近百年来大亚湾沉积物有机质的沉积记录及对人为活动的响应

通过对沉积物中粒度组成、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、碳氮比（TOC/TN）和碳、氮稳定同位素丰度（δ13C、δ15N）等的分析,结合沉积年代学信息与端元混合模型结果,解析了百年尺度下大亚湾沉积物中不同来源有机质的演变过程及控制因素。结果表明,大亚湾沉积物特性在20世纪70年代末至80年代初发生了显著改变:在此之前,TOC、TN、δ13C和δ15N表现稳定,陆源与海源有机碳的比例维持在3∶7,而自此之后,TOC与TN含量显著升高,TOC/TN持续下降,在1980—2000年和2010年至今都出现了陆源有机碳比例升高,海源有机碳比例降低的现象。上述显著变化表明大亚湾海洋环境自20世纪70年代末至80年代初已经发生了重大变化。近20年来GDP与沉积柱中TN和δ15N呈现出的显著正相关,与TOC/TN呈现出的显著负相关,表明沿岸经济的迅猛增长,水产养殖业的快速发展,周边人口的急速增加等人为活动,是造成大亚湾生态环境变化的重要原因。未来的研究应更密切关注人为活动对海湾生态环境的影响,通过法律法规约束行为,加强海湾生态环境保护与修复治理工作。     

大亚湾表层沉积物中重金属分布特征

为了解大亚湾沉积物中重金属分布及污染状况,于2016年8月对大亚湾海域表层沉积物中重金属元素（As、Cd、Cr、Pb、Zn和Cu）展开调查,并将获得的各元素含量与粒度、Fe、Mn和总有机碳（TOC）等相关理化要素进行相关性分析。结果表明：大亚湾沉积物中重金属受陆源输入影响较大,含量基本呈现为沿岸高、湾内低的趋势,总体质量较好,基本符合第一类海洋沉积物质量标准要求;澳头湾和范和港附近海域人类活动密集,重金属含量较高。通过相关性分析结果发现,大亚湾重金属主要来源为岩石的风化和侵蚀、工业污水排放和渔业养殖等;Cu与铁锰氧化物结合性弱于其他元素,在还原性环境中被沉积物吸附形成金属Cu硫化物可能是喜洲岛附近海域Cu元素含量异常高值的原因;作为湾内有机质主要来源的水生浮游生物的生长状态对Cr、Zn和Pb含量影响较大;Cr、As和Pb与粉砂结合为主,Zn与粘土结合为主。     

基于模糊综合评价的粤港澳大湾区海洋沉积物中重金属污染演变历史

本研究测定了粤港澳大湾区典型海域—大亚湾沉积物中主要重金属元素的含量水平与污染状况。利用我国海洋沉积物质量标准和模糊综合评价法,系统探讨了大亚湾海洋沉积物质量的历史演变过程,为我国大湾区可持续发展提供了科学理论支持。结果表明,大亚湾海域的重金属污染状况在过去近百年经历了3个主要变化阶段:(1)20世纪80年代之前,大部分重金属含量较低,沉积物质量处于一类等级,与重金属污染相关的生态风险较小,对沉积物生态风险贡献最高的元素为Cr,最低的为Cd;(2)1980?2000年间,大亚湾沉积物中的重金属含量明显高于背景值,表明该阶段出现了较为严重的重金属污染,使近岸海域的沉积物质量等级处于二类与三类,但大亚湾外部海域沉积物受污染影响较小,仍处于一类等级,在此期间,Cu取代Cr成为最主要的污染元素;(3)2000年以后,沉积物重金属的污染水平显著降低,生态风险迅速下降,沉积物质量等级恢复到了一类水平,Cr是这一阶段最主要的污染元素。     

大亚湾内、外海域重金属分布对比及其潜在生态风险评价

为促进大亚湾区的海洋生态环境保护和可持续发展,文章以铜等9种重金属为指标,根据相关规范和标准,分别调查大亚湾内、外海域的海水、表层沉积物和生物质量,并采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数,对比重金属的污染程度,具有创新性;同时,以表层沉积物为代表,采用潜在生态风险指数,评价大亚湾海域的潜在生态风险。研究结果表明:大亚湾海域海水、表层沉积物和生物中的重金属含量大部分符合相关一类或推荐的标准;海水中的主要重金属为铅,综合污染指数湾外低于湾内,可能与人类活动和海水交换有关;表层沉积物中的主要重金属为钒,综合污染指数湾内低于湾外,可能与钒的最大值超标有关;生物体内重金属的综合污染指数,甲壳类和头足类湾外低于湾内,而鱼类和贝类湾内低于湾外,但差距均不明显;大亚湾海域多种重金属的潜在生态风险等级为很高,其中汞为首要潜在生态风险因子,须引起高度关注。     

