珠江口水体叶绿素a浓度高光谱反演研究

对珠江口水体进行了现场光谱测量和同步的水质采样分析,发现695nm处的一阶导数光谱数据对叶绿素a浓度有很好的指示作用,由此建立了基于695nm处一阶导数光谱数据的叶绿素a浓度的线性模式、二次多项式模式、三次多项式模式和指数模式。两次实验的结果表明:指数模式的R2(确定系数)为0.7584,预测平均相对误差为26.7239,是估算珠江口水体叶绿素a的最佳的模式。     

珠江磨刀门河口枯季叶绿素a环境因子驱动分析

【目的】分析珠江磨刀门河口浮游植物叶绿素a及其驱动因子的潮周期变化,并揭示叶绿素a的环境影响机制。【方法】基于珠江磨刀门河口2017年枯季(1月13-20日)水文水质多要素同步观测数据,采用主成分分析(PCA)和结构方程模型(SEM)确定浮游植物叶绿素a与多个环境因子的关系并量化各因子的驱动作用。【结果】磨刀门水道浮游植物叶绿素a浓度变化范围为0.77～10.92μg/L,口门处变化为0.70～9.01μg/L,磨刀门河口动力驱动下浮游植物叶绿素a的潮周期差异显著。盐度、含沙量和氮磷营养盐亦随潮汐涨落差异显著,而水温无明显潮周期变化。【结论】外海水团对氮营养盐的稀释混合作用强于磷营养盐,而悬浮泥沙对磷营养盐的吸附作用强于氮营养盐。与氮营养盐相比,溶解态磷相对不足,限制磨刀门河口浮游植物的生长。径流(营养盐、悬沙等为代表)、潮流(盐度为代表)对河口浮游植物的影响机制不同,其中氮磷营养盐和水温起着直接作用,而悬沙和盐度间接影响浮游植物叶绿素a的变化。     

日照近岸海域水体营养盐时空分布特征

【目的】研究日照近岸海域水体营养盐时空分布特征。【方法】根据2018年2、5、8、10月在日照近岸海域开展的海洋环境调查数据,分析该海域营养盐质量浓度的时空分布情况,并对海水的富营养化状况进行评价。【结果与结论】无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO₄-P)质量浓度在秋、冬季均高于春、夏季,活性硅酸盐(SiO₃-Si)质量浓度季节变化不明显。水平区域分布上,4个季节DIN和PO₄-P质量浓度分布均呈调查海域西南部高于东北部,高值区域均位于海州湾北部海域;SiO₃-Si质量浓度总体上呈近岸调查海域高、外海低的分布特征。相关性分析表明,4个季节盐度与营养盐质量浓度呈负相关性;叶绿素a与营养盐质量浓度均呈正相关性;冬季化学需氧量(COD)与营养盐质量浓度呈负相关性,其余季节呈正相关性。四季调查各站位DIN和PO₄-P质量浓度均符合《海水水质标准》(GB3097—1997)二类标准。夏季调查中有1个站位出现富营养化现象,其余季节调查无富营养化现象。营养盐结构分析表明,日照近岸海域营养盐结构...     

氮、磷、硅对条纹小环藻生长和叶绿素a含量的影响

采用单因子实验方法研究氮、磷和硅营养盐对条纹小环藻(Cyclotella striata)生长和叶绿素a含量的影响。结果表明:在不同磷和硅营养盐浓度下,条纹小环藻比生长率μ变化显著(P<0.05),其中,硝酸盐为0.60~0.85 d-1,硅酸盐为0.49~0.61 d-1,磷酸盐为0.46~0.51 d-1。总体而言,在一定的营养盐浓度范围内,条纹小环藻的最大藻细胞密度Nmax随着氮、磷和硅营养盐浓度的增加而增大;条纹小环藻叶绿素a(Chl a)含量亦随着氮、硅浓度的增加,与Nmax增加趋势一致,但随着磷浓度的增加Chl a先增加后减小,与Nmax不一致。条纹小环藻的主要限制营养元素是氮和硅,而磷可能不会成为其短期培养的限制因子。     

徐闻珊瑚礁保护区营养盐时空分布特征

2006年8月(夏季)、2006年11月(秋季)、2007年2月(冬季)和2007年4月(春季)在徐闻珊瑚礁自然保护区灯楼角至流沙湾近岸海域调查徐闻珊瑚礁保护区的营养盐变化及空间分布特征。结果表明:徐闻珊瑚礁保护区水域溶解态无机氮以NO3--N为主,其含量超过总溶解无机氮的50%;各站点NO2--N含量相对较低,冬季NO3--N和NH4+-N含量均高于其它季节;无机磷含量在0mg/L～0.030mg/L之间变化;活性硅含量表现为夏秋季节高、冬春季节低;表层水体硝酸盐氮/无机磷原子比值(N/P)夏季较低,不存在无机磷受限情况,而冬季N/P整体较高,此时水体主要受无机磷限制。     

