渤海湾天津近岸海域夜光藻赤潮生消过程初探

对2006年夏季渤海湾赤潮重点监控区发生的夜光藻赤潮的生消过程进行了初步分析和研究,结果表明,在赤潮的整个生消过程中,3个站位的pH值、叶绿素-a含量、溶解氧、化学耗氧量和营养盐的变化均与夜光藻快速增值前浮游植物的迅速生长有关,浮游植物进行生长时大量吸收水体中的营养盐,而温度和盐度对此次赤潮的生消不存在明显影响.同时,水文气象因子的变化是此次赤潮的发生和消亡时必不可少的条件.     

基于空间自相关分析方法的渤海湾赤潮遥感叶绿素浓度研究

引入地学统计学中的空间数据分析方法,利用探索性分析、全局空间自相关和局部空间自相关分析对渤海湾赤潮爆发前后的遥感叶绿素浓度数据进行了研究。结果表明,渤海湾叶绿素浓度在相邻空间位置上具有高度的正空间自相关性;赤潮前渤海湾叶绿素浓度整体较低,但局部地区的叶绿素浓度表现出较大的上升随后几天又出现下降的异常现象;叶绿素浓度的全局空间自相关指数Moran's I值在赤潮爆发前变化幅度不大,在赤潮期间表现出一些不规则的异常变化;局部Moran's I的高-高型聚集在赤潮前主要分布在渤海湾南半部,赤潮期间出现分散并逐步转移到离岸区域,赤潮后期聚集在近岸区域。分析了其中的一些变化特征及异常情况,这些异常现象有可能是赤潮发生的预兆性信号,可为赤潮预报与应急提供一种新的尝试性模式。     

基于BP神经网络渤海湾表层叶绿素浓度反演方法探讨

由于渤海湾水质光学性质复杂,使用传统线性叶绿素浓度反演方法进行反演时的精度不高。为提高渤海湾叶绿素浓度的反演精度,利用2012年4月渤海湾的表层叶绿素浓度实测数据和GOCI同步遥感反射率数据,建立了渤海湾叶绿素浓度反演的BP神经网络模型,并与GOCI的3种叶绿素浓度业务算法(OC2算法、OC3G算法和YOC算法)进行比较。结果表明,在渤海湾GOCI 3种业务算法的标准误差均大于1,决定系数均小于20%;BP神经网络算法的标准误差为0.615 4,决定系数为89.98%,且反演的叶绿素浓度分布与实测值的分布趋势一致,反演的精度高于GOCI传统业务算法。因此该BP神经网络模型可用于反演春季渤海湾表层叶绿素浓度,且反演精度比GOCI业务反演算法精度高。     

2012年春季渤海中部及邻近海域叶绿素a与环境因子的分布特征

分析了2012年春季渤海中部及其邻近海域32个站点叶绿素a和环境因子的空间分布特征及其相互关系。结果发现:渤海中部靠近黄河口邻近水域相对于其他水域,呈现出相对较高的水温和较低的盐度,这与黄河淡水输入以及近岸水深相对较浅有密切关系。营养盐浓度在空间分布上表现为黄河口附近海域较高,在垂直分布上表现为中、底层高于表层,显示出黄河水输入与沉积物营养盐再释放的影响;此外,营养盐浓度与结构显示,渤海海域存在明显的磷和硅限制,磷限制尤其严重。叶绿素a浓度的空间分布显示,表层叶绿素a浓度的高值区出现在渤海湾湾口处,而中层与底层的叶绿素a浓度高值区出现在渤海中部。主成分分析结果表明,磷酸盐和温度是影响表层叶绿素a浓度的重要因素,而中、底层叶绿素a浓度主要受磷酸盐的影响。     