大亚湾海域典型有机氯农药生物累积特征及变化因素研究

于2003年采集大亚湾海域28个鱼类等生物样品和14个表层沉积物样品,分析其中滴滴涕(DDTs)、六六六(HCHs)和氯丹(CHLs)各组分的含量以及脂含量和δ15N,δ13C同位素值,重点研究了大亚湾沉积物和生物体中有机氯农药(OCPs)的污染现状及其生物积累规律.大亚湾海域鱼类DDTs,HCHs和CHLs平均含量分别为57.1±52.9,0.30±0.18和0.87±0.35ng/g(湿重);与其他海区相比,该海域生物体中DDTs的含量相对较高,HCHs和CHLs较低;表层沉积物中高的p,p'-DDT含量及较低的(DDE+DDD)/DDT比值(平均为0.56,<1),均显示仍有新的DDTs源输入;OCPs在生物累积中表现出脂溶性的特征,生物体内脂含量越高,其OCPs含量也越高;δ15N,δ13C同位素的研究结果显示肉食性生物比植食性生物更易累积OCPs;大亚湾海域OCPs的生物-沉积物累积系数(BSAF)与有机物的亲脂性程度即辛醇-水比值(K_OW)存在显著的正相关.     

Environmental status of Daya Bay surface sediments inferred from a sequential extraction technique

The chemical partitioning of 12 trace metals (Ba, Cd, Co, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sc, Sr, U, Zn) in 9 surface sediments from Daya Bay, northern South China Sea, was studied by a four-step sequential extraction technique to assess their environmental/pollution status. The studied metals take on different fraction composition patterns, and some of them show significant spatial variation especially for Cd. A majority of the studied metals can be considered immobile because of their high percentages in the residual fraction. It seems that the Daya Bay surface sediments have not yet been polluted by the studied heavy metals which are used as parameters to classify marine sediment quality, i.e., Cd, Cu, Ni, Pb and Zn. For all metals except for Pb, the extent of anthropogenic influences on their total concentrations in the Daya Bay surface sediments is generally imperceptible. The metals’ potential risks to the environment were assessed, and the results showed that they have generally no risk or low risk except for Cd, Mn and Sr.     

大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系

本文分析了1999?2017年大亚湾夏季浮游植物群落结构的长期变化及其与环境因子的关系,结果显示,大亚湾海域海水温度呈显著下降趋势,盐度呈显著上升趋势;溶解无机氮浓度出现较大幅度提升,2008?2017年间大亚湾溶解无机氮浓度平均值比1999?2007年提升了72.73%;大亚湾浮游植物种类数变化趋势不明显,主要优势种没有发生明显变化,柔弱伪菱形藻（Pseudonitzschia delicatissima）为区域第一优势种,其次为中肋骨条藻（Skeletonema costatum）;浮游植物总丰度、硅藻丰度、甲藻丰度以及主要种类中的柔弱伪菱形藻、中肋骨条藻和叉角藻（Ceratium furca）丰度均呈现显著上升趋势;浮游植物生物多样性指数（H′）和均匀度（J）均呈下降趋势。人类活动所引起的溶解无机氮浓度大幅升高以及外海水入侵加强所引起的海水温度降低和盐度上升导致了浮游植物丰度的上升、优势种的单一化和生物多样性指数的下降。     

大亚湾西部海域沉积物中生物硅的含量及其分布特征

采用2. 0 mol/dm~3Na_2CO_3溶液5h单点化学提取-硅钼蓝连续分光光度分析法分别测定了大亚湾西部海域13个表层沉积物和1个沉积物岩芯中生物硅的含量.表层沉积物和沉积物岩芯中生物硅含量占比分别为0. 69%～2. 02%和1. 24%～2. 05%,平均值分别为1. 42%和1. 60%.结果证实西大亚湾沉积物中生物硅含量水平与我国南海近岸海域基本一致.在210Pbex测年的基础上,通过分析沉积物岩芯中生物硅、有机物、无机碳等多指标,揭示近百年来大亚湾周边环境变化对海洋环境的影响,证实了上世纪80年代以来西大亚湾周边农业、海水养殖业和工业发展等人类活动加剧了该海域生态环境变化,尤其90年代核电站运行对海洋生态变化造成一定的影响.     

