长江和长江口氮的生物地球化学研究——关于长江口氮的输出通量

长江口高含量的无机氮必然引起高的氮输出通量 ,有关长江口氮的输出通量的研究是长江口研究的热点之一。本次研究 (由中国科学院ＫＺ９５２ Ｓ１ ４２１ ,国家基金委４９８７６０２０和国家专项ＳＸ(９７) １１ ４资助 )根据最新调查结果估算 ,并与近２０ａ来作者和其他一些作者的研究结果一起列于表１。从表１可以看出 ,１９９８年由于特大洪水各种形式氮的输出通量远高于历史上调查所得的结果 ,与作者１９８５～１９８６年周年调查结果相比 ,ＮＯ３ Ｎ和ＮＯ２ Ｎ通量分别增加了１．３倍和５．０倍 ,ＮＨ ４ Ｎ稍有增加 ,ＤＩＮ增加了１…     

长江和长江口氮的生物地球化学研究

中国科学院海洋研究所早在６０年代就开展了长江口氮的地球化学研究（顾宏堪等 ,１９８１ ,１９８２）。自８０年代以来 ,有关氮和其他生源要素的生物地球化学研究更为频繁。１９８３年１０月 ,对长江下游南京至河口江段及其长江口附近海域进行调查研究（沈志良等 ,１９８７） ;１９８５年８月至１９８８年１０月 ,结合三峡工程影响的预测研究 ,对长江河口海门以下江段及长江口海区进行了１５个航次的调查（沈志良 ,１９９１ ;沈志良等 ,１９９１;沈志良 ,１９９２;沈志良 ,１９９３;Ｓｈｅｎ,１９９３） ;１９８７年７月和１９８８年３月 …     

长江和长江口N的生物地球化学研究——关于长江和长江口无机N的主要来源

由中国科学院ＫＺ９５２ -Ｓ１ -４２１号 ,国家自然科学基金资助项目４９８７６０２０号和国家专项ＳＸ（９７）-１１-４资助，根据１９９７～１９９８年长江和长江口河水和雨水的现场调查、历史资料以及相关文献 ,定量分析长江流域无机Ｎ的主要来源、分配途径、分配比例和输送通量。估算表明 :(１)长江和长江口无机Ｎ主要来源于降水、农业非点源化肥Ｎ和土壤Ｎ流失以及点源工业废水和生活污水排放等 ,三者分别占长江口无机Ｎ输出通量的６２．３%、１８．５%和１４．４ % ,降水输入是长江口高含量无机Ｎ的主要来源。（２）降水中的无机Ｎ主…     

长江和长江口高含量无机氮的主要控制因素

根据1998－1998年长江和长江口河水和雨水的现场调查、历史资料以及相关文献，定量分析长江流域无机氮的主要来源和输送调查。估算表明，降水无机氮、农业非点源氮（化肥和土壤流失的氮）和点源污水氮的输入分别占长江口无机氮输出通量的62．3％、18．5％和14．4％。氮的降水输入是长江口高含量无机氮的主要来源，进入长江的降水氮仅仅大约占长江流域全部降水氮的36．8％。降水米要受控于化肥气态损失、化石燃料及动植物过程中释放的物质等。实际上，化肥N的气态损失和农业非点源流失大约占长江流域年化肥N使用量的60％，这是控制长江口高含量无机氮的关键因素。     

长江和长江口氮的生物地球化学研究——关于长江N通量的研究

３０多年来 ,长江口水域富营养化日趋严重 ,赤潮频繁发生 ,特别近年来 ,长江口春、夏季多次发生１０００ｋｍ２以上的原甲藻赤潮 ,这与长江氮的输送密切相关。由国家自然科学基金４９８７６０２０,中国科学院“九五”重点项目ＫＺ９５２＿Ｓ１＿４２１和国家专项ＳＸ(９７)＿１１＿４资助 ,在长江流域从金沙江至河口干流和主要支流设２０个断面进行长江Ｎ输送通量的研究。结果表明 ,长江Ｎ的输送主要有如下特征 :(１)长江干流枯、丰期各种形式Ｎ的输送中 ,以ＮＯ３＿Ｎ、ＤＩＮ、ＴＤＮ和ＴＮ规律性最好 ,从上游至河口通量逐渐增加 ,ＮＨ４…     