秋季雷州半岛近海营养盐和叶绿素a浓度空间分布及其相互关系

【目的】研究秋季雷州半岛海域东西部水体营养盐和叶绿素a(Chl-a)空间变化特征及其相互关系。【方法】根据2017年10月(秋季)的现场调查资料,分别采用镉铜柱还原-重氮偶氮法、重氮偶氮法和硅钼蓝法测定硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐,以及萃取荧光法测定Chl-a浓度,深入探讨雷州半岛Chl-a浓度空间变化的调控机制。【结果】2017年秋季,研究区域近岸Chl-a及营养盐浓度大致呈现近岸高离岸低的分布特点;雷州半岛东部海域与西部海域相比,Chl-a浓度、DIN、Si O32-,nDIN/nP比较高,而nSi/nDIN和PO43-在西部略高于东部;营养盐对浮游植物生长的可能限制因子分析结果,在雷州半岛东西部环境因子对Chl-a浓度的影响程度不同,其中盐度和亚硝酸盐是影响Chl-a浓度的主要因子。在浮游植物生长的限制因素方面,雷州半岛东部海域表现为明显的磷限制,西部海域表现为明显的氮限制。【结论】秋季调查海域营养盐和Chl-a结构变化主要受海域水文情况(河流径流,潮汐类型)和人类活动的影响。调查海域东部受到河流径流和不规则半日潮的影响,营养盐、Chl-a浓度以及营养盐比值(PO43-和nSi/nDIN除外)都比较高。西部海域由于河流径流量小、人类活动较少以及受到规则的全日潮的影响,营养盐、Chl-a浓度以及营养盐比值含量较低且分布较均匀。     

底拖网作业对珠江口香港海域底层鱼类的影响

【目的】研究底拖网作业对珠江口香港海域底层鱼类的影响。【方法】根据2007-2009年及2014-2016年在珠江口香港海域进行的定点底拖网调查数据,分析该海域在禁止底拖网捕捞实施前后鱼类种类组成及生物量和生态多样性指数,评估5种典型底层鱼类资源的变化。【结果与结论】该海域捕获鱼类种类数在禁止底拖网作业后明显增加,鱼类种类数量从44种升至73种。种类丰富度指数D变化范围为:2007至2009年,4.937~5.711,2014至2016年,6.559~7.074;多样性指数H'变化范围为:2007至2009年,1.945~2.841,2014至2016年,2.220~2.381;均匀度指数J变化范围为:2007至2009年,0.539~0.776,2014至2016年,0.557~0.600。卵鳎Solea ovata、韦式羊舌鮃Arnoglossus waitei、尖嘴魟Dasyatis zugei这3种底层鱼类禁止底拖网实施后在数量(number)和生物量(biomass)上都增幅明显。不同站位数量和生物量的数值在“禁拖令”实施后也都有所增加,其中以站位2(大屿山以北,较靠近香港国际机场海域)增加最为显著。     

湛江港海域叶绿素a浓度的高光谱遥感反演

基于表观光学法研究冬季湛江港海域高光谱遥感叶绿素a浓度的反演模型构建,结果表明,该海域单波段遥感反射率与叶绿素a浓度相关性低,波段比值和遥感反射率的一阶微分法可提高叶绿素a浓度反演精度。665nm处的遥感反射率一阶微分值与叶绿素a浓度相关性良好,相关系数可达0.84。一阶微分相关系数大于0.8的波段大部分处于叶绿素a红光强烈吸收区域,对于富营养化的湛江港海域采用一阶微分方法构建叶绿素a浓度的遥感反演模型具有合理性。     

台风对中国东南海域叶绿素a浓度影响的遥感研究

通过对台风过境前后近一个月的MODIS卫星3A级叶绿素a浓度及海表温度数据的比较与分析,发现海表温度,海表叶绿素a浓度均受到较大的影响,其中海表温度平均下降2~3℃,最高下降近10℃;同时叶绿素a浓度在湛江、阳江海域升高约1.43倍,在东海海域平均升高2.44倍,最高可达9.75倍,并且叶绿素a浓度增长有一个约3~5 d的延迟效应。由此可见,利用卫星遥感资料监测台风对海洋叶绿素a浓度、海表表温度等环境参数的变化有应用前景。     