基于浮标监测的连云港近海紫菜养殖区水环境特征

为促进海洋渔业经济的健康可持续发展,文章以连云港高公岛附近的紫菜养殖区为研究区域,利用海洋环境综合监测浮标实时监测水环境和气象数据,采用定性和定量相结合的方法,分析紫菜养殖区海域的水温、电导率、水压、溶解氧浓度、pH值、盐度、叶绿素浓度和浊度等水环境因子的统计和变化特征及其相关性,在此基础上分析气象条件对水环境因子的影响。研究结果表明：研究区域的水温和盐度适宜紫菜养殖,浊度属于强变异性;水温和电导率整体呈逐渐升高的趋势,溶解氧浓度和pH值呈逐渐降低的趋势,其他水环境因子呈波动状态;水压的变化与气压具有一致性,水体未受到溶解氧和酸碱污染;水温与电导率之间存在较强的正相关性,水温与溶解氧浓度和pH值之间存在较强的负相关性,pH值与叶绿素浓度和盐度之间存在较强的正相关性;气象条件对水环境因子存在一定的影响,海上大风导致水体浊度陡增。     

渤海海水pH时空分布特征与趋势分析

基于2011?2017年海水pH和环境参数数据,应用格网统计和时空矩阵方法,研究各环境单元内pH和环境因子同比变化及相关性,并对影响不同季节、区域和水体层次的相关因子作差异性分析,结果显示:(1) 2011?2017年间,渤海区域pH的空间分布整体相对稳定,各环境单元表层pH平均值为7.95～8.38,底层pH平均值为7.89～8.35,平均值绝对变化为1～1.5个标准差;(2)各环境单元pH时间序列趋于同步变化,由于空间分布不同,局部单元间存在差异,研究认为冬季表层pH低值和盐度高值空间分布特征一致;(3)渤海区域pH与叶绿素a浓度呈现显著正相关,表层pH季节性特征明显,且与叶绿素a时空分布特征一致,生物因素对近岸表层水体pH的调节起重要作用;(4) 8月间渤海底层出现pH局部低值的区域,分析发现这与水体层化形成低氧区域相一致,同时发现底层pH与溶解氧呈显著正相关;(5)利用格网化数据处理技术和时空矩阵分析方法,进一步显化了pH和环境因子特征信息,对气候变化下长时间尺度的分析研究提供了很好的技术支撑。     

渤海湾赤潮藻类浓度与环境因子的非线性相关分析

基于渤海湾赤潮藻类浓度及环境因子的监测数据(2003年5月～9月),以线性相关系数、秩相关系数以及Hoeffding独立性检验统计量来衡量藻类浓度和环境因子的各种相关性,从而选择出影响藻类浓度的主要环境因子,结果表明：风速、气压、表层水温、pH值、盐度、DO、硅酸盐、NO3^--N与藻类浓度密切相关。     

渤海湾叶绿素浓度的反演与验证（英文）

叶绿素a浓度是浮游植物现存量的表征。本文基于2012年春季渤海湾叶绿素实测数据,下载了相应的遥感数据,利用MODIS数据的OC3M和OC2方法进行叶绿素浓度a反演,利用GOCI数据的波段比值、OC3G以及YOC算法对叶绿素a浓度进行反演,反演结果与实测结果的空间分布趋势一致。由反演精度分析,GOCI的波段比值法与MODIS的OC3M算法的反演精度相近,GOCI数据的YOC叶绿素浓度算法在渤海湾反演精度比其他反演算法高。     

渤海叶绿素浓度时空特征分析及其对赤潮的监测

基于2014—2015年MODIS数据分析了渤海表层水体叶绿素浓度的时空特征,并对赤潮进行了遥感监测。结果表明, 5—10月,渤海表层叶绿素浓度总体较高,其中在5月份达到峰值;空间上,叶绿素浓度由近岸向渤海中部递减,其中秦皇岛附近海域、莱州湾、渤海湾、辽东湾叶绿素浓度相对较高。基于16 mg/m3的叶绿素浓度阈值和ERGB影像,成功提取了渤海赤潮信息。秦皇岛附近海域是渤海赤潮的频发区和重灾区,赤潮发生于5月份,其分布范围在5月下旬达到最大。渤海赤潮分布与底部两个低氧区位置吻合,说明赤潮爆发可能对低氧区的形成和发展起重要作用。     

渤海湾水体富营养化与有机污染状况初步评价

根据2008年渤海湾的生态调查资料,探讨了该海域的富营养化状态。阐述了渤海湾营养盐变化特征,并对盐度、pH值、溶解氧(DO)、叶绿素-a、PO4-P、NO2-N、NO3-N、NH4-N等进行了分析讨论,且对海域进行了富营养化评价及有机污染评价。结果显示:与Redfied提出营养结构的N/P比值相比较,渤海湾的营养结构符合P限制,根据营养状态指数评价模式和有机污染评价指数计算结果,2008年渤海湾水体属富营养化状态,已属于轻度有机污染。     

