营养盐和重金属等环境因子对莱州湾浮游植物的影响

莱州湾是渤海典型海湾,沿岸工业区的存在产生大量营养盐和重金属等物质随黄河、小清河等多条河流汇入莱州湾,对浮游植物生长产生影响。本文于2020年8月对莱州湾开展海洋调查工作,研究了营养盐、重金属等环境因子的分布情况,及其对莱州湾浮游植物生长的影响。结果表明：沿岸黄河、小清河等带来的径流输入,导致黄河入海口(站位L1的E=1.25)和莱州湾西南部海域(站位L5、20的E值分别为16.96、1.14)呈现富营养化,整个调查海域约95%的站位存在磷的潜在限制;对应富营养化海域为浮游植物生物量高值区,有更高比例的甲藻物种数和赤潮种(中肋骨条藻、夜光藻和海洋原甲藻);重金属(铅和砷)处于理论上可能抑制浮游植物生长的浓度,但高营养负荷可能掩盖了重金属毒性,导致浮游植物生物量与重金属铅和砷呈现正相关。     

莱州湾海水中营养盐分布与富营养化的关系

根据2001年5月和9月2个航次莱州湾海区海水营养盐等的调查资料,分析了该海域海水中5项营养盐的分布特征及时空变化,评价了水质的富营养化状况。结果表明,溶解无机氮的平均浓度为9.80μmol/dm3,2个季节中溶解无机氮以NO3-N浓度为最高,平均为7.61μmol/dm3,占总无机氮的77.65%,是莱州湾海水中的无机氮主要形式;活性磷酸盐的平均浓度为0.48μmol/dm3,活性硅酸盐的平均浓度为11.31μmol/dm3。研究发现,莱州湾海水中溶解无机氮和活性磷酸盐浓度分别是12 a前的2.03倍和3.2倍。DIN∶P,Si∶P,Si∶DIN比值分别为69.5,34.2,1.4;因此,磷酸盐为限制因素。按照营养状态指数值,莱州湾海区湾顶近岸海域划分为富营养化区,秋季一旦水文气象等条件适宜有发生赤潮的可能。     

莱州湾西部海域枯水期富营养化程度的初步研究

根据 2004 年 5 月份的调查资料,选择透明度、盐度、活性磷酸盐、溶解无机氮、硅酸盐、叶绿素 a、浮游植物、浮游动物、底栖生物作为评价因子,利用层次分析法确定了各因子的层次关系和权重,建立了以营养盐和富营养化致害因素、直接效应、间接效应三方面指标为基础的综合评价指数模型,对莱州湾海域的营养水平进行了评价.各站点最终评价结果表明:莱州湾海域磷酸盐、无机氮超标严重,整体已表现出富营养化,其中黄河口和小清河口附近富营养化较为明显,这主要是受到陆源排污和海水养殖的影响.     

2020年春季和秋季莱州湾近岸海域营养盐空间分布特征研究

文章基于2020年5月（春季）和10月（秋季）莱州湾近岸海域环境监测数据,研究无机氮（DIN）和活性磷酸盐（DIP）的营养盐空间分布特征,分析海水质量状况和富营养化状况,并完成营养盐与环境因子的相关性分析。研究结果表明：莱州湾海域春季DIN的浓度范围为0.115~1.830 mg/L,呈现近岸高于远岸、西部高于东部的分布特征;秋季DIN的浓度范围为0.009~2.070 mg/L,高值区位于黄河河口附近;春、秋季DIP的浓度范围分别为未检出~0.009 mg/L、0.000 4~0.012 9 mg/L,受我国“控磷”“限磷”等磷负荷消减政策的影响,DIP的浓度一直处于较低水平。受DIN浓度的影响,春、秋季分别有35.7%和30.7%的调查站位超第二类海水水质标准。春季有1.4%的调查站位处于轻度富营养化状态,位于小清河河口附近;秋季有1.6%的调查站位处于轻度富营养化状态,位于黄河河口附近;其他站位均未达到富营养化水平。莱州湾海域营养盐的分布特征与多种环境因子呈现明显的相关性,其空间分布受多因素影响。     