2021年春季北部湾北部近岸浮游植物叶绿素a分布特征及影响因子

【目的】研究2021年春季北部湾北部近岸浮游植物叶绿素a(Chl-a)的分布特性及影响机制。【方法】对2021年春季北部湾北部近岸海域8个站位的现场Chl-a浓度与环境因子数据进行时空分析,利用matlab绘制等值线剖面图和相关性分析等手段,分析Chl-a的分布特征及其响应机制。【结果】1)Chl-a与海表温度(SST)的高值区均在三娘湾;2)SST、浊度(TUR)和氮磷营养盐为影响北部湾北部沿岸海域浮游植物生长的主要理化因子;3)防城港Chl-a和总溶解无机氮最大值存在9 d的显著滞后正相关,在廉州湾有显著滞后负相关,而在钦州湾有较好同步相关。【结论】2021年春季研究区域Chl-a时间变化主要受陆源输运、光照和不规则全日潮影响。不同区域Chl-a空间分布的影响因子有差异,防城港的藻类生长受营养盐限制;高营养盐的廉州湾水体因高TUR光照减弱,藻类受光限制;钦州湾和三娘湾的藻类均不受营养盐和光限制,且三娘湾的SST相对更适宜生长,该区初级生产力最高。     

近40年来珠江河口区海岸线时空变化特征及驱动力分析

海岸线对海平面上升、海岸侵蚀、港湾淤积、湿地生态资源、近海海域环境等具有重要的指示作用。利用遥感和GIS技术获取了珠江河口区1973-2015年8期海岸线数据,分析了海岸线长度、类型、空间位置的时空演化特征,提出岸线利用程度指数并定量分析人类活动对岸线的影响,最后对海岸线变化驱动力进行了探讨。结果表明：① 珠江河口区海岸线长度总体持续增加,岸线变化强度具有阶段性,1990年以前变化缓慢,1990-2000年为变化高峰期,2000年后变化强度减弱;② 1973-1990年珠江河口区以自然岸线为主,之后人工岸线成为主导岸线类型,建设围堤岸线1973年占总长度的7.09%,2015年所占比例增加到46.49%,在所有岸线类型中变化最大、比例最高;③ 研究期内,珠江河口区海岸线以向海域推进为主,年均速率达到39.10 m/a,鸡啼门-虎跳门段、磨刀门-鸡啼门段和蕉门-洪奇门段为向海延伸的热点区域;④ 40年来岸线利用程度指数稳定上升,1995年前增速较快,之后相对平缓。伶仃洋东岸岸线利用程度增幅最大;⑤ 口门整治、开发建设和围海养殖等人为活动是珠江口海岸线发生变化的主要原因,自然环境条件、人口和经济的增长以及政策因素是岸线演变的重要驱动力。     

珠江口沉积物重金属源解析及富集与生物毒性的关系

于2014年5月对珠江口东部沿岸18条入海河口的淤积滩涂采集了表层沉积物样品,测定总有机碳、铝、铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、砷、汞含量,并以其分布特征及彼此之间的统计分析结果推断各元素间的来源相似性及来源类别,探讨重金属元素富集系数与其生物毒性间的特征关系。结果表明,研究区域的北部与南部表层沉积物重金属含量高于中部,其中Hg、Cu、Zn、Cd及Cr等元素来源相似,可能来源于人为污染,而Fe、Mn与As的相关程度高,则可能来源于自然沉积环境,至于Al与Pb元素则受岩石的自然风化影响较为明显。表层沉积物中Hg、Cu、Zn、Cd、Cr、As与Pb等特征重金属的富集系数均大于2,处于中等富集状态及以上,且多介于效应浓度低值(ERL)与效应浓度中值(ERL)之间,表示不利的生物效应偶有发生。各重金属间不利生物效应的发生频率与其富集系数(αEF)呈正相关关系,且As元素致使不利生物效应发生的机率较高(Cd则反之),而Cr的不利生物效应发生频率则随EF值的增加,其加剧的程度最快(Cd则反之)。     

Phytoplankton Assemblage Structure Shaped by KeyEnvironmental Variables in the Pearl River Estuary,South China

Spatial distribution and temporal dynamics of phytoplankton community and their relationships with environmentalfactors were studied in the Pearl River Estuary （PRE）, South China, in three seasons. Salinity was considered as the key environ-mental variable controlling horizontal distributions of phytoplankton community composition. A transition from dominance offreshwater diatoms （Aulacoseira granulata and A. granulata v. angustissima） to estuarine species （Skeletonema costatum and Pseu-donitzschia delicatissima） was observed in the high flow season （summer） along the estuary gradient; in the low flow season （spring）,the inner estuary was relatively homogeneous and some typical estuarine species could be found near the river mouth. In the normalflow season （autumn）, a potentially toxic bluegreen species, Microcystis spp. was predominant in the middle reaches of the estuary,which should be seeded from upstream and transported downstream by river discharges. Phytoplankton abundance was negativelycorrelated with suspended solid content and nutrient concentration in the PRE, suggesting that turbidity and nutrient availability werethe crucial factors regulating the algal biomass. Phytoplankton abundance in the outer estuary was enhanced by increasing irradianceand continued to be enhanced until phosphorus-limitation.     