长江和长江口氮的生物地球化学研究——关于长江口无机氮含量控制机制的研究

Ｊ．Ｅｄｍｏｎｄ在中美长江口联合调查中惊呼,长江口硝酸盐含量高达６５ｍｏｌ／Ｌ,并把此归因于水稻田里一种蓝细菌的固氮作用(Ｅｄｍｏｎｄ等１９８３),认为其来源于农业(Ｅｄｍｏｎｄ等１９８５)。顾宏堪等１９８１年指出这一数值比１９６３年高约４倍,认为这与长江流域小化肥厂迅速增长相一致。长江口高含量氮的问题已经引起国内、外海洋学家的重视。有关长江和长江口氮的来源至今还停留在定性分析上,认为无机氮的高含量是由于人口稠密的影响和精耕水稻的影响(Ｍｅｙｂｅｃｋ,１９８２),以及化肥利用、污水排放和土壤侵蚀等影响(Ｚｈ…     

长江口外赤潮多发区近几十年来的古生产力记录及环境意义

选取长江口外赤潮多发区沉积物柱状样,在高分辨率测年基础上,通过有机碳、有机碳同位素(δ13C)、生物硅、绿素等多项指标的分析获得了调查海区古生产力的变化信息。并结合近几十年来营养盐浓度及组成结构的变化探讨了海洋浮游藻类组成结构的变化在海洋古环境中的记录。柱状样年代可追溯到20世纪40年代初。δ13C值在柱中的分布为-26.15×10-3~-19.5×10-3,表明有机碳为陆源与海生的混合。生物标志物在柱状样中的分布可大致分为三个阶段,50年代以前含量均较低;50年代至80年代含量均增加,表明海洋浮游藻类活动强烈且以硅藻为主,与此阶段长江口营养盐浓度迅速增加相对应;80年代以后,生物硅的含量下降至整个柱中最低水平,绿素有所降低,但高于50年代前的水平,而有机碳含量增加,表明在该时段硅藻生物量降低,其他藻类生物量有所增加,这与长江口营养盐氮盐持续增加而硅酸盐逐年降低、氮与磷的含量比值、磷与硅的含量比值迅速增大有关。沉积记录还表明此阶段陆源有机碳的贡献增强。     

长江口柱状沉积物中氮的形态特征研究

研究分析了长江口柱状沉积物中氮的赋存形态,并结合沉积速率和有机碳含量分析了氮的迁移转化特征和有机质来源.研究结果表明,有机物与硫化物结合态氮(OSF-N)是柱状样可转化形态氮中的主要赋存形态,碳酸盐结合态氮(CF-N)含量最低;位于长江口122°E附近测点的各形态氮的垂直分布与122.6°E附近测点的差异明显,受水动力...     

长江口及其邻近海域富营养化状况评价

通过对长江口及其邻近海域生态环境参数的背景值(20世纪50-60年代)和现状值(1997-2003年)的比较,应用欧盟“综合评价法”对长江口及其邻近海域的富营养化状况进行了评价。结果表明,长江向长江口海域输送总氮和总磷通量持续增大,长江口及其邻近海域无机氮浓度持续增高而硅浓度持续下降,并由此导致N/P/Si比值的显著变化;该海域叶绿素a浓度持续增大,浮游植物群落结构也发生了显著变化;该海域底栖生物种类和生物量都大大减少,底层水低氧区面积也显著扩大;该海域赤潮事件无论是规模还是频率都大大增加,藻类毒素DSP/PSP贻贝传染事件也时有发生。综合以上4类评价因子的评价结果得出结论:长江口及其邻近海域属于富营养化“问题海域”,即有充分证据表明,人为的富营养化已经对长江口及其邻近海域的海洋生态系统造成不良干扰。     

黄海南部的溶解无机氮

根据 1998年 5月的调查资料 ,分析并讨论了春季黄海南部海区溶解无机氮的分布特征。结果表明 :( 1)因受长江冲淡水及沿岸流的影响 ,NH+4 - N、NO-2 - N浓度的平面分布基本呈周边高、中央低 ,NO-3 - N的浓度则基本呈长江口外海域高、中北部深水区低的分布规律。 ( 2 )调查海域深水区的溶解无机氮存在明显的层化现象 ,且底层等值线上凸密集。 10 m以浅水体 ,NO-3 - N的浓度分布均匀 ,10 m以深水体 ,NO-3 - N的浓度急剧增加 ,且呈现出随深度增加而增加的趋势 ,NH+4 - N、NO-2 - N浓度的垂直分布比较均匀。 ( 3)黄海南部表层叶绿素 a的浓度呈现周边高、中央低的分布特征。     