大鹏湾赤潮多发区的叶绿素a分布与环境关系初探

根据１９９０－１９９１年大鹏湾盐海田域４个测站的观测资料分析结果表明，大鹏湾赤潮我发区海水中叶绿素α含量的测值范围为０．０６－８．２８ｍｇ／ｍ＾３，平均为１．３３ｍｇ／ｍ＾３。季切平均值以春，秋季较高，夏，冬季较低；表层的叶绿素α含量稍高于底层。采用多元逐步回归分析得知，影响叶绿素α含量变化的主要因子是Ｆｅ，ＣＯＤ，ｓ，其次是ＤＯ，ｔ，Ｔｂ；此，Ｍｎ，Ｓｉ（ＯＨ）４，ＰＯ４，ＮＯ２与叶绿素α的分布     

应用时间序列分析法对太湖叶绿素-a含量的动态研究

叶绿素-α是湖泊浮游植物现存量的重要指标,其含量能反映水中浮游植物的丰度和变化规律。研究叶绿素含量的动态变化,可以有效防止、监控湖泊富营养化的发生。以太湖为研究对象,根据其营养水平进行分区,使得不同区域内叶绿素的浓度不同,而同一区域内浓度大体一致,然后利用地理信息系统技术对每个区域内未采样点的叶绿素浓度进行插值,取区域内所有栅格的平均值作为其最终浓度。应用时间序列分析方法对太湖1998-2004年每月的叶绿素含量进行动态模拟,建立各湖区的预测模型。结果表明,中营养区I符合MA（1）模型,轻富营养区Ⅱ和中富营养区Ⅲ符合AR（1）模型,富营养区Ⅳ符合MA（5）模型,重富营养区V符合AR（6）模型。由此预测出2005年各湖区总叶绿素的含量,经前10个月实测数据的验证说明,所建模型在一定程度上能反映太湖各区域叶绿素浓度的变化。     

基于水色遥感的黄、东海叶绿素a浓度季节和年际变化特征分析

海洋叶绿素a浓度是衡量海洋浮游植物的生物量和富营养化程度的最基本指标之一。黄、东海叶绿素a浓度年际变化显著,其影响因素需深入分析。本文依据黄、东海的地理位置、水深和生态特征将其分为5个区域进行研究。由5个区域叶绿素a浓度的季节变化可以看出,水华发生早晚依次是黄海西岸—北黄海中部—南黄海中部—东海陆架区—东海近岸海区。从年际变化可以看出,除东海陆架外,其它4个区域的变化幅度均较大。在冬季和夏季,5个区域的基础生物量在2008年均达到最低;在春季和秋季,黄、东海近岸和北黄海中部的年际变化较大,5个区域在2006年春季均达到最高;2009年秋季较其它年份均低。5个区域基础生物量由高到低为:黄、东海近岸较高,然后是北黄海中部和南黄海中部,东海陆架最低。从与水温、风速和有效光合辐射的相关分析来看,浮游植物生长的年际变化受海面风速的影响较大。近岸区域水体混合均匀,营养盐丰富,风速较小时水体稳定有利于浮游植物生长,而水深较深区域,风速较大时,营养盐易补充到表层,有利于浮游植物生长。     

福建不同地区人工引种无瓣海桑(Sonneratia apetala)生理生态研究

采用乙醇提取法、纳氏比色法、钼锑抗显色法及F-C法分别研究了人工引种于福建省漳浦、集美、泉港、连江无瓣海桑(Sonneratia apetala)成熟叶片的生理指标:叶绿素、氮、磷及总酚含量。结果表明,4个地区叶片叶绿素a含量在(1.44±0.54)—(2.52±0.94)mg/g之间波动,叶绿素b含量范围在(0.54±0.02)—(0.94±0.11)mg/g之间,叶绿素a/b随着纬度的升高有增大趋势,表明随纬度升高无瓣海桑对蓝紫光需求比例增大;各地点无瓣海桑氮、磷含量均无显著差异,且N:P比值均小于14,表明均存在N限制;总酚含量随着纬度的升高而逐步升高,可能与无瓣海桑生长条件随纬度的上升而受到外界环境胁迫增大有关。     

