长江口叶绿素a浓度的周日变化

2006 年 6 月 16 日和 20 日对长江口进行了叶绿素 a 浓度的现场周日监测.监测结果显示:叶绿素 a 浓度表层周日波动比中、底层明显,呈现出半日周期(～ 11 h)的变化,高潮时浓度达到峰值,低潮时浓度出现谷值.叶绿素 a 浓度的周日变化主要与海域特定的水动力条件(如潮汐、再悬浮作用和温盐跃层)密切相关,与各环境因子(温度、盐度、浊度、总无机氮、磷酸盐和硅酸盐)的周日波动没有显著的相关关系.     

长江口邻域叶绿素a和初级生产力的分布

海水中的叶绿素a浓度是浮游植物现存量的重要指标,其分布反映出了水体中浮游植物的丰度及其变化规律.初级生产力反映了水域初级生产者通过光合作用生产有机碳的能力,是海洋生物链的第一个环节,是海洋生态系统研究的重要内容,也是海域生物资源评估的重要依据.河口及其邻近海域是人类活动较为频繁的海域,也是生物海洋学研究过程的重要区域.长江口是陆源物质输入东海的主要场所,径流把大量的悬浮泥沙和丰富的溶解营养盐带入海洋,造成了长江口邻近海域独特的生态环境特征,成为了诸多研究的焦点.     

长江口南支水域营养盐和叶绿素a的潮周期变化

2007年8月于长江口南支4个站位进行了营养盐和叶绿素a浓度的定点连续观测,结果表明:调查站位的营养盐和叶绿素a浓度垂直变化不大,分层不明显,表中底层平均值的相对标准偏差在0～29.86%之间,且整个潮汛期的变化基本上不具规律性,少数营养盐(如亚硝酸盐和铵盐)呈现出半日周期的变化,即高潮时浓度达到谷值,低潮时浓度出现峰值;位于长江口南支水域南部S2和S4站位的硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐在整个潮汛期的平均值都小于北部的S1和S3站位,且S1站位的硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐在大小潮之间平均值差异不明显,而S2站位的硅酸盐和硝酸盐大潮时平均值要高于小潮,磷酸盐则相反,此外,S4站位的叶绿素a平均值都大于其他3个站位;4个连续测站的表层叶绿素a浓度与营养盐(NO2--N、PO34--P、SiO23--Si、NO3--N、NH4+-N)相关系数低(-0.6584～0.5494),叶绿素a浓度与营养盐的周日波动相关性不明显;观测区域硅酸盐、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸和铵盐的平均通量分别是238.62、1.36、84.10、1.031、0.55kg.s-1。     

三峡库区蓄水后夏季长江口及其邻近水域粒级叶绿素a

了解长江口水域富营养化现状对浮游植物的影响及浮游植物对长江口水域富营养化现状的指示作用,根据2004年8月30日~9月4日在长江口水域进行的多学科综合调查结果,报道了调查区叶绿素a的空间分布及其粒级组成特征,并初步研究了其与环境因子的关系。叶绿素a浓度在长江河道内和口门外水域浓度变化范围分别为0.40~2.13mg.m-3,0.48~4.89mg.m-3,平均值分别为1.09mg.m-3,1.70mg.m-3;与三峡库区蓄水前相比叶绿素a浓度偏低,高值区向口门方向西移,其水平分布与浮游植物丰度分布基本一致。垂直方向上叶绿素a浓度峰值出现在20m以上水层,与浮游植物丰度垂向分布有一定的差异。在调查水域<20μm粒径叶绿素a的平均浓度比>20μm粒径叶绿素a要高。统计分析表明磷酸盐与叶绿素a浓度呈显著的正相关,是控制浮游植物生长的重要因子。     

