莱州湾营养盐和富营养化特征与研究进展

近年来,在人类活动和自然因素共同作用下,全球近岸海域营养盐含量逐年增加,导致不同程度的富营养化问题,并产生赤潮、鱼类死亡、贝类毒化、海草和海藻床消失、珊瑚礁破坏等一系列生态环境灾害,受到各国政府和科研工作者的关注。借鉴历史资料和近期调查数据,针对渤海莱州湾的营养盐特征和来源进行了重点分析,综述了该区富营养化状况及成因,探讨了营养盐浓度和比例结构变化与富营养化问题对莱州湾生态环境的影响。     

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。     

胶州湾营养盐限制浮游植物生长的初步模拟现场实验研究

于1998年8月至1999年2月，有胶州湾采用现场添加营养盐的实验方法初步研究了硝酸盐，磷酸盐，铁，硅酸盐对浮游植物生长的限制作用。分级叶绿素a的结果显示，在1998年夏季，氮（N）或单独，或与磷（P）同时限制浮游植物的生长；在1998的秋季则可能是N与P共同对浮游植物群落产生调控作用，而在1999年冬季，硅（Si)则是首要的限制浮游植物生长的营养元素。     

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。     

2014年春季渤海浮游植物群落结构

基于2014年春季在渤海进行的水文、化学和生物方面的综合大面调查,研究了渤海浮游植物群落的结构特征,并结合文献资料,分析影响浮游植物群落结构形成的原因。结果显示：2014年渤海春季共鉴定浮游植物3门29属50种,以硅藻为主,还有少数甲藻和金藻。其中,硅藻门中圆筛藻属的种类最多,共12种,其次为角毛藻属,共5种。浮游植物总细胞丰度介于1.08×10⁴~181.09×10⁴个/m³,平均为25.47×10⁴个/m³。硅藻与甲藻细胞丰度比值为12：1,硅藻在物种数量和细胞丰度上均占有绝对优势,为渤海浮游植物的主要类群。浮游植物优势种主要为密联角毛藻（Chaetoceros densus）、斯氏几内亚藻（Guinardia striata）、具槽帕拉藻（Paralia sulcata）和夜光藻（Noctiluca scintillans）。渤海春季浮游植物群落多样性水平较低,且分布不均。渤海中部和渤海海峡海域由于单一优势种过量繁殖导致群落稳定性较差。与历史同期资料对比,渤海海域浮游植物群落出现明显的物种演替现象,角毛藻的优势地位显著性下降,斯氏几内亚藻首次在渤海大面调查中被记录为优势种。本研究为今后渤海环境生态系统和渔业资源变动的研究提供重要基础资料和参考依据。     

北黄海浮游植物营养盐限制的初步研究

于１９９７年１１月,在北黄海采用现场实验的方法,研究营养盐对浮游植的的上行效应。将浮物植的分为３个粒级：网采浮游植物（ｎｅｔｐｈｙｔｏｐｈｌａｎｋｔｏｎ,简称ｎｅｔ,２０－２００μｍ）微型浮植物（ｎａｎｏｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ,简称ｎａｎｏ－,２－２０μｍ）和超微型浮游植物（ｐｉｃｏｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ,简称ｐｉｃｏ－,〈２μｍ）实验期间ｐｉｃｏ－味绿素ａ的生物量占整个浮的群总叶绿素ａ生     

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。     

浅析浮游植物生长的营养盐限制及其判断方法

海洋中哪一种营养盐是限制因子抑或刺激因子 ,众多学者各有说法。一般认为 ,开阔大洋为氮限 ,近海为磷限制 ,个别海区有硅限制 ;在高营养盐、低叶绿素海区有铁限制。本文作者提出自己的见解 :铁是刺激因子 ,不是限制因子 ;许多海域硅是主要限制因子。为了活跃学术争鸣和讨论 ,本刊编发了此文 ,希望不同学术见解者能参与研讨。用作者自己的话说 ,叫“抛砖引玉”。     

莱州湾及渤海中央盆地南部海域沉积速率的研究

本文研究过程中,利用长箱式采样器成功地采集到未挠动的柱状样.用210Pb测年法测定了本海区现代沉积物的沉积速率和沉积通量.根据各站位210Pb本底值差异对沉积物来源进行了探讨.为研究本海区现代沉积作用,特别是了解黄河输沙对本区现代沉积作用影响提供了科学依据.     