渤海氮磷营养盐和叶绿素浓度时空分布数值模拟与富营养化评估

当前渤海富营养化风险仍居高不下,严重制约了环渤海社会经济可持续发展。开展近海富营养化评估与趋势分析是国家生态安全保障的需求, 其难点在于富营养化评价要素长期演变进程高质量数据的获取。基于HAMSOM海洋生态模型, 通过修正溶解有机氮(dissolved organic nitrogen, DON)的难/易降解组分降解动力学形式, 构建了适用于富营养化评估与趋势分析的渤海三维水动力/生物地球化学耦合模型。利用2019年渤海春、夏、秋、冬四个季节DON、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)、溶解无机磷(dissolved inorganicphosphorus, DIP)和叶绿素a(chlorophyll a, chl a)调查结果, 对模型进行了校正, 并利用1980年至2020年的长期调查结果进行了验证, 模拟结果与调查结果相比较, 在数值大小和变化趋势上均吻合较好, 相对标准偏差、相似性系数和Kappa系数分别为24%、0.77和0.60。利用模型模拟计算的DIN、DIP、DON和chl a长期演变进程数据, 计算了营养状态质量指数(nutritional quality index, NQI)。结果表明, 当前渤海富营养化状态整体上处于贫营养状态, 但在渤海湾、辽东湾和莱州湾湾底近岸海域处于富营养状态, 季节上5~10月份处于中等富营养化状态, 从长期变化趋势看, 渤海整体上富营养化状态趋于改善。与复合富营养化指数(compound eutrophication index, CEI)对比表明, 渤海富营养化评估按NQI计算结果与按CEI计算结果相当吻合, 相似性系数为0.83。文章建立的渤海富营养化评估方法具有较高可靠性, 可用于渤海富营养化评估。     

Water quality assessment at Jinhae Bay and Gwangyang Bay,South Korea

A new water quality index for evaluating the water quality of Jinhae Bay and Gwangyang Bay was developed. Four water quality parameters were selected as water quality indicators for the water quality index: dissolved inorganic nitrogen (DIN), dissolved inorganic phosphorus (DIP), chlorophyll-a (Chl-a), and dissolved oxygen (DO). Reference levels of DIN, DIP, and Chl-a were determined as 6.22 μmol L^?1, 0.38 μmol L^?1, and 2.32 μmol L^?1, respectively, on the basis of a long-term dataset that was collected monthly in the Korea Strait over a period of seven years (2006–2012). The water quality index established for Jinhae Bay and Gwangyang Bay is (bottom DO grade × 0.33) + (surface Chl-a grade × 0.33) + (surface DIN grade × 0.17) + (surface DIP grade × 0.17). On the basis of a three-year observation, the water quality of Jinhae Bay was classified as “good” in winter and spring, “poor” in summer, and “fair” in autumn and exhibited large spatial variation, with the lowest-quality water observed in Masan Bay. The water quality of Gwangyang Bay was classified as “good” in winter, “fair” in spring, “poor” in summer, and “fair” in autumn. Unlike Jinhae Bay, the water quality of Gwangyang Bay exhibited minimal spatial variation. In both bays, water quality among the four seasons was worse during summer. It is essential that a survey for water quality evaluation be conducted during summer.     

Nutrient dynamics and seasonal succession of phytoplankton assemblages in a Southern European Estuary: Ria de Aveiro, Portugal

The spatial and temporal dynamics of dissolved inorganic nitrogen, dissolved phosphate, dissolved silica and chlorophyll a were measured seasonally at eight stations in the Ria de Aveiro. Between December 2000 and September 2001, the seasonal succession of phytoplankton assemblages, inferred after the spatial and seasonal variation of silica and of chlorophyll a concentrations, showed that diatoms (μmol Si L⁻¹) dominated from late autumn until early spring, while chlorophytes (μg Chl a L⁻¹) bloomed during late spring and summer. The Si:N:P ratios and Si concentrations indicated no seasonal depletion in dissolved silica, as in other temperate systems, possibly because of abnormal precipitation and flood events prolonging the supply of dissolved Si to the system. The Si:N:P ratios suggested P limitation at the system level. Despite the relative proportions of available nutrients, the mean phosphorus concentration (5.3 μmol L⁻¹) was above the reported half-saturation constants for P uptake by phytoplankton. Thus, in Ria de Aveiro, the seasonal succession of phytoplankton assemblages may also be dependent on the grazing capacity of the pelagic community through top-down regulation.     