长江口及其邻近海域叶绿素a分布特征及其与低氧区形成的关系

于2013年3月和8月研究了长江口及其邻近海域叶绿素a的分布特征,并对环境因子和长江冲淡水对浮游植物生物量分布的影响进行了探讨。结果表明,叶绿素a浓度在丰水期较高,平均值为5.18μg/L,最高值达32.05μg/L,现场海水出现变色现象;与同期历史资料对比分析,发现该海域叶绿素a浓度呈现出波动增长趋势。丰水期与枯水期叶绿素a的相对高值区均位于冲淡水的中部,122.5°E~123°E之间;丰水期在调查海域出现溶解氧低值区与低氧区,最低值仅为0.64 mg/L;发现低氧区出现位置北移、面积扩大和溶解氧最低值下降的趋势。底层溶解氧低值区分布与表层叶绿素高值区大致吻合,表明低氧现象与表层浮游植物的生长和现存量密切相关,在跃层存在的水体中表层浮游植物的大量繁殖易造成底层低氧区的出现。     

2019 年夏季长江口及邻近海域锋面控制下叶绿素a分布特征及其环境影响因素分析

长江口外潮汐混合和低盐度羽流形成的泥沙锋和羽状锋对浮游植物与环境因子的空间分布具有重要控制作用。本研究依据 2019 年夏季长江口及邻近海域典型断面叶绿素 a （Chl-a） 浓度和环境因子的调查结果,以锋面为边界,探讨了不同区域 Chl-a 浓度与环境因子的分布特征及相互关系,以期深入了解锋面的生态效应。结果表明,在泥沙锋以内的近岸区域,水体垂直混合均匀;受长江径流输入和泥沙锋“屏障”作用影响,总悬浮物 （TSM） 和营养盐浓度最高,其中TSM为 220.0± 275.3 mg/L,溶解无机氮 （DIN）、溶解无机磷 （DIP） 和溶解硅酸盐 （DSi） 分别可以达到 94.7±21.2 umol/L、 0.85±0.33umol/L 和 95.3±22.6 umol/L;高浓度 TSM 引起显著的光限制效应,导致 Chl-a 浓度较低 （1.7 ±0.5 ug/L）。在羽状锋以外的区域,出现垂直层化现象;表层海水的 TSM 和营养盐显著降低,其中 TSM 为 5.1 mg/L,DIN、DIP 和 DSi 分别为1.0 umol/L、0.03 umol/L 和 2.4 umol/L;Chl-a浓度受到营养盐供应不足的影响,浓度仅为 0.2ug/L。高浓度的 Chl-a （7.5±4.1±g/L） 主要出现在泥沙锋和羽状锋之间的过渡区域,该区域营养盐得到长江径流与上升流的补充;同时,由于大量 TSM在泥沙锋快速沉降,缓解了水体的光限制效应,有利于浮游植物的生长和积累。研究结果验证了泥沙锋和羽状锋对 TSM 与营养盐的重要控制作用,这对于理解长江口及邻近海域藻类灾害高发区的成因具有科学参考价值。     

2019年夏季长江口及邻近海域锋面控制下叶绿素a的分布特征及其环境影响因素分析

长江口外潮汐混合和低盐度羽流形成的泥沙锋和羽状锋对浮游植物与环境因子的空间分布具有重要控制作用。本研究依据2019年夏季长江口及邻近海域典型断面叶绿素a (Chl-a)浓度和环境因子的调查结果,以锋面为边界,探讨了不同区域Chl-a浓度与环境因子的分布特征及相互关系,以期深入了解锋面的生态效应。结果表明,在泥沙锋以内的近岸区域,水体垂直混合均匀;受长江径流输入和泥沙锋"屏障"作用影响,总悬浮物(TSM)和营养盐浓度最高,其中TSM为220.0±275.3 mg/L,溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)和溶解硅酸盐(DSi)分别可以达到94.7±21.2μmol/L、0.85±0.33μmol/L和95.3±22.6μmol/L;高浓度TSM引起显著的光限制效应,导致Chl-a浓度较低(1.7±0.5μg/L)。在羽状锋以外的区域,出现垂直层化现象;表层海水的TSM和营养盐显著降低,其中TSM为5.1 mg/L,DIN、DIP和DSi分别为1.0μmol/L、0.03μmol/L和2.4μmol/L;Chl-a浓度受到营养盐供应不足的影响,浓度仅为0.2μg/L。高浓度的Chl-a (7.5±4.1μg/L)主要出现在泥沙锋和羽状锋之间的过渡区域,该区域营养盐得到长江径流与上升流的补充;同时,由于大量TSM在泥沙锋快速沉降,缓解了水体的光限制效应,有利于浮游植物的生长和积累。研究结果验证了泥沙锋和羽状锋对TSM与营养盐的重要控制作用,这对于理解长江口及邻近海域藻类灾害高发区的成因具有科学参考价值。     

