胶州湾春季4月份表层海水pCO_2分布及控制因素分析

胶州湾毗邻青岛市区,是受人类活动影响显著的海湾。开展胶州湾水-气界面CO2通量研究,有助于厘清受人类活动严重干扰下的边缘海(湾)CO2源汇的控制机制。根据2013年4月在胶州湾走航连续观测所得pCO2数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料及以往本课题组获取的冬季2、3月份航次数据,对胶州湾海域pCO2分布及影响因素进行了分析探讨。结果表明:表层海水pCO2测得值在392~1 648μatm之间,平均值为496μatm。4月份胶州湾水体垂直混合均匀,且水柱对表层碳酸盐体系的影响显著。4月份胶州湾浮游生物初级生产弱于2、3月份,而生物的好氧呼吸作用要强于2、3月份。因此,生物好氧呼吸作用的增强是4月份胶州湾表现为大气CO2源的主要原因,同时温度升高也是导致胶州湾冬季到春季表层pCO2升高的重要因素,其影响程度仅次于生物好氧呼吸作用。总体来说,4月份胶州湾表现为大气CO2的源,水-气界面CO2交换通量在-8.22~490.68mmol·m-2·d-1之间,平均值为17.34mmol·m-2·d-1。     

胶州湾秋季表层海水pCO_2分布及水-气界面通量

根据2007年11月31日在胶州湾走航连续观测所得pCO2数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对胶州湾海域pCO2分布及其影响因素进行了探讨。结果表明:秋季胶州湾表层海水pCO2实测值在315~720μatm之间,平均值为423μatm。东部海域由于有机物降解及李村河水输入的影响表现为大气CO2的源;西部海域由于浮游植物活动的影响为大气CO2的弱汇区;湾中部水交换较好的海域,浮游植物活动和有机物降解共同影响着pCO2的分布。总体来说,秋季胶州湾表现为大气CO2的弱源,海-气界面CO2交换速率在-5.94~23.15 mmol.m-2.d-1之间,平均值为2.87 mmol.m-2.d-1,由此可估算出秋季胶州湾可向大气释放940.74 tC。     

胶州湾李村河口沉积物中重金属分布特征及其控制因素

对胶州湾李村河口4个站点沉积物中的酸可挥发性硫化物(AVS)以及同步提取金属元素(SEM,包括Cu,Cd,Ni,Pb和Zn)的含量进行测定,以研究重金属元素在河口海湾沉积物中的分布特征及影响其分布的因素。结果表明,J1站表层沉积物中同步提取金属含量高于其它站点;除J1站外其他站点的同步提取金属的总量随沉积物深度变化范围不大;J1站的SEM/AVS比值始终小于1,其他站点SEM/AVS比值只在沉积物浅表层大于1。此外,AVS和同步提取Fe的含量对沉积物中同步提取金属的分布有着重要影响,其他的因素如有机质的含量等也会对沉积物中同步提取金属的分布产生影响。     

环胶州湾海岸线演化与控制因素

对胶州湾的研究由来已久,但关于该区海岸线的演化特征和影响因素的研究还较少。通过调查环胶州湾地区海岸线的历史变化情况,探讨影响其演化的各种因素和条件来进一步预测该区海岸线的演化趋势。研究内容包括海岸带区域地质调查、自然与人为作用引起的海岸侵蚀、近岸沉积物的供应与沉积等。研究胶州湾海岸线的演化和影响因素对了解海平面升降规律并预测其变化趋势,保护该区自然条件和海洋以及对周边城市建设,发展城市旅游都有重要的意义。胶州湾海岸线的研究对其他地区的海岸线变化研究也有重要的指导意义。     