Phosphorus speciation in wetland sediments of Zhujiang (Pearl) River Estuary, China

Phosphorus fractions and adsorption-release characteristics of sediments in the Zhujiang(Pearl) River estuary wetland were investigated.Results showed that the total phosphorus(TP) content in surface sediments ranged from 648.9 mg/kg to 1064.0 mg/kg;inorganic phosphorus(IP) was the major fraction of TP and ranged from 422.5 mg/kg to 643.9 mg/kg.Among the inorganic phosphorus,the main fractions were phosphorus bound to Al and Fe(Fe/Al-P),and calcium-bound phosphorus(Ca-P),accounting for 23%–42% and 21%–67% of IP,respectively.The vertical distribution of TP contents were significantly positive correlated with organic phosphorus(Org-P) and Fe/Al-P contents.The bio-available phosphorus contents in vertical sediments varied from 128.6 mg/kg to 442.9 mg/kg,mainly existed in Fe-Al/P fraction,and increased from the bottom to top sediments.The transport of phosphorus in sediment-water interface was controlled by the soil characteristics.The active Fe and Al content was considered as the main factor that determines adsorption capacity in vegetated marsh wetland.The P buffering capacity of the sediments in vegetated marsh wetland was greater than that in mudflat wetland.The potential risk of eutrophication in the study area is high.Reducing terrestrial phosphorus discharge and preventing the sediment Fe/Al-P release to the interstitial water are the possible solutions to reduce the risk of eutrophication in estuary wetlands,and planting vegetation in estuary wetland can also reduce the release of phosphorus in surface sediment.     

珠江河口经济动物体铜铅锌镉的含量

分别于2000年4月、2001年4月和2002年8月对珠江河口水域海洋经济动物体内Cu、Pb、Zn、Cd四种重金属元素的含量进行了调查分析,结果表明,14种经济动物体肌肉Cd、Cu、Pb、Zn各元素的平均含量分别是0.08、2.67、0.05、5.69mg·kg~(-1),其变化范围为nd～0.46mg·kg~(-1)、0.24～11.85mg·kg~(-1)、nd～0.26mg·kg~(-1)、1.55～18.36mg·kg~(-1)。甲壳类与头足类生物体内铜铅锌镉含量比较接近,远远高于鱼类的含量。所检测的14种经济类海洋动物中,虾姑、乌贼Cu的含量高于其余三种元素的含量,其余12种生物Zn的含量比另三种元素含量高。三次调查该水域经济类海洋动物体铜铅锌镉的含量基本一致。与水产品中有毒有害物质限量标准比较,14种被测样品铜、铅和镉的含量全部符合该标准的要求。     

三亚河入海口与感潮河段悬浮物分布特征及潮汐之影响

河流入海口及感潮河段是陆海相互作用藕合带，受径流和潮汐的共同作用，具有独特的海洋环境。三亚河位于三亚湾的东侧，是注入三亚湾的最大河流，其流程28．8km，集雨面积337．02km^2，河床平均坡降6．09‰，总落差459．21m，三亚河属潮汐河流，平均每日纳潮量达490万立方米，年径流量为179亿立方米，现实际日纳潮量为253立方米、年径流量为92亿立方米。近年来，国内学者已对三亚湾海域开展了若干研究，如中国科学院南海海洋研究所何雪琴、南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室毛龙江等都先后报道过三亚湾的研究结果，但对三亚河口及感潮段悬浮物分布的研究目前尚未见报道。本文通过分析监测结果，研究了三亚河入海口及感潮河段悬浮物分布特征和潮汐对其影响。     

Phytoplankton assemblage structure shaped by key environmental variables in the Pearl River Estuary,South China

Spatial distribution and temporal dynamics of phytoplankton community and their relationships with environmental factors were studied in the Pearl River Estuary (PRE), South China, in three seasons. Salinity was considered as the key environmental variable controlling horizontal distributions of phytoplankton community composition. A transition from dominance of freshwater diatoms (Aulacoseira granulata and A. granulata v. angustissima) to estuarine species (Skeletonema costatum and Pseudonitzschia delicatissima) was observed in the high flow season (summer) along the estuary gradient; in the low flow season (spring), the inner estuary was relatively homogeneous and some typical estuarine species could be found near the river mouth. In the normal flow season (autumn), a potentially toxic bluegreen species, Microcystis spp. was predominant in the middle reaches of the estuary, which should be seeded from upstream and transported downstream by river discharges. Phytoplankton abundance was negatively correlated with suspended solid content and nutrient concentration in the PRE, suggesting that turbidity and nutrient availability were the crucial factors regulating the algal biomass. Phytoplankton abundance in the outer estuary was enhanced by increasing irradiance and continued to be enhanced until phosphorus-limitation.