大亚湾颗粒有机物生化组成研究

对大亚湾海域颗粒有机物（ＰＯＭ）的生化组成与环境因子的关系进行了研究。现场采样调查分别于１９９５年５月和１１月进行,研究结果表明,环境因子对ＰＯＭ生化组成有很大的影响。核电站的运作使大亚湾海域有局部升温现象,温度升高,使经类含量升高。蛋白持含量受无机氮盐含量影响显著,由于大亚湾ＰＯＭ中蛋白质的含量不高,而且大亚湾水域呈贫氮特征,适当增加有该海区无机氮的含量对于提高大亚湾ＰＯＭ的生物营养性具有现实意     

基于奇异谱分析的深圳近海净初级生产力时间序列研究

海洋净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)长时间序列分析可获取NPP多年变化趋势、季节变化等动态信息,对海洋环境的监测与预报具有重要意义。本文以2003～2013年月际尺度净初级生产力卫星遥感产品为数据源,通过奇异谱分析提取标准化净初级生产力时间序列的长期趋势和周期振荡特征。研究表明,①浮标监测数据的叶绿素a浓度、海表温度与MODIS的叶绿素a浓度、海表温度产品变化趋势基本一致,NPP时间序列产品可用于分析深圳近岸海域净初级生产力的变化趋势。②空间分布上,深圳西部海域的NPP和叶绿素a浓度远高于大鹏湾和大亚湾,大鹏湾和大亚湾的NPP和叶绿素a浓度均值及变化趋势非常接近。三个海区NPP、叶绿素a浓度、海表温度和光合有效辐射在季风转换期变化剧烈。③长期趋势上,深圳西部海域呈现2 a周期波动趋势,在均值附近以年为周期上下波动。大鹏湾和大亚湾2003～2006年NPP低于平均水平, 2008年后NPP开始以年为周期围绕平均值上下波动, 2012年后NPP整体与均值持平。④周期特征上,深圳西部海域、大鹏湾和大亚湾的NPP呈"W"或"M"型周年变化,存在夏季主高峰(6～7月)和冬季次高峰(12～1月)。     

大亚湾湿地底栖微藻对氮素的吸收存储及影响因素探究

为探讨不同类型湿地表层沉积物中底栖微藻对氮素的吸收存储能力及其影响因素,于 2017 年 3 月（枯水期） 和 8月 （丰水期） 分别采集大亚湾光滩湿地 （T1）、河口湿地 （T2） 和红树林湿地 （T3） 表层沉积物底栖微藻样品,并进行了反复冻融实验。研究结果表明,大亚湾滨海湿地表层沉积物中的底栖微藻丰度具有显著的时空差异,温度、营养盐和沉积物粒径可能是影响底栖微藻生长繁殖的主要因素。不同季节比较发现,底栖微藻的氮累积存储能力表现为枯水期强于丰水期,主要由于丰水期较高温度和强光照引起的过度干燥和光刺激,限制了底栖微藻的生长繁殖。河口湿地丰富的营养物质能促进底栖微藻的生长繁殖,致使在淡澳河河口湿地叶绿素含量最高,底栖微藻丰度也最大。底栖微藻胞内溶解无机氮 （DIN） 含量表现为T2（河口湿地） >T1（光滩湿地） >T3（红树林湿地） 的空间分布特征,这与其生物量的时空分布特征相一致 （P<0.01）,并且底栖微藻对氨氮 （NH4-N） 有较强的累积存储能力,胞内氨氮 （IC-NH4） 在胞内无机氮 （IC-DIN） 高达90.8%。底栖微藻 IC-DIN 占整个沉积物氮库的 24.2%,其中约 20.0% 的 NH4-N、17.6% 的 NO3-N 和 16.0% 的NO2-N被吸收累积在底栖微藻细胞内。整体上,大亚湾湿地沉积物底栖微藻的氮素累积能力受营养负荷的影响,且NH4-N负荷越高,底栖微藻对氮的吸收存储能力越强,能有效降低近岸富营养化水平。     