三峡水库正常蓄水后长江口海域营养盐分布与结构变化

根据2010-2011年对长江口及其邻近海域的调查资料,研究了三峡水库正常蓄水后长江口及其邻近海域营养盐的分布变化特征,并与三峡大坝合拢蓄水前的2002年同期数据进行了比较。结果表明,与三峡大坝合拢蓄水前相比,三峡水库正常蓄水后长江口海域溶解无机氮、无机磷含量显著增大,且无机磷含量增幅更大(60%),但活性硅酸盐含量显著降低(20%),并由此导致长江口海域N/P比值明显降低和Si/N比值的大幅度降低。此外,三峡水库秋季蓄水活动造成的入海径流量的减少,导致该季节长江冲淡水扩展范围和营养盐浓度及影响范围显著减小。     

夏季长江口无机氮的加入与转移 偏移理论稀释曲线的解释

利用2006年夏季长江口调查数据分析了长江口海域硝酸盐(NO3-)、亚硝酸盐(NO2-)、铵盐(NH4+)大面分布,NO3-浓度呈近岸高、外海低的特征,NO2-和NH4+浓度在上海市排污口位置有高值区并向外扩散。NO3-,NH4+浓度总体上符合咸淡水混合之稀释效应,与盐度的相关系数(r2)分别为0.815,0.255,呈保守行为,而NO2-浓度与盐度的相关性系数为0.074,呈非保守行为。在确定了淡水端元和咸水端元的基础上,做出理论稀释曲线TDL(theoretical dilution line),由于上海市污染物的输入,淡水端元NO3-,NO2-,NH4+浓度不同程度地正偏于TDL,在外海深层水范围内有机颗粒矿化再生亦呈加入态势。对应高溶解氧的盐度羽状峰处,由于真光层初级生产较强,表层NO3-浓度负偏于TDL约1~19μmol/dm3,NO2-,NH4+浓度也存在不同程度的减小。在长江口最大浑浊带附近,由于高浓度悬浮物吸附NH4+而呈现明显的迁出机制。外海表层海水三氮营养盐浓度数据点偏离TDL程度较小,但在底层由于来自上层的有机颗粒耗氧分解而再生出营养盐,使NO3-,NO2-,NH4+浓度数据一般在TDL之上。     

三峡截流后长江口秋季TSM、POC和PN的分布特征

基于2004年11—12月长江口56个站位的悬浮体调查资料,分析了长江口区悬浮体总量(TSM)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)质量浓度的平面分布特征,探讨该区TSM及颗粒有机质的物质来源和三峡截流对长江三角洲的影响。结果表明,表、底层TSM与POC、PN质量浓度之间存在显著的正线性相关关系并都呈现出南高北低的格局,说明了长江悬浮颗粒物入海后主要沿东南方向输运。POC、PN质量分数与POC、PN的质量浓度不同,它们与TSM质量浓度对数有负相关关系。由于河口区底质再悬浮作用显著,TSM和POC、PN质量浓度呈现表层低、底层高的特点。长江口悬浮体主要来自长江径流和底质沉积物的再悬浮。与三峡截流前数据的对比表明,截流对目前长江口区的TSM和POC尚未造成明显的影响。     

近十几年间长江口春季无机氮和磷含量分布变化特征及影响因素分析

根据1999—2012年5月对长江口及邻近海区的环境调查数据,分析了该海域近十几年来春季溶解无机氮、磷酸盐的分布变化特征及影响因素。结果表明,溶解性无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN)包括硝酸盐、亚硝酸盐及铵盐,其中,硝酸盐是主要组成部分,占DIN的70.91%~96.51%,表、底层硝酸盐浓度有相似的变化特征,且表层均高于底层,硝酸盐最高值及最低值分别出现在2012和2011年,硝酸盐在调查海区的平均浓度主要受输送通量影响,其平面分布主要受径流影响;亚硝酸盐含量很低,仅占DIN的0.87%~2.72%;铵盐垂向分布均匀,最高值及最低值分别出现在2011和2012年,其在河口的浓度受长江输送影响明显。调查海区底层磷酸盐浓度多高于表层,最高值及最低值分别出现在2001和2007年,磷酸盐分布受径流及悬浮颗粒物双重影响。除个别站位外,调查海区氮磷比均高于16∶1,说明浮游植物生长主要受磷限制,氮磷比高值区位于最大浊度带附近,最低值位于外海区及叶绿素a高值区。     

夏季长江口水体层化和潮汐作用对颗粒氮、磷运移的影响

于2018年7月对长江口及其邻近海域水体中的海洋化学参数进行了3个连续站和5个大面站的调查,分析了该海区水体层化和潮汐作用对颗粒氮(PN)和颗粒磷(PP)的影响.结果表明,该海区PN浓度为0.75～27.42μmol·L-1,平均值为5.39μmol·L-1;PP浓度为0.07～2.05μmol·L-1,平均值为0.3...     