珠江口盆地Site4B柱状沉积物中脂肪醇分子化合物分布及其来源分析

本研究采用色谱质谱(GC-MS)和色谱-同位素质谱(GC-IRMS)方法,对珠江口盆地Site4B沉积物中脂肪醇分子化合物分布以及单体碳同位素组成进行了研究。结果表明:长链脂肪醇碳优势指数(CPIC26—34:9.41—24.56)、平均碳链长度(ACLC26—34:28.85—29.99)以及n C26—n C30脂肪醇平均碳同位素组成(?29.13‰±0.87‰、?32.98‰±1.28‰和?32.73‰±1.61‰)均揭示了n C26—n C34脂肪醇属于陆源高等植物来源,n C16—n C20和n C24脂肪醇较正的碳同位素组成反映了化合物的海洋细菌来源,而n C22脂肪醇偏负的碳同位素特征(平均?33.26‰±1.51‰)反映了化学自养细菌来源。Site4B沉积物中的陆源输入主要来自南海周边河流,从12.7ka BP至今的沉积时期(0—80cm,文中深度均为埋深)和末次冰盛期(102—120cm),其陆源输入主要来自台湾岛河流,而在19.3—12.7ka BP沉积时期(80—102cm)和更新世沉积时期(120—300cm),台湾岛、吕宋岛和珠江口河流的陆源贡献普遍较低。Site4B沉积物中的海洋生产力主要来自海洋微生物输入的贡献,并主要受到海水温差影响;其中在35—150cm层位,海洋输入和南海暖流的强弱带来的海水温度的高低有关,而在150—300cm层位,则主要和冰期-间冰期的冷暖气候带来的海水温差有关。     

胶州湾水体镉的分布及来源

根据1980年的胶州湾水域调查资料,分析了重金属Cd在胶州湾水域的水平分布、垂直分布和季节变化以及来源.研究结果表明:在整个胶州湾水域,1年中Cd质量浓度的变化范围为0.00～0.48 μg/L,都符合国家一类海水水质标准(1.00 μg/L),整个胶州湾水域水质没有受到任何Cd的污染.在胶州湾水域只有1个来源:是湾口外的水域,整个胶州湾水域的Cd表层水平分布展示了海流输送Cd到胶州湾的湾口外、湾口以及湾口内的水域.海流的输入Cd的质量浓度为0.00～0.48 μg/L,胶州湾水域Cd的环境本底值为0.00～0.48 μg/L.Cd垂直分布展示了:在春、夏、秋季,Cd的表、底层都相近;Cd表层、底层质量浓度的季节变化都形成了春、夏、秋季的一个峰值曲线.Cd底层水平分布展示了:在6、7、9和10月,Cd的底层质量浓度都是湾外高,湾内低.而且,在海流输送Cd的过程中,沿着海流进入了胶州湾水域的路径,Cd的表层质量浓度比底层质量浓度高,在海洋输送的路径周围水域,Cd的表层质量浓度一直都比底层质量浓度低.     

2008 年秋季胶州湾两航次生源要素的分布特征及其来源初步探讨

利用2008年秋季胶州湾两个航次的调查结果,对该海域营养盐等生源要素的分布特征进行了分析,并通过相关性分析及陆海同步调查数据对其来源做了初步探讨.结果表明,胶州湾秋季两个航次的叶绿素、营养盐、化学需氧量、温度、光照、盐度、溶解氧等各调查要素相应的平面分布趋势基本相同,除盐度和温度外均表现出由河口向离岸逐渐降低的趋势.秋季可能成为胶州湾浮游植物生长限制因子的要素与叶绿素 a 相关性强弱顺序如下(“**”和“*”分别代表置信水平 P=0.01和 P=0.05):活性磷酸盐:0.889(**)、溶解无机氮:0.724(**)、溶解有机氮:0.549(**)、溶解有机磷:0.523(**)、颗粒态氮:0.474(**)、温度:–0.696(**)、活性硅酸盐:0.410(*)、颗粒态磷:–0.191、浊度:–0.096.由相关性分析结果及陆海同步调查结果可初步得出与叶绿素 a 相关性较强的各要素来源如下:化学需氧量、盐度、溶解无机氮、活性磷酸盐、溶解有机氮、溶解有机磷具有明显的陆源输入特征,颗粒态氮以浮游植物新陈代谢产生为主.     

胶州湾水域有机农药六六六分布及迁移

根据1979年的胶州湾水域调查资料,分析有机农药六六六（HCH）在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。分析结果表明,在一年中,胶州湾水域夏季HCH的污染严重,而春、秋季污染较轻。在时空分布上,春、夏、秋季整个胶州湾水域的HCH水平分布比较均匀,属于面污染源。HCH的表、底层含量都相近,水体的垂直分布均匀。整个胶州湾水域,春季HCH含量增加,夏季迭到高峰5．393～12．480μg／L,秋季降低到低值0．073～0．685μg／L,这与胶州湾的入湾河流的流量变化相一致。因此认为,农药HCH的使用导致胶州湾水域HCH含量的变化。     