营养盐限制的唯一性因子探究

１营养盐限制因子的热点海洋中的几种元素 ,最引人关注的营养盐Ｎ ,Ｐ ,Ｓｉ和Ｆｅ对浮游植物生长是非常重要的 ,就象陆地上给植物施肥一样 ,营养盐限制浮游植物光合作用 ,在一些海域加了Ｎ ,Ｐ ,Ｓｉ,Ｆｅ,浮游植物生长就会旺盛、迅速。因此 ,这些营养盐对海域中浮游植物的生长起着重要的限制作用。营养盐Ｎ ,Ｐ ,Ｓｉ,Ｆｅ从海上的大气层、海底的上升流以及从陆地的河流中提供 ,从而决定了在海洋表面新的有机物质生产的速率 ［８］。这样 ,希望减少大气的ＣＯ ２,促进浮游植物的生长。增加限制营养盐的更大有用性是提高了海洋表面的初级生…     

渤海春季和秋季的浮游动物

于1998年9-10月和1999年4-5月用浮游动物中网在渤海调查了浮游动物群落，在1998年秋季记录到47种浮游动物，而1999年春季仅有27种，结果表明，4个航次浮游动物总丰度（不包括夜光虫）分别为136-31270、558-6719、508-13843、521-12945ind/m^3。在1998年秋季的调查中，小拟哲水蚤和拟长腹剑水蚤是优势种，小拟哲水蚤的丰度在9月和10月分别为6.8-30902ind/m^3和60-4050ind/m^3，拟长腹剑水蚤的丰度在9月和10月分别为0-8316ind/m^3和32-3679ind/m^3，在1999年春季的调查中，双毛纺锤水蚤和腹针胸刺水蚤是优势种，在4月的调查中，双毛纺锤水蚤的丰度在0-8389ind/m^3，腹针胸刺水蚤的丰度为0-3582ind/m^3，在5月的调查中，双毛纺锤水蚤的丰度达到0-11941ind/m^3，腹针胸刺水蚤的丰度为3-8238ind/m^3。拟长腹剑水蚤、小拟哲水蚤和双毛纺锤水蚤是个体较小的浮游动物，普查大网资料得出的丰度大大低于中网资料得出的丰度。因此，个体较小的浮游动物应该作为浮游动物的重要组成部分来研究，中网的样品不容忽视。     

渤海现代沉积的研究

根据测定的１２个箱式和１１个柱状岩芯的＾２１０Ｐｂ放射性强度，首次系统地介绍了渤同代沉积速率（１００ａ时间尺度）。从＾２１０Ｐｂ的垂直分布特征和确切的地层年龄着手，结合有关资料，探讨了渤海近百年的沉积环境和沉积格局，利用放射性同位素＾２１０Ｐｂ不仅对研究所形成地层的沉积作用和混合作用过程具有重要意义，而且对海洋油气开发地质工程的调查与评价提供科学依据。     

渤海中部和渤海海峡及邻近海域浮游植物群落结构的初步研究

对渤海调查区浮游植物的群落及其动力学进行了初步研究。结果表明 ,浮游植物群落主要由硅、甲藻组成 ,也有少数的蓝藻、绿藻和硅鞭藻出现 ,其生态类型主要为温带近岸型。粒级大小以微型浮游植物为主 ,依次为小型浮游植物 (包括网采浮游植物 )、微微型浮游植物。浮游植物群落的平面分布与各环境因子密切相关 ,其中水体中化学和生物相互作用所形成的浮游植物团块是其平面分布的主要特征。调查海域存在三个典型的浮游植物区划 :渤海海峡区、渤海湾区和黄河河口区。追踪实验的结果表明 ,调查区浮游植物群落短周期 (几天 )的变化是由关键种所驱动而非优势种。渤海海峡浮游植物群落的周年变化为双周期型 ,春季水华主峰出现在 4月 ,而秋季次高峰出现在 9月。春季浮游植物以小型细胞硅藻占优群落为主 ,秋季以大型细胞硅藻 甲藻联合占优群落为主。群落季节和周年的变化以种类演替 (speciessuccession)为主而非种类接替 (speciessequence)。与历史调查资料相比 ,1 998— 1 999年的观测表明浮游植物群落由硅藻占绝对优势逐渐转变为硅藻 甲藻共存为主的群落。甲藻的占优以及绿藻在特定时期的普遍出现反映了渤海海区营养盐结构比例变化对海区生态系统结构的影响 ,氮 /磷比率的增加和硅 /氮比率的降低是造成这一结果的     