Changes of seawater quality in Ofunto Bay,Iwate, after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake

Ofunato Bay was a semi-closed area because of the breakwater effect at the entrance; however, the breakwater was destroyed by a massive tsunami generated by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake. Consequently, the physical environment of Ofunato Bay has been changed significantly, i.e., the modification of the stratified structure of seawater inside the bay and the intermittent intrusion of seawater outside the bay. These alterations of physical environment are considered to have an influence on the chemical and biological environment in Ofunato Bay. To elucidate the influence of the tsunami on the aquatic environment, we measured dissolved nutrients, chlorophyll a and dissolved oxygen concentrations, and heterotrophic bacteria abundance inside and outside of Ofunato Bay from 2012 to 2014, and compared these data with those obtained before the earthquake. As compared with before the earthquake, significant changes after the earthquake were (1) decrease of ammonium and phosphate concentrations, (2) increase of chlorophyll a concentration, (3) increase of dissolved oxygen concentration in the bottom, and (4) decrease of heterotrophic bacteria abundance. The collapse of the breakwater and consequential enhanced water exchange were considered to have brought the decrease of nutrient concentration inside the bay. Furthermore, washout of shellfish mariculture rafts by the tsunami decreased the shellfish biodeposits along with the elution of nutrients by heterotrophic bacteria. Decrease of cultivated shellfish further caused a decline in feeding pressure on phytoplankton and, subsequently, increased the phytoplankton biomass that contributed to the decrease of nutrients inside the bay.     

2018年6月渤海大型水母分布特征

2018年6月使用渔业底拖网采样，对渤海大型水母进行了全面调查，调查船舶为"中渔科102"渔业科考船。本研究分析了渤海大型水母的种类组成、渔获密度与伞径大小，并对其源地进行了探讨。结果表明：本次调查共采集到海月水母、沙海蜇、海蜇、多管水母四种大型水母，其中海蜇、多管水母数量较少，各采集到一只。海月水母在渤海三湾均有分布，各海区伞径大小无显著差异且多为幼体（<10cm），密度高值区出现在渤海湾东南侧海域，可达38-221.21ind./（net·h），辽东湾海月水母出现于湾南，密度<5ind./（net·h），湾北未见；作者推测，海月水母在渤海沿岸可能存在多个源头，诸如：莱州湾与渤海湾交界近岸海域、河北近岸、辽东湾大连近岸以及北部近岸。沙海蜇在渤海分布较广，辽东湾为密度高值区，均值为（35.32±21.64）ind./（net·h），但伞径较小，均值为（12.15±6.52）cm；与此相对，渤海湾与莱州湾外侧海域沙海蜇密度虽小[<20ind./（net·h）]，但伞径要显著大于辽东湾，最大伞径均值可达（33.86±7.40）cm；作者推测，沙海蜇在渤海海域发源地主要集中于辽东湾近岸，渤海湾与莱州湾，外海出现的沙海蜇可能源于辽东湾，随海流运输至此。海月水母、沙海蜇在渤海发生时间要晚于黄、东海。本研究结果可为深入分析渤海大型水母的种群动态变化、暴发机理提供基础。     

Analysis of ocean color spectra (III)

The spectral measurements of the attenuation coefficient of sea water and the absorption coefficient of suspended particles and of yellow substance were made with a spectrophotometer for the sea waters sampled in Tokyo Bay. These parameters can be used to compute the expected spectral irradiance reflectance. Some relationships between the optical properties of sea water and the concentration of dissolved organic carbon, the dry weight of suspended matter and chlorophyll-a concentration are presented. On the basis of these results, the possibility of modelling the relationship between optical and material properties is discussed.