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。     

渤海叶绿素a的时空分布及其影响因素

本文结合2019年四个季节渤海叶绿素a浓度的现场观测数据和卫星遥感资料,系统分析了渤海叶绿素a的时空分布规律及其影响因素。调查结果显示,2019年渤海春、夏、秋、冬季节叶绿素a浓度范围分别为0.4～6.8、0.5～14.9、0.2～6.5和0.4～0.9μg/L,平均浓度分别为(1.6±1.2)、(3.0±4.2)、(1.0±0.8)和(0.6±0.2)μg/L,叶绿素a浓度的季节分布规律为夏季>春季>秋季>冬季。四个季节近岸叶绿素a浓度明显高于远岸;夏季层化现象明显,表层叶绿素a浓度明显高于中、底层,春、秋、冬季节垂直混合均匀。冬季温度是浮游植物生长的主要影响因素,夏、秋季节浮游植物生长受沿岸河流营养盐输入影响显著,尤其是夏季,受黄河水沙调控影响,黄河月径流量峰值由以往的秋季提前至夏季,使得夏季营养盐得以补充,进而导致叶绿素a浓度显著增加,渤海叶绿素a峰值发生的季节总体上由以往的春、秋季转变为春、夏季。研究结果揭示了渤海叶绿素a的时空变化特征,为深入认识渤海生态系统的结构和功能提供了数据基础。     

南海西北部夏季叶绿素a浓度的分布特征及其对海洋环境的响应

南海生态动力学过程复杂,尤其是夏季,在东南季风的影响下,南海西部的上升流、西北部东北向的离岸流对该海区乃至整个南海生态动力学过程都有重要的影响。根据1999—2003年的SeaW-iFS卫星遥感叶绿素a浓度数据,结合2004年在南海北部海洋观测航次实测的叶绿素a浓度数据,分析了南海西北部夏季叶绿素a的分布特征;同时根据海表温度、风场、海面高度等卫星遥感历史资料,探讨了叶绿素a浓度的分布及其对环境因子的响应。结果表明,南海西北部夏季(6—8月)叶绿素a浓度的分布有显著的空间变化:在西部半径达500km低温、强风的半圆形海域范围叶绿素a浓度较高(>0.15mg.m-3),其中位于越南金兰湾东北部有一叶绿素a浓度更高的激流形带(>0.2mg.m-3);而在南海东北部夏季(6—8月)叶绿素a浓度明显偏低(<0.12mg.m-3)。叶绿素a的这种空间分布特征同季风等海洋环境因素之间有密切的关系。对比实测叶绿素a浓度显示,遥感叶绿素a浓度同实测叶绿素a浓度有很好的一致性。     

台湾海峡表层叶绿素a年变化特征的空间差异

SeaWiFS(sea-viewing wide field-of-view sensor)数据自1997年9月开始发布以来,为世界各地开展水色遥感研究提供了丰富的信息源.遥感数据本身所具有的大范围、海量、易形成时间序列的优势不仅使其非常适合大尺度的时空变化研究,而且它为世界各地海洋提供的大量叶绿素分布数据,对于海洋生态系统浮游植物、初级生产力、中心渔场、碳循环、海流等相关研究都具有重要意义.目前国内外SeaWiFS水色遥感的应用研究已取得许多成果[1~3],并已成为各海区叶绿素数据获取的重要来源之一.     