莱州湾营养盐空间分布特征及年际变化趋势

基于2004-2014年期间,在莱州湾5月及8月开展的22个航次调查结果,研究了莱州湾营养盐的时空分布特征及年际变化趋势。研究发现:莱州湾溶解态无机氮(DIN)、可溶性磷酸盐(PO_4-P)、可溶性硅酸盐(SiO_3-Si)高值区主要出现在莱州湾西南近岸尤其是小清河口海域,小清河及邻近区域陆源输入是影响莱州湾营养盐空间分布的主要因素。2004-2014年莱州湾DIN中位值变化范围8.14~53.98μmol/L,尽管2004年以来莱州湾DIN浓度呈现降低的年际变化趋势,但仍然高于历史数据。硝酸盐是DIN的主要形态,贡献了DIN组成的83%,亚硝酸盐和铵盐的含量占比分别为7%和10%。莱州湾PO_4-P年际变化呈下降趋势,中位值变化范围为0.03~0.49μmol/L。SiO_3-Si中位值变化范围8.5~52.9μmol/L,8月份年际变化呈下降趋势。小清河营养盐入海通量与莱州湾营养盐含量年际波动具有较好的吻合性,是影响莱州湾营养盐年际波动的重要因素。莱州湾DIN/PO_4、SiO_3/DIN、SiO_3/PO_4中位值变化范围分别为:78.9~1112.4、0.2~2.2、40.2~442.5,其中DIN/PO_4、SiO_3/PO_4年际变化呈升高趋势,SiO_3/DIN年际变化趋势不明显。2004-2014年调查期间,莱州湾存在严重的磷限制及季节性的硅限制,营养类型由20世纪80、90年代的贫营养转变为磷限制潜在性富营养,且磷限制的程度呈加剧趋势。     

渤海春季营养盐限制的现场实验

1999年4－5月，在现场条件下对天然水体中浮游植物以外加营养盐受控培养的方式，研究和探讨春季渤海中部、莱州湾和渤海海峡3个海区的浮游植物生长的营养盐限制问题。结果表明，在莱州湾附近浮游植物生长受到显著的磷限制；尽管水体中硅酸盐浓度较历史水平大大降低，并且实验进行时硅藻为优势种，但是硅酸盐尚不成为限制因子；渤海中部不存在营养盐的限制问题，营养盐浓度和结构相对适宜；渤海海峡也不存在营养盐的限制问题，但是溶解无机氮的相对含量略低。     

2000年夏季莱州湾生态环境要素的分布特征

论文依据 2 0 0 0年夏季 8月 2 9日至 9月 2日莱州湾的 1次综合性生态环境调查资料 ,给出了表、中、底 3层的平均温度、盐度、主要营养盐浓度及其比例和叶绿素 a浓度 ,分析了莱州湾的温盐结构、主要营养盐和叶绿素 a的分布特征。由于莱州湾的水深较浅 ,各要素的垂直分布都比较均匀。生态环境要素的水平分布表现为小清河口为高温、低盐、高营养盐和高叶绿素 a浓度区 ,小清河口东测的湾顶区域为高温、高盐、相对低的营养盐和叶绿素 a浓度区。此次观测到的盐度较 1997年以前有明显升高。莱州湾各层平均的 N/ P和 Si/ N分别为 16.73和 1.67,都比 1998～ 1999年渤海中部的值大 ,但 N/ P比 1992 ,1995和 1996年莱州湾的 N/ P明显偏低。叶绿素 a浓度与硅酸盐浓度之间有较好的相关关系 (α=0 .0 1) ,表、中、底 3层叶绿素 a浓度同硅酸盐浓度的线性相关系数分别为 :0 .5 4 ,0 .68和 0 .67     

薄弱的意识与脆弱的系统

《公报》中指出,2005年我国近岸海洋生态系统总体生态环境恶化趋势仍未得到缓解,其中锦州湾、莱州湾、黄河口、长江口、杭州湾和珠江口生态系统处于不健康状态,主要表现在富营养化及营养盐失衡,生物群落结构异常,河口产卵场退化,生境丧失或改变等。进入20世纪90年代后,海洋环境     

莱州湾营养盐与浮游植物多样性调查与评价研究

利用莱州湾4个航次调查的资料,分析了1989年6月、8月和2001年6月、9月莱州湾海水中营养盐浓度、Chl—a含量和浮游植物多样性的变化。研究发现这12a来莱州湾海水中总无机氮和活性磷酸盐含量在升高,而浮游植物的多样性在下降;海水中的活性磷酸盐含量是Chl—a和浮游植物多样性的主要影响因子。     

海陵湾营养盐分布特征及其富营养化评价

以2017年11月(秋季)和2018年4月(春季)对海陵湾开展的海洋生态环境调查数据为基础,对无机氮(DIN)和活性磷酸盐(DIP)等营养盐的空间分布特征进行了研究,采用单因子指数法和富营养化指数法(EI)评价了海域的营养盐污染和富营养化状况,分析了营养盐结构,并探讨了营养盐与环境因子之间的关系。结果表明：(1)海陵湾秋季DIN、DIP的浓度范围在0.28～0.84、0.013～0.044 mg/L之间,呈湾顶高、湾口低的分布趋势;DIN、DIP超过第二类海水水质标准和海水呈富营养化的站位比例分别为76.67%、46.67%和73.33%,相对集中在溪头渔港与北汀湾连线以北海域;N/P的范围在22.4～58.1之间。(2)春季DIN、DIP的浓度范围在0.06～0.29、0.009～0.033 mg/L之间,呈海湾中部高、湾顶和湾口较低的分布趋势;DIN、DIP超标和富营养化站位比例分别为0%、10.00%和23.33%,相对集中在丰头岛邻近海域和那达河河口区域;N/P的范围在在8.1～54.3之间。海陵湾秋季营养盐污染和富营养化程度较春季严重,两个季节均在局部海域出现DIN相对过剩而...     

