福州沿海赤潮暴发的物理-生态耦合模拟研究

基于物理-生态耦合数值模型对2019年5月发生在福州连江黄岐半岛附近海域的赤潮事件进行研究,采用时空分析和叶绿素变化率方程诊断的方法,对该赤潮事件的形成过程和成因进行分析.结果 表明:冷空气减弱造成的垂向层化和闽江口附近海域的离岸流输运共同作用,促进了此次赤潮的发生.     

东亚气候的年代际变化对中国近海生态的影响

回顾了近几十年来中国近海赤潮的发生,利用长时间序列NCEP、ERA-40、HadISST和SODA等大气海洋高分辨率的再分析资料以及经验正交函数（EOF）方法,分析了近50a来东亚气候的异常变化,包括东亚夏季大气环流的年代际变化,东亚大气环流散度场、中国近海表层海温（SST）和经向海面风应力的时空特征及其与中国近海环境和生态异常的联系.结果表明,20世纪70年代末以来,中国大陆东部和东海近岸从长江口至台湾海峡附近海域上空的低层大气辐合表现为年代际增强,与该海域赤潮的发生在气候态时间尺度上有显著的对应关系,而低层大气辐合的偏强则有利于该海域上升流的形成和加强,易促使沉积于海底的营养盐和蛰伏的赤潮藻孢囊（休眠细胞）运移至海水表层;并且,近30a来中国近海出现了SST持续上升和经向海面风应力不断减弱等有利于赤潮发生以及海洋生物地理分布变化的年代际气候异常现象.这表明东亚海洋大气的年代际异常可能是该海域20世纪70年代末以来赤潮等生态灾害频发和中国近海海洋生物地理分布变化尤其是鱼类物种北移的重要原因之一.     

近十年福州沿海赤潮的基本特征研究

收集统计了2008—2017年的福州沿海赤潮记录历史资料,对近十年福州沿海赤潮的基本特征进行综合分析,结果表明:(1)2012年赤潮发生的次数最多,2010年赤潮发生的面积最大。近五年(2013—2017年)与之前五年(2008—2012年)相比,赤潮的年发生次数、持续天数和发生面积都呈明显减少的趋势;(2)赤潮的发生期为3—9月,高发期为5—6月;(3)赤潮主要发生在黄岐半岛沿海、闽江口沿海、长乐沿海、福清湾-海坛海峡海域和罗源湾海域,大部分发生在黄岐半岛沿海。封闭型和半封闭型海域发生的赤潮较多,不同藻类的空间分布存在较明显的区域特征;(4)引发福州沿海赤潮的藻种有8种,分别是东海原甲藻、中肋骨条藻、米氏凯伦藻、夜光藻、柔弱拟菱形藻、圆海链藻、刚毛根管藻和丹麦细柱藻,其中前3者为主要影响种,作为其中唯一的有毒藻种,米氏凯伦藻虽然在发生次数、持续天数和发生面积上占比均不大,但是近十年福州沿海几乎所有由赤潮灾害导致的重大渔业经济损失均与其有关。     

“百合”台风对海表温度及水色环境影响的遥感分析

利用SeaWiFS及NOAA卫星资料,基于均值合成算法,分析了"百合"台风对海表温度(SST)、海表叶绿素a浓度及海水透明度的影响,结果表明,整个研究海域(22°～30°N、121°～131°E)的平均SST从台风前的25.48℃下降到22.45℃,平均下降幅度为12.95%.在台风盘旋的中心区域(26°～28°N、123°～127°E),SST平均下降了5.40℃,下降幅度达21.20%,SST下降最大的是9月14日,整个研究海域平均SST仅为13.48℃.整个研究海域海表叶绿素a浓度在台风期间有较大的增加,从台风前的0.425 mg/m3(平均值)上升到0.537 mg/m3,平均增长26.35%.除浙江近海外,台风核心区域海表叶绿素a浓度增幅最大,达1.695倍,表明台风风力越强,台风停留时间越长,对海表叶绿素a浓度增加的贡献就越大.这一增加有利于海洋生物的生长,有利于提高初级生产力和改善海洋生态环境.在"百合"台风期间,海水透明度却有一定程度的降低,从台风前的16.84 m(平均值)下降至台风后的12.67 m,平均降幅为24.76%,降幅最大的是24°～26°N、125°～127°E区块,平均下降了7.96 m,降幅高达47.6%;总体上台风核心区域南部的海水透明度降幅大于区域北部,台风核心区域东南部的海表叶绿素a浓度增幅大于区域东北部.同时,对整个研究海域分割成2°×2°大小的区块,以每个区块的海表叶绿素a浓度、SST和海水透明度的均值代表该区块的值,对台风前、后海表叶绿素a浓度、SST和海水透明度的变化进行相关性分析,发现海表叶绿素a浓度的变化与SST和海水透明度均呈负相关性,且台风期间海表叶绿素a浓度增加的百分比与相应区块海水透明度下降的百分比之间的相关系数达0.821.     