南海不同海区叶绿素a和海水荧光值的垂向变化

本文根据1985—1990年的实测资料,探讨南海某些海区叶绿素a和海水荧光值的垂向变化特征及其与某些环境因子的关系。结果表明,南海南部、东沙群岛附近(夏季)、巴士海峡西部和台湾海峡南部海区的叶绿素a和荧光值的垂向变化曲线以单峰型为主,次表层出现较高值,认为与温跃层、营养盐和溶解氧的垂直梯度有关。采用最小二乘拟合法,得出南海南部和东沙群岛附近海区叶绿素a和荧光值的垂向变化计算公式。     

长江口入海水沙通量变化及其影响分析

基于大通站1960—2020年长系列的径流量和输沙量资料,研究了长江口入海水、沙通量的季节变化、年际变化和趋势性,并讨论了其影响因素。研究结果显示：多年长江口入海平均径流量为8 906亿m3,各年的平均径流量值围绕着多年平均值上下摆动,没有明显的变化趋势;入海径流量的季节性变化明显,每年的5—10月的径流量占全年的70.3%;多年平均年输沙量为3.35亿t,输沙量过程总体呈现减小的趋势;长江口入海水沙通量变化受中上游的水土保持和水库建设等因素影响明显,其中三峡水库蓄水后,大通站输沙量与之前相比减少了62.8%;受长江流域来沙锐减的影响,长江口河势也发生了明显变化,出现了河口含沙量明显减小、河口总体上由淤积环境向冲刷环境转化、长江口水下三角洲前缘大面积冲刷河口拦门沙及水下三角洲泥沙补给出现“源汇转化”的结构性变化等现象。     

三种海洋微藻叶绿素a含量对抗生素胁迫的响应变化

实验室条件下,研究不同抗生素胁迫对小球藻(Chlorella vulgarisBeij.)、金藻8701(Isochrysis galbana Parke8701.)和小新月菱形藻(Nitzschia closteriumEhr.)生长的影响。结果表明:1)低于100μg.mL-1的氯霉素作用下,小球藻和金藻8701叶绿素a含量变化与对照组无明显差异;小新月菱形藻叶绿素a含量显著降低。2)不同浓度梯度的遗传霉素(G418),均显著抑制3种微藻叶绿素a含量的增加。3)青霉素浓度低于100μg.mL-1时,能够促进3种藻叶绿素a的增加,但不同微藻间叶绿素a含量的相对增长率存在明显差异。试验结果可为微藻的基因工程选择标记和无菌培养体系的建立提供参考。     

基于空间插值的长江口邻近海域春季悬浮物和叶绿素a空间分布分析

针对目前利用实测数据对长江口邻近海域水质状况进行分析研究相对偏少的情况,基于“淞航”号2018年春季航次对该海域的综合观测,利用实验室水样分析数据对船载温盐深仪（CTD）的测量数据进行校正,并对该区域2018年春季时节悬浮物（TSM）和叶绿素a(Chl-a)浓度的空间插值结果进行分析。研究结果表明：CTD观测数据与水样分析数据呈较强线性相关关系。反距离权重插值对TSM和Chl-a浓度空间分布具有整体最优的效果。TSM浓度在近岸和近海底较高,在观测区域内出现两个高值中心;Chl-a浓度在近岸海域较高,有较明显的片状高值结构,垂向上表层较高。TSM与Chl-a浓度分布在长江口南北表现出不同的特征,且两者具有一定的负相关性。长江径流、外海洋流、潮汐混合等水动力过程是影响该区域TSM和Chl-a浓度分布的主要因素。     