胶州湾水域重金属铬的分布及迁移

根据1979年的胶州湾水域调查资料,分析了重金属铬在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。研究结果表明;春季,胶州湾水城铬污染较轻,大部分海域水质状况较好,而到夏季没有受到污染。在时空分布上,春季,铬污染形成了明显的梯度,由东北向西南方向递减,从112．3μg／L降低到0．2μg／L。夏季,铬的水平分布比较均匀,表层水体铬的含量较低,范围在0．10～1．40μg／L之间波动。因此认为,1979年整个胶州湾水域的重金属铬属于面污染源。而且,当铬进入胶州湾海域后,很快吸附在水体中的悬浮颗粒上,并被水流较快地带离胶州湾水城,几乎没有在胶州湾水域表、底层留下污染痕迹。     

胶州湾水域重金属砷的分布及迁移

根据1982年的胶州湾水域调查资料,分析了重金属砷在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。研究结果表明:砷在胶州湾水体中的表层含量范围为0.22~2.80μg/L,底层含量范围为0.84~4.48μg/L。通过水域水平分布的判断就能够确定从陆地向水域是否输送物质,以及输送的方式。在陆地迁移过程中,雨季决定了胶州湾水体中砷的含量变化。在水域迁移过程中,胶州湾水域无论有没有砷的来源,在湾中心都会形成砷的底层高含量区。     

胶州湾水域有机农药HCH的分布及均匀性

根据1985年4、7和10月的胶州湾水域调查资料,通过对有机农药HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化的分析,结果表明:HCH含量在整个胶州湾水域都非常低,在这1a中都<0.150/μg/L.通过HCH表、底层含量变化,在时间尺度和空间尺度上证明了作者提出的HCH的水域迁移过程.因此,在4、7和10月,土壤中残留的H...     

胶州湾浮游病毒的分布研究

运用荧光显微镜技术,对2007年6～8月胶州湾14个站点的浮游病毒丰度进行了检测,分析了病毒在不同月份的水平与垂直分布变化,发现胶州湾浮游病毒的丰度在0.48×107～22.78×107个/mL之间,平均值为(5.72±4.72)×107个/mL,7月份病毒丰度明显高于其他两个月(P0.01)。病毒呈现从湾内至湾口至湾外递减的趋势,病毒垂直分布变化不明显。病毒-细菌比率(VBR)范围为3.90～150.72,平均值42.05±28.55,处于较高水平。利用多元相关性分析发现,病毒丰度与异养细菌丰度、聚球藻蓝细菌丰度和叶绿素a含量相关,其相关系数r分别为0.605(P0.01),0.265(P0.01)和0.604(P0.05),确定系数R2分析表明,异养细菌和叶绿素a对浮游病毒丰度的影响基本相当。病毒丰度与温度、盐度无明显相关性。对VBR的分析表明,调查区域藻类病毒占总浮游病毒的比例较高;通过VBR与异养细菌丰度的负相关性分析,认为胶州湾噬菌体的宿主菌种群较单一。     

胶州湾内外海水中营养盐的分布

在综合调查的基础上,对１９９７ 年１０ 月胶州湾的营养盐分布作了较详尽的分析。湾内各营养盐硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮、磷酸盐及硅酸盐的含量分别为２．７３～１４．７１、０．６１～３．２１、３．３１～３４．５５、０．２６～２．０５、４．４７～１５．８６μｍ ｏｌ／Ｌ,其中表层含量低于底层,湾内明显高于湾外,此次调查结果比往年略有提高。ＴＩＮ／Ｐ在２０～３０ 之间,表层平均为２６．３,底层平均为２５．４。并探讨营养盐分布的基本特征及影响因子,对胶州湾口的两个断面分析为研究胶州湾内外水团交换作了较好的基础工作。     

2016年夏季胶州湾表层海水pCO_2的分布及控制机制

根据胶州湾2016年夏季6月末和7月初两个航次调查得到的碳酸盐数据和相关水文参数,探讨了两个航次下表层海水pCO_2分布的主要控制机制。结果表明:6月末表层海水pCO_2处于478～1 043μatm之间。其中在湾东北海域,处理后污水DIC直接输入和好氧呼吸使得DIC明显盈余,这是造成这一区域pCO_2最高的主要原因。而在湾西部和湾中海域,初级生产和碳酸钙沉淀引起DIC明显亏损,但由于碳酸钙沉淀释放CO_2强于初级生产消耗,该区域pCO_2最低仍高达500μatm左右,表现为CO_2的源。而到了7月初,降雨过程发生后,湾内初级生产显著增强,pCO_2下降至298～570μatm。但由于同时伴随的碳酸钙沉淀释放CO_2,使得CO_2的汇区主要出现在DO%大于140%的李村河口和湾西部部分区域。7月初初级生产的显著增强可能与湿沉降带来的营养盐输入有关。     