夏季莱州湾水域营养盐现状及影响因素

根据2012年7—8月对莱州湾199个站点的调查数据,对水体营养盐的分布状况与影响因素进行分析和研究。结果表明:夏季莱州湾表层水体中的营养盐浓度略高于底层。表层营养盐的分布特征基本一致。受河流陆源输入、东部水产养殖、浪潮流叠加效应和海水扩散稀释能力等的影响,高值区主要分布在黄河等河流入海海口附近以及东部的养殖区,浓度沿着西南向东北方向含量逐渐降低。底层与表层水中大多数营养盐分布特征大致相同,但底层营养盐的浓度在河口和养殖区的水平变化梯度减小。     

广西近岸海域营养盐时空分布及潜在性富营养化程度评价

根据广西近岸海域2015年3、5、8、11月4个航次的海水中营养盐监测数据,分析了广西近岸海域海水中营养盐的时空分布特征,应用潜在性富营养化评价模式对整个海域水质富营养化程度进行了评价。结果表明:广西近岸海域富营养化状态总体良好,时空分布受陆源污染的影响,营养盐质量浓度呈湾内-湾口-湾外递减趋势。多数站位点氮磷比常年大于Redfield比值,处于磷限制状态。钦州湾内和大风江口是富营养化最为严重的水域,其次是防城港湾内、廉州湾内和铁山港湾,呈磷限制状态,容易在磷污染增高时,爆发富营养化,应特别加以监测与控制。     

莱州湾渔业资源与环境变化趋势分析

依据近30年来关于莱州湾环境典型污染物、浮游植物和渔业资源的调查资料,报道了莱州湾水环境质量、浮游植物和渔业资源的变迁规律,并简单分析了三者之间的关系;结果表明:(1)从上世纪80年代初起至本世纪初,莱州湾环境中无机氮平均含量经历了由低到高的变化,到2009年无机氮含量已超过劣四类海水水质标准;元机磷平均含量呈总体降低趋势,氮磷摩尔比在所考察的大部分时段内高于Redfield阈值(16);(2)1980年代末以来,磷是限制莱州湾浮游植物生长的限制性营养盐,莱州湾浮游植物的种类在减少,群落结构趋于简单化;(3)莱州湾渔获物种数年均减少1.5种;鱼卵、仔稚鱼种类年均减少0.7种;单位捕捞努力量渔获量年均降低10 kg/h;近海捕捞量逐年减少,仅潍坊市,近海捕捞量从1989年的18.7万t减少到2007年的1.7万t;(4)限制浮游植物生长的营养盐从氮转变为磷,莱州湾浮游植物群落已由硅藻占绝对优势演变为硅藻和甲藻共同占优势;(5)与其他因素相比,氮磷比与莱州湾近海捕捞量存在更显著的相关性;氮磷比及COD含量与渔获物种数存在显著相关性;说明海水氮磷比是决定莱州湾渔业资源量的关键因素,而资源种数受有机物污染影响较大。     

基于非线性规划的莱州湾营养盐环境容量计算

在前人研究的基础上提出了基于非线性规划的排海通量最优化法(简称非线性规划法),以进行海域内非保守物质环境容量计算,并选取莱州湾这个水动力较强、面积较大的半封闭海域进行模拟、计算。为更好地保护生态环境,对于氮(N)、磷(P)等非保守物质(以无机氮(DIN)、无机磷(DIP)为例进行分析),选取其月最高浓度场数据,依次计算出莱州湾海域每个月的营养盐响应系数场,并进一步使用非线性规划法求解出营养盐的月环境容量。最终计算结果显示,21世纪初莱州湾的营养盐环境容量为:在保持莱州湾DIP排放现状不变的前提下,其DIN年环境容量为21 843t/a,剩余年环境容量为-8 264t/a,需要减少点源DIN的排放量;而在保持莱州湾DIN排放现状不变的前提下,其DIP年环境容量为1 794t/a,剩余年环境容量达1 485t/a,可继续容纳部分DIP的排放。     

胶州湾、莱州湾潮间带沉积物污染比较

系统地在胶州湾、莱州湾潮间带获取表层沉积物样,对沉积物中有机污染（有机质,石油类）、重金属（汞,铜,铅,锌,镉,铬,砷）、营养盐（总磷,总氮,总碳）、硫化物进行了定量测定。分析结果表明：除镉、总磷外,各物质在胶州湾潮间带的质量分数普遍大于在莱州湾潮间带内的质量分数;Q型聚类分析将两湾分成两类,受到工业排污、生活污水等人为因素影响严重的胶州湾东部为一类,而受人为因素影响较小的胶州湾西部和莱州湾等其余站位为一类;胶州湾潮间带生态危害程度要高于莱州湾潮间带。     

