitrogen，PN)、溶解有机磷(Dissolved Organic Phosphorus，DOP)、颗粒态磷(Particulate Phosphorus，PP)的浓度在浒苔腐烂分解过程中达本底浓度的5～10倍以上。现场调查结果显示，随着浒苔绿潮在青岛近岸聚积，各调查站点的溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen，DIN)、DON、DOP受浒苔绿潮吸收影响均降至最低值，后随着浒苔绿潮腐烂逐渐上升，水质恶化。其中鳌山湾受浒苔绿潮腐烂影响最为严重，在调查期间水体甚至劣于二类水质。PN、PP为调查区内营养盐的主要赋存形式，其中鳌山湾海域PP变化最为明显，随着浒苔绿潮聚积腐烂达到最高值(2.02 μmol/L)。相比于鳌山湾，石老人海域海水交换能力强且在浒苔绿潮靠岸后进行了及时拦截打捞，受浒苔绿潮消亡腐烂影响较小。浒苔绿潮靠岸聚积腐烂，使海域内营养盐含量与结构明显变化，影响海域浮游植物群落结构的稳定,可能引发赤潮等次生生态灾害。因此需要及时清理聚积在青岛近岸的浒苔，避免其腐烂对周边环境造成影响。     

2008年黄海浒苔绿潮爆发区营养盐浓度化及分布特征

根据2008年7月22-26日和8月5-14日2个航次对黄海浒苔绿潮爆发区的调查数据,研究了调查海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,第2航次NH4-N的平均浓度为0.34 μmol/L,低于第J航次,第2航次NO3-N、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为4.63 μmol/L、0.39 μmol/L和6....