利用模糊综合方法评价长江口海水富营养化水平

根据2004年4个季度的调查数据,以化学需氧量(COD)、溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO4-P)、叶绿素a(Chl-a)和溶解氧(DO)作为评价指标,运用模糊综合评价模型对长江口海域海水富营养化水平进行评价。结果表明,约有一半的调查站点呈现富营养化,长江口门及冲淡水区(122.5°E以西)富营养化程度较高,外海(122.5°E以东)富营养化程度较低,富营养程度从外海向近岸增加。富营养化区域全年大部分都分布于盐度小于20的一侧,呈明显的季节分布和区域分布,表明长江口海域的富营养化水平主要受到长江冲淡水的控制。     

长江口无机氮和活性磷酸盐水质基准研究

河口营养物基准是河口营养状态参数对生态环境不产生不良或有害影响的最大阈值。本文首先基于2015—2018年长江口环境现场调查数据开展河口内部分区,再通过主成分分析、相关性分析和线性回归分析等方法,筛选长江口营养物基准关键指标,之后采用频数分布法和压力-响应模型法得出基准推荐值,最后将赤潮优势藻培养实验得到的生态响应值作为参考。结果表明:根据盐度分布与地形特征,长江口可分为口门区和口外区两个生态区。可溶性无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和可溶性活性磷酸盐(soluble reactive phosphorus,SRP)是制定长江口营养物基准的关键指标。口门区DIN和SRP的基准推荐值分别为0.614和0.029mg/L,口外区基准推荐值分别为0.295和0.008 mg/L。该结果有望为长江口富营养化评估和营养物标准制定等环境管理工作提供科学依据。     

长江口疏浚泥对倾倒区环境质量的影响

以１９９１年１１月长江口疏泥倾倒区调查结果为依据，参照１９８５年该水域的环境质量状况，对倾倒区正式使用１年后的环境特征做回顾评价。结果表明：（１）５个倾倒区水质除营养盐外，其他指标基本符合一类海水水质标准。（２）各区沉积物中油类，硫化物和Ｃｄ含量尚在正常范围，其他要素都存在不同程度超标现象。（３）比较倾倒区使用前后环境状况，水质的ＤＯ，ｐＨ，ＣＯＤ，油类及Ｃｕ均无明显波动；沉积物中Ｃｕ和Ｈｇ含量呈     

长江口邻近海域氮同位素的周日变化特征及其对营养盐过程的指示

长江口邻近海域的氮循环过程一直是近海富营养化研究领域的热点问题, 然而目前较少有针对短周期的调查研究。本文调查了该区域氮、磷、硅等主要营养盐及多种形态的氮稳定同位素的在潮周期周日变化特征。结果显示, NO_3~-、NH_4~+、PO_4~(3-)和SiO_3~(2-)的浓度范围分别为 14.09—55.85、0.21—2.26、0.82—1.08 和 16.80—33.85μmol/L, 而δ~(15)N-NO_3~-、δ~(18)O-NO_3~-、δ~(15)N_P和δ~(13)C_P 等的分布范围分别为 4.7‰—11.1‰、-2.0‰—7.8‰、-1.2‰—7.9‰和-22.9‰— -14.7‰。NO_3~-、PO_4~(3-)和SiO_2~(3-)均与盐度呈现明显的负相关特征, 说明三者的主要来源为长江冲淡水; 4NH(10)则随盐度升高而浓度增加, 且在底层高浓度出现时刻与高盐水团输入时刻一致, 说明外海输入是该区域铵盐的主要来源。另一方面, 氮稳定同位素(δ~(15)N-NO_2~-和δ~(15)N_P)未表现出随盐度的变化规律, 而δ~(18)3O-NO_3~-和δ~(13)C_P 则随盐度升高而增加, 说明淡水输入的同位素值低于海洋水平。通过对比中、高浓度叶绿素水体中NO_3~-、δ~(15)N-NO_3~-、δ~(18)O-NO_3~-的变化特征可以看出, 随NO_3~-浓度降低, δ~(15)N-NO_3~-值升高, 且呈现 6.2‰的分馏系数, 且氧同位素也随之增大, 指示水体中浮游植物对硝酸盐的同化吸收作用。而另一方面, 两种同位素的增加差值表现出△δ~(18)O︰△δ~(15)N1 , 说明硝酸盐在被消耗的同时还发生着补充作用。在较高盐度的水体中, 发现4NH(10)呈现出向硝酸盐的转化趋势并引起δ~(15)N-NO_3~-降低, 指示了底部明显的硝化过程, 与此前的研究结果一致。本文结果以期丰富对河口区氮循环和迁移转化的认知。     

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.