近15 a来三门湾海域氮、磷营养盐分布与富营养化状况的变化分析

以1997年8月中旬和2011年10月中旬对三门湾附近海域开展的海域水质现状调查为依据,分析了近15 a间该海域水体环境氮、磷营养盐的分布现状及变化特征。结果表明:近15 a来,三门湾海域的无机氮和活性磷酸盐含量均成倍增长,水体营养程度由轻度富营养化逐步上升为重度富营养化;从营养结构来看,活性磷酸盐仍为限制性富营养化因子;大量的海水养殖是导致该海域营养盐大幅提高的直接原因。因此,为控制三门湾的富营养化现象进一步加剧,建议适度控制海水养殖规模,调整海水养殖结构,加强对三门湾沿岸排污控制,以获得养殖经济效益和生态环境效益的协调、可持续发展。     

莱州湾西南部海域及其毗邻河流水体营养盐的分布特征及长期变化趋势

根据2012年9月对莱州湾西南部海域及其毗邻10条河流的调查结果,以及近30年来关于莱州湾海域表层水营养盐的调查资料,报道了各条河流和近海海域的营养盐状况及该海域营养盐的长期变化趋势,结果表明:(1)10条主要调查河流的总溶解态氮(TDN)平均含量在1.82~10.66mg/L之间,其中有8条河流超过河流总氮劣五类水质标准,6条河流硝态氮(NO3-N)含量高于氨氮(NH4-N)。(2)所调查的5个近海断面中小清河口近海断面、虞河口近海断面及溢洪河口近海断面的DIN平均含量超过海水无机氮第四类水质标准;除小清河口近海断面外其余近海断面活性磷(PO4-P)含量均属一类海水水质。(3)部分断面营养盐含量在河口混合区淡水端升高,可能与咸淡水混合动力作用相关;莱州湾西部区域营养盐含量高于南部区域,南部的堤河氮、磷含量极高;原油开采活动可能是影响附近水体中营养盐含量及形态的重要因素。(4)从20世纪80年代初至90年代中期,莱州湾表层水无机氮平均含量经历了由低到高的变化,到90年代后期已属劣四类海水水质;无机磷平均含量在该时段呈降低趋势,但到90年代后期也保持在较高水平,随后又波动下降。(5)所调查的莱州湾近海区域整体处于磷限制潜在富营养状态;氮磷摩尔比(N∶P)在所考察的大部分时段内高于Redfield阈值(16),净营养盐收支呈磷减少而氮增加的总体变化趋势,近年来磷限制程度有所减缓。     

黄河口及其邻近海域大型底栖动物的初步研究 (一)生物量

1985年5-6月对黄河口及其邻近海域的27个站进行了大型底栖动物的首航定量调查。调查海域平均生物量为35.28g/m~2,平均密度为557inds/m~2。棘皮动物占总生物量的47.2％,软体动物占34.2％,多毛类和甲壳类分别占7.5％和6.2％。莱州湾的生物量为调查海域平均生物量的3.5倍。河口输入的营养盐在与高密度低营养盐海水混合过程中,逐渐下沉在莱州湾北部,这是控制该海域高生产力的主要因素。     

渤海莱州湾的富营养化及其研究

通过对多年监测资料的总结、阐述了渤海莱州湾无要氮逐年上升的变化规律及无机氮各组成成分在海域水质环境评价中的指标作用,说明了莱州湾富营养化的程度、范围、形成原因、主要污染源及其对渔业的危害。提出了从渔业自身着手开展生态治理工程,调整生态结构,是改善渔业环境、恢复水产资源重要途径的对策和建议。     

渤海生态动力过程的模型研究 Ⅱ.营养盐以及叶绿素a的季节变化

利用在本系列研究第一部分中所建立的耦合的生物物理模型,模拟了渤海浮游植物生物量和营养盐含量的年度循环特征.模拟结果显示:藻类的春季水华是由经过一冬积累在水体中的营养盐导致,而水华开始的时间在浅水区明显早于深水区,对此深水区水体层化结构的形成可能起着重要作用;另一方面,河载营养盐与悬起的沉积物所释放的营养盐是诱发夏季水华的共同原因.基于模型结果,我们还发现:渤海的浮游植物动力特性就整体而言依然受无机氮限制,但是在莱州湾,磷限制特性表现得非常明显,这主要是由于每年黄河都要携带大量的无机氮进入海水,从而导致莱州湾营养盐的氮磷比已远远超过16.