深圳东部近岸海域溶解氧的时空分布特征

根据2012—2016年的9个浮标自动监测数据, 分析了深圳东部近岸海域溶解氧浓度的时空分布特征及其与主要水质参数的相关关系。结果表明, 大亚湾海域溶解氧浓度含量在2.15~14.86mg·L^-1之间, 平均值为7.31mg·L^-1, 大鹏湾海域整体表层溶解氧浓度范围为1.43~15.61mg·L^-1, 平均值为7.13mg·L^-1; 在时间分布上, 深圳东部海域溶解氧含量呈现白天高于夜间, 春、夏、秋季低, 冬季高的趋势; 在空间分布上, 深圳东部海域溶解氧含量呈现出夏秋季大亚湾高于大鹏湾, 春冬季大亚湾和大鹏湾相差不大的特点。Pearson相关性分析表明, 该海区溶解氧含量与温度、盐度、浊度及叶绿素a存在显著的线性相关性, 且相关关系呈现出随季节变化的差异性。     

大亚湾夏季表层浮游细菌生物量分布与环境变量的关系

根据2008年夏季(7月)在大亚湾进行的现场综合调查资料,分析表层海水浮游细菌生物量的水平分布特征,探讨细菌生物量与环境变量的关系。大亚湾夏季浮游细菌生物量变化范围为14.00～118.80μg·L^-1,海区平均值为55.23±29.43μg·L^-1。大亚湾夏季细菌生物量水平分布大体上呈现南部高于北部的趋势,在北纬22°35′以北和以南的海区均各自表现为东南部高于西北部的趋势。水深、硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐和总碱度等5个参数与浮游细菌生物量之间存在着中等水平的相关性(0.15相似文献   

大亚湾和大鹏湾两个相邻海湾潮波浅水变形的异同分析

利用实测资料分析重构了大亚湾和大鹏湾潮汐水位“双峰”现象,确定了浅水分潮的异常增长是潮位“双峰”现象的主要成因,其中四分之一日分潮和六分之一日分潮起着至关重要的作用。通过SCHISM模型构建大亚湾和大鹏湾附近海域高分辨率水动力模型,模拟结果表明近岸海域,在大亚湾以东,潮汐类型为不规则全日潮,以西为不规则半日潮,在两个海湾内均为不规则半日潮;研究海域的潮流均表现为不规则半日潮流。四分之一日分潮和六分之一日分潮在大亚湾和大鹏湾的不同变形过程是造成两个相邻海湾水文差异的直接原因。通过构建不同底摩擦强度、消除水底地形以及改变海湾水深的数值实验研究表明,分潮传播方向与水深变浅方向是否一致,是导致两个海湾潮波浅水变形不同的根本原因。     

大亚湾浅水石珊瑚的分布现状及生态特点

2003年利用玻璃底桶和潜水员观察了大亚湾的珊瑚分布情况,发现湾北岸和湾中部9个岛屿均有较多珊瑚分布。采用珊瑚礁普查方法,对珊瑚密集分布区进行了19个断面调查,测得珊瑚的覆盖率介于7.5%—58.8%之间。大亚湾的珊瑚绝大多数为浅水石珊瑚,本次调查共鉴定出17种浅水石珊瑚,优势种为精巧扁脑珊瑚Platygyra daedalea、标准蜂巢珊瑚Favia speciosa、澄黄滨珊瑚Porites lutea、十字牡丹珊瑚Pavona decussate、盾形陀螺珊瑚Turbinaria peltata等8个种类。绝大多数珊瑚分布于2—4m水深范围内,最深可达7—8m,珊瑚分布的底质以砂和砾石为主。对大亚湾北岸珊瑚存在的原因进行探讨,建议对大亚湾的珊瑚做进一步调查,并采取保护措施。     

2005-2006年大亚湾大鹏澳养殖区甲藻孢囊通量的沉积捕捉器研究

于2005年3月至2006年4月在大亚湾的大鹏澳养殖区采用沉积物捕捉器,对甲藻孢囊形成和水温、盐度、营养盐含量等环境因子进行了周年调查,探索该区孢囊形成特征及其与环境因子的关系.在一年的沉积物捕捉器研究中,共分析鉴定出27种甲藻孢囊类型,锥状斯氏藻Scrippsiella trochoidea孢囊为该区最优势孢囊类群,从孢囊的组成显示了该区的污染是以养殖和生活污染为主.孢囊形成没有明显的季节分布特征,两个站年平均为1.07×10<'5>cysts·(m<'2>·d)<'-1>.高、低温都能在一定程度上促进孢囊的生成,氮限制对孢囊的形成具有明显促进作用.首次发现亚历山大藻Alexandrium孢囊在冬季形成的高峰,最高值达4.26×10<'5>cysts·(m<'2>·d)<'-1>.这说明核电站温排水冬季高水温对大亚湾生态环境有较大的影响.     