渤海西部2次赤潮过程的气象因子对比分析

利用加密自动站资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、海表温度(SST)资料和常规观测资料等气象资料,对2009年5月31日—6月13日和2012年5月18—28日发生在渤海西部海域的2场相似气象因子影响下的典型高影响赤潮过程进行了对比分析。初步结果表明:(1)2场高影响赤潮过程都发生在春末夏初的赤潮高发期,持续时间在10天以上;(2)赤潮爆发前期,伴随有暖湿气流影响形成适度降水,渤海西部的周平均海表温度(SST)升温明显,且SST≥16.2℃,赤潮发生海域为SST的暖脊控制,对赤潮过程的潜势预报有明显的指示意义;(3)850 h Pa以下层次的温度迅速上升,近地层西南暖湿气流的加强和地面6 m/s以下偏南、东南气流在渤海西部海域的汇合,利于渤海西部海洋浮游生物积聚和突发性繁殖,是赤潮形成的重要气象因子特征。     

闽三角海域赤潮发生的时空特征

赤潮是海洋生态系统异常的重要指标。本文收集1986～2017年闽三角海域的赤潮事件,基于GIS技术分析赤潮的时空分布特征。结果表明:32年来,闽三角海域赤潮发生98次,赤潮高发区在厦门西海域、同安湾和泉州湄洲湾海域;闽三角海域赤潮年际发生次数呈波动变化,一年中赤潮高发期集中在5～8月;中肋骨条藻、角毛藻及旋链角毛藻是闽三角海域的赤潮优势种,具有一定的区域分布特征;有毒赤潮事件发生频率有增加趋势。本文系统性地总结了闽三角海域赤潮时空特征,为该区域的赤潮风险分析和预防提供依据。     

基于GIS的近30年长江口及其邻近海域赤潮时空分布特征研究

收集了1990年—2019年长江口及其邻近海域(120°30'E～123°30'E,29°00'N～32°30'N)记载的赤潮事件,基于GIS软件对所有赤潮事件进行整理,分析了赤潮的时空分布规律,并绘制长江口及邻近海域赤潮分布图.结果表明:近30年来,长江口及其邻近海域赤潮经历了先升高后下降的过程,赤潮次数共计144次,赤潮面积>1000 km2有28次.赤潮发生核心区集中在长江口外、花鸟山-嵊泗列岛、岱山岛-中街山列岛、舟山岛-朱家尖岛海域;长江口及邻近海域赤潮多发期为5—8月,5、6、7、8月发生的赤潮次数分别占总数的28.37％、34.75％、17.78和9.29％;东海原甲藻(Prorocenrum donghaiense)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是长江口及其邻近海域最常见赤潮肇事种,发生次数分别为55次和40次,占统计总次数的38.19％和27.78％,2000年以来,东海原甲藻赤潮发生频率呈上升态势.     