渤海湾和胶州湾表层沉积物中甾醇的分布和来源

测定了渤海湾和胶州湾22个表层沉积物样品中甾醇类化合物的含量,分析了其分布特征和来源.研究表明,所测定的8种甾醇类化合物在两海区表层沉积物中的含量和分布具有很大的区域差异,其含量为0～4.303 μg/g,渤海湾甾醇总含量为0.287～18.579μg/g,高于胶州湾0.084～10.584 μg/g.8种化合物中只有谷甾醇在全部样品中检出,而粪便甾醇仅存在于受人类活动影响较大和有生活污水输入的近岸区域.而代表陆源高等植物来源的特征甾醇化合物豆甾醇和谷甾醇则在河口区表层沉积物分布较高.另外,根据表层沉积物中不同甾醇化合物的组成、含量和分布特征,可以很好地指示河流输入以及大量生活废水的排放对近岸海区的污染状况,从而可以作为近岸环境污染监测和评价的重要指标.     

Distribution Pattern of Heavy Metals in the Surface Sediments of the Jiaozhou Bay

Introduction Due to the joint influence of hydrodynamics and the impacts of biological and human activities, the distribution pattern of heavy metals in the coastal sediments becomes rather complicated. The question has raised attention from the world geocommunities since the 1970s. During the past 30 years, a lot of data have been accumulated [1-7]. The study of heavy metals in the sea bottom sediments began in the 1980s in China [8-13]. It includes the study of sources, occurrence, depositi…     

胶州湾异养浮游细菌对磷的吸收作用及影响因素研究

为了解异养浮游细菌在磷的海洋生物地球化学循环和海湾富营养化中的作用,于2003年6月、8月和2004年3月采用现场调查和实验室培养相结合的方法,对胶州湾异养浮游细菌的无机磷酸盐吸收量、周转时间及影响因素进行了研究,结果表明,胶州湾异养浮游细菌对无机磷酸盐的吸收量在春、夏、冬季分别为4.34,2.13,0.89×10-2μg/dm3.h,周转时间分别为39.78,29.29,6.56d,水温和有机质含量是其主要限制因子,胶州湾春季异养浮游细菌与藻类可能存在对无机磷酸盐的吸收竞争。     

Factors influencing nutrient dynamics in the eutrophic Jiaozhou Bay, North China

We conducted studies of nutrients and water mass movements in a semi-enclosed bay in northern China to understand nutrient dynamics under varying tidal regimes. Four cruises were conducted under varying tidal regimes in Jiaozhou Bay, two at neap tide and one at spring tide in August and one at spring tide in October 2001. In addition to transect surveys, drift experiments and an anchor station were employed to show current and tidal effects. Samples for nutrient evaluation were taken from the five major tributary rivers in March (dry season) and August (flood season) of 2002 to estimate nutrient transport by rivers, and wastewater samples were collected to evaluate nutrients in wastewater discharge. Benthic nutrient fluxes were determined by (1) incubation of sediments with overlying seawater on board the boat and (2) calculated by Fick’s First Law from nutrient pore water profiles. Nutrient concentrations were high in the north, especially the northeast and northwest sectors, reflecting human activities. Jiaozhou Bay was characterized by high nitrogen, but low phosphorus and silica concentrations compared to Chinese coastal seas. Based on nutrient atomic ratios, the limiting elements for phytoplankton growth in Jiaozhou Bay were silica and phosphorus. The fluxes of nutrients between sediment and overlying water varied depending on the specific nutrient, the site and redox conditions. Benthic nutrient fluxes based on sediment incubations were all lower than the estimated diffusive fluxes, implying that the nutrients released from sediment pore waters were probably utilized by benthic microalgal and bottom-water primary production. A preliminary estimate of nutrient budgets demonstrated that riverine and wastewater inputs were greater than atmospheric deposition into Jiaozhou Bay, except that nitrate from wastewater inputs was less than atmospheric deposition. Concentrations of nitrogen and phosphorus increased while silica decreased in the last four decades, similar to other eutrophicated estuaries. The resulting shift in nutrient composition in Jiaozhou Bay affects phytoplankton composition, trophic interactions, and sustainability of living resources.