东、黄海典型海域叶绿素a含量的垂向变化与周日波动

2000年10月21至11月5日对东海与黄海典型海区进行了叶绿素a浓度的现场周日观测，地理环境和水文状况的差异使各海区的垂向变化与日波动表现各自的特征：东海观测站位在垂向上的分布比较单一，多数呈上混合层均匀分布型并在跃层以上递减；长江口受潮流影响大，偶而在底层峰值，而南黄海观测站位垂向布出现了均匀分布型与次表层双峰型两种，受潮流等影响，叶绿素a浓度的日变化在各海区间及各自的垂向上都有所差异；出现层化的测站，跃层以上日波动层以下明显；在E7测站的表层和长江口测站的底层都以半日周期为，而南黄海测站以全日周期为主。     

2004年春季长江河口水体与沉积物表层的叶绿素a浓度分布

2004年5月7日至12日在31°~31.8°N、122.5°E以西到海水上溯至0盐度的长江河口进行14个站位叶绿素a浓度的现场观测,其中N1~N3、M1~M3、S1~S3和R6这10个观测站用3条渔船在4天内进行潮周期的涨憩、落急、落憩、涨急、涨憩5个潮时的准同步周日采样观测;对S2、S3、R2、R3、M3、N2和N3这7个位于长江入海口门站位进行表层泥样的叶绿素a浓度观测。结果表明,观测海区表层海水叶绿素a浓度为0.230~11.500μg/dm3,平均值为(1.514±1.712)μg/dm3,高值出现在观测海区东北部的长江冲淡水稀释区,表层海水叶绿素a浓度平面分布从该区的东北部向西南方向逐渐降低,离岸越近叶绿素a浓度越低,低值出现在长江口门内和测区西南部的广阔浑水区域;底层叶绿素a浓度为0.291~2.620μg/dm3,平均值为(1.186±0.531)μg/dm3,其变化幅度与平均浓度均明显低于表层。在涨憩、落急、落憩、涨急和涨憩5个潮周期中水柱平均叶绿素a浓度为1.198~1.910μg/dm3,涨憩和落急潮时,叶绿素a浓度自表层向底层逐渐下降;落憩和涨急潮时,表层的平均叶绿素a浓度略低于中层和底层。2004年春季观测海区叶绿素a浓度与往年夏季和秋季的观测结果相近,但明显高于冬季。表层沉积物叶绿素a浓度为(0.089±0.052)μg/g(湿重),仅占其上方水体平均叶绿素a浓度的极少部分,两者具有良好的相关性。     

三峡大坝启用后长江口及邻近海域秋季悬浮体、叶绿素分布特征及影响因素

基于2010年10月在长江口海域海洋综合调查,利用多参数CTD现场调查数据、悬浮体浓度测定数据,对该区悬浮体和叶绿素的空间分布及影响因素进行系统的研究,探讨三峡工程蓄水7a以来长江口的悬浮体和叶绿素的分布特征及变化.结果表明:浊度值与悬浮体浓度存在良好的线性关系,盐度对该线性关系没有明显的影响;长江口及其邻近海域悬浮体主要分布在123°E以西的海域,表现为近岸高、离岸低,表层低、底层高,其分布主要受到水团、长江输入、上升流等的影响;叶绿素在123°E往东的海域含量较高,近岸低,在123°E～124°E之间叶绿素含量最高,其分布主要受到水团、浮游植物种类和季节变化及营养盐的共同影响.与三峡工程蓄水前对比,悬浮体高值区的界限往西移动了近半个经度,同季节的叶绿素含量的平均值降低.     

台湾海峡叶绿素a含量的季节变化特征

本文根据1983－1984年和1987－1988年在台湾海峡的调查结果，讨论了台湾海峡叶绿素a含量的季节变化特征。结果表明，台湾海峡叶绿素a含量的季节变化明显，但南北海区有着明显的差异，在台湾海峡北部，叶绿素a 含量峰值出现在春，秋季，在海峡南部，叶绿素a含量则在夏季呈持续高值特征，前者由浙闽沿岸流的输入而引发，后者则因上升流而产生，因此在台湾海峡，叶绿素a含量呈春，秋季北部高，夏季南部高的趋势。