渤海鱼类群落结构特征的研究

根据１９８２－１９８５年和１９９２年８月－１９９３年６月间渤海渔业增殖生态学调查所得的１０９０网次定量资料，运用数理统计的方法，分析鱼类群落结构多样性综合指标的变化特征。结果表明，在１９８２－１９８５年间渤海鱼类鱼种数为１１９种，其中暖温种居首位，占５７．９８％；暖水种次之，占２８．５７％；冷温种种数最少，占１３．４５％。群落结构的季节变化规律呈现单周期型，１０月份鱼种数最多，达８３种；２月份仅为     

秋季和春季黄渤海黄色物质空间分布特征

利用2013年秋季和2014年春季两个季节黄渤海现场数据对黄色物质的水平分布及垂向分布的变化进行研究,并初步分析了其主要控制因素。垂向黄色物质表现为底部高上层低的特征。其中,秋季混合作用加强导致上层40m黄色物质混合较为均匀;春季北黄海温盐跃层已经形成,黄色物质分布开始出现明显的分层现象,上下层浓度差约为2?g/L。春季南黄海盐度跃层尚未形成,水深小于50m的水层黄色物质垂向分布均匀,近岸和远岸海域浓度分界线明显。水平方向上,黄色物质在秋季和春季分布趋势一致,由渤海、北黄海至南黄海浓度依次降低,且呈现出由近岸向中央海区递减的趋势,但整体上春季浓度较秋季明显偏低。海表盐度与黄色物质浓度两者整体上呈现负相关关系,可以将黄色物质浓度分布作为研究黄海暖流走向、划分水团性质的重要指标。     

渤海强壮箭虫摄食的初步研究

阐明了强壮箭虫营浮游动物食物，主要捕食桡足类。真刺唇角水量、双刺唇角水蚤和小拟哲水蚤是它的主要捕食对象。强壮箭虫有同种相残的弱性，但发生频率不高。其消化道内的小颗粒硅藻和甲藻并非由它主动摄入。     

黄渤海海水中丙烯酸的生成与降解的初步研究

在黄渤海海域对β-二甲基巯基丙酸内盐（DMSP）降解产生丙烯酸和丙烯酸的降解过程做了初步研究。结果表明,海水中有明显的DMSP降解和丙烯酸的生成现象。在DMSP降解初期,DMSP不断降解,丙烯酸则在经过1 h后浓度开始上升,达到最大值后再次下降。起始DMSP浓度越高,降解得越完全,且丙烯酸最大值越大。在观测的5 h内,丙烯酸的表观降解速率总是大于DMSP的表观降解速率,且两者都与初始浓度成正相关。在丙烯酸的降解过程中,黑暗条件下起始浓度越大,丙烯酸变化速率越大,而光照条件下则恰好相反。光化学反应中前2 h表现为丙烯酸的光化学生成,而后2 h表现为光化学降解。     

东海营养盐结构的时空分布及其对浮游植物的限制

本文根据2013年东海海域(120°—128°E、25°—33°N)春、夏、秋、冬的4个航次调查资料,分析了营养盐结构的时空分布并探讨其对浮游植物生长限制的情况。结果表明:(1)东海DIN(无机氮)/P(磷)、Si(硅)/DIN及Si/P比值受各种水团及浮游植物生长周期的影响较为明显,长江冲淡水与沿岸水的交汇作用控制着全航次DIN/P比值,基本呈近岸高、远海低的分布规律,而Si/DIN比值的分布则相反。春、夏季Si/P高值区主要分布在近岸,而秋、冬季则开始由中部海域向远海扩展。(2)研究海域浮游植物的生长主要受到N和P的限制,126°E以西的近岸及中部海域以P限制为主,而126°E以东的黑潮区受N限制;在季节变化上又以夏季受到营养盐的限制最明显。(3)与2001—2010年同期历史资料相比,2013年夏季航次受P限制站位数量比过往10年有所增加,限制范围由28°—32°N、123°E以西的长江口及浙北沿岸海域扩展到了126°E以西的东海中部及近岸水域;受N限制站位基本集中在126°—127°E以东黑潮区海域,但空间范围比十年前增大。