大亚湾夏季浮游植物群落结构及对淡澳河输入的响应特征*

浮游植物是水生生态系统的基础生产者, 其群落结构直接影响到生态系统的健康和安全。河流输入是人类活动影响大亚湾水体环境最重要的途径之一, 淡水输入改变了水体温度、盐度、浊度和营养盐等环境因子, 对浮游植物群落结构产生影响。文章调查研究了2015年河流输入最强的夏季丰水期大亚湾的水体环境因子和浮游植物群落结构, 分析了在较强河流输入影响下浮游植物群落结构的动态变化及其对环境因子的响应。结果发现, 夏季大亚湾淡澳河的输入使湾顶淡澳河口区域形成层化的低盐、高温、低透明度、高营养盐的水体, 湾中部表层水体则受一定强度河流羽流影响, 而湾口和湾中部底层水体主要受外海水影响。淡澳河淡水输入是夏季大亚湾外源性氮、磷营养盐的主要来源, 而硅酸盐除河流输入外, 外海水也输入较多的营养盐使得底层水体硅酸盐浓度较高。夏季大亚湾水体营养比例失衡较严重, 溶解无机磷是限制浮游植物生长的重要因子。硅藻是大亚湾夏季浮游植物的优势类群, 调查发现3种优势种[极小海链藻(Thalassiosira minima)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)]均为硅藻。通过聚类分析, 可将大亚湾夏季浮游植物群落主要分为3种类型, 分别为: 浮游植物丰度较大的极小海链藻藻华暴发的群落, 位于淡澳河口, 受河流输入影响明显; 中肋骨条藻占据优势的群落, 分布在受一定强度的河流及其羽流影响的湾顶和湾中部区域; 浮游植物丰度较低的群落, 无明显优势种, 主要分布在湾口海水影响区域。淡澳河口的水体环境有利于小型链状硅藻极小海链藻的快速繁殖并暴发了藻华, 藻华发生时的海水环境条件为: 温度30~31°C, 盐度17‰~31‰, 水体透明度0.45~1.2m。硅藻对不同营养盐利用的差异以及随后的生物碎屑和颗粒沉降过程导致藻华发生区域Si∶N值略降低, N∶P值显著升高。河流输入影响下, 单一物种大量生长使得浮游植物群落种类组成丰度分布极不均匀, 从而导致淡澳河口浮游植物群落的种类多样性和均匀度指数降低, 种类多样性和均匀度指数均从淡澳河口向湾口逐渐增大。     

近20年来大亚湾生态环境的变化及其发展趋势

依据中国科学院南海海洋研究所大亚湾海洋生物综合实验站20a来获得的大量现场观测数据和资料，对大亚湾生态环境和变化趋势进行了分析。其变化主要表现在：由贫营养状态发展到中营养状态，局部海域已出现富营养化的趋势，N／P比的平均值由20世纪80年代的101．5上升到近年的大于50，大亚湾营养盐限制因子由80年代的N限制过渡到目前的P限制；生物群落组成明显小型化，生物多样性降低，生物资源衰退。大亚湾具有珊瑚礁、红树林、岩礁等多种海岸类型，但近年出现了石珊瑚白化现象，珊瑚礁群落的优势种发生了改变，在大亚湾的澳头港附近水域多次发生赤潮。这些研究结果表明大亚湾生态系统正经历着快速的退化过程。     

大亚湾营养物质变异特征

利用大亚湾现场调查和室内模拟数据,以及大亚湾生态网络17～18年8个航次的现场调查资料,采用营养状态质量指数(NQI)的方法评价大亚湾海域富营养化水平,结果表明,大亚湾海域除部分养殖海区为中营养状态外,大部分为贫营养状态;溶解态的无机磷和硅在过去10a多有较大幅度的下降,而溶解态的无机氮、溶解氧和叶绿素a则上升;浮游植物生长由过去认为由氮控制转变为现在由磷控制.分析了养殖海区底层海水、上覆水、沉积物间隙水中营养盐的含量及其化学形态.估算了沉积物-海水界面营养盐扩散通量,NH₄+,NO₂-,NO₃-,HPO₄2-,H₄SiO₄平均通量分别为302.0,-0.06,-1.82,2.53,47.6μmol/(m2·d).室内模拟了天然海水体系表层沉积物营养盐的吸附-解吸及其磷酸盐在沉积物上的吸附等温线.论述了大亚湾海域营养盐与赤潮的关系.