6-8月我国赤潮发生次数和面积大幅减少

国家海洋局近日发布的赤潮监测情况显示：今年6～8月，全国海域共发现赤潮15次，累计面积2874平方千米，与2007年同期相比，赤潮次数减少29次，累计面积减少2984平方千米。而且，今年的赤潮分布趋势有所不同。往年6—8月，全国赤潮主要分布于浙江沿岸海域，福建厦门、霞浦、黄岐近岸海域，广东深圳沿岸海域和青岛、秦皇岛、天津、黄骅等渤黄海沿岸海域。     

中国南海及邻近海域SST时空分布和变化特征分析

基于2003—2015年的国产自主SST多源遥感融合数据,以中国南海及邻近海域为研究区,开展了SST时空分布和变化特征分析,结果表明:SST的空间分布总体呈现南高北低的特点,在研究区内,纬度每降低1°,SST增大约0.19℃,在近赤道区域,纬度每降低1°,SST约增大0.30℃;SST区域极大值的季节变化特征明显,冬季SST极大值均分布于5°N以南海域,夏季多分布于15°N以北海域,春秋两季分布介于冬春两季之间,秋季略偏向南海北部,春季略偏向南海南部。从时间变化上看,研究区SST呈现震荡上升趋势,上升速率约0.04℃/a;南海南部SST变化比较平缓,SST年变化速率一般小于0.04℃/a;近岸海域受人类活动的影响,SST年变化速率一般在0.05℃/a以上;在河口沿岸海域,受温度较低的冲淡水影响,SST升温不明显。     

夏季东海渔场鲐鱼产量与海洋环境因子的关系

根据2002～2004年7～9月我国东海灯光围网渔业生产统计数据,结合卫星遥感获取的海表面温度(Sea surface temperature, SST)、叶绿素a浓度及海面高度数据(Sea surface height,SSH),分析鲐鱼渔场分布与其SST、叶绿素a浓度和SSH之间的关系.统计各月鲐鱼产量在SST、叶绿素a浓度上的频次分布,以确定各月中心渔场的最适SST和叶绿素a浓度范围,并对不同月份鲐鱼产量与SST和叶绿素a浓度关系进行分析和比较.利用Marine Explore4.0软件将每日鲐鱼产量和SSH图像进行空间展布,分析中心渔场形成与SSH分布的内在规律.研究结果显示,鲐鱼产量和当年SST成正比,东海SST的高低基本上决定了当年鲐鱼产量的高低,但并未发现叶绿素a浓度越高渔获产量也越高的规律,说明叶绿素a浓度并非鲐鱼渔场形成的最主要因素.夏季东海SST、叶绿素a浓度分布状况及其分布的季节变化决定了夏季东海鲐鱼作业渔场在东海南部和北部适宜SST、叶绿素a浓度不同的范围,但各年渔场SST以及叶绿素a浓度分布的总体趋势一致,鲐鱼产量集中分布在叶绿素a浓度较低、SST较高的东海南部渔场和叶绿素a浓度较高、SST较低的东海北部长江口渔场:7、8月鲐鱼中心渔场分布在东海南部海域,最适SST分别为27～29 ℃和28～30 ℃,最适叶绿素a浓度均为0.10～0.30 mg/m3;9月东海南部渔场最适SST为27～28 ℃,最适叶绿素a浓度为0.10～0.30 mg/m3,东海北部渔场最适SST为26～27 ℃,最适叶绿素a浓度为1.00～3.00 mg/m3.鲐鱼渔场和SSH之间有很好的匹配关系,中心鱼场通常位于SSH极大值和极小值交汇的海域、并靠近极大值海域一侧,即出现在冷水团和暖水团交汇区靠近暖水团一侧.研究表明,渔场最适SST和叶绿素a浓度以及SSH作为确定潜在中心渔场的指标各具优势,将三者结合、综合分析,预报潜在渔场的位置更为可靠.     

2005～2007年厦门岛周边海域水体叶绿素含量的时空变化特征

利用2005～2006年每年5、8、11月份和2007年5、8、10月份厦门周边海域27个测站共9个航次现场跟踪监测资料,研究了该海域水体叶绿素含量的时空变化特征.结果表明：监测期间厦门岛周边海域表层水叶绿素a含量在0.28～28.55μg/dm^3之间,平均值为3.47μg/dm^3,平均占总叶绿素含量的70.4%;底层海水的相应值分别为0.29～18.69、3.36μg/dm^3和71.8%.表层海水叶绿素b含量在0.00～6.95μg/dm^3之间,平均值为0.78μg/dm^3;底层水的相应值分别为0.00～4.15、0.72μg/dm^3.表层水叶绿素c含量在0.00～8.13μg/dm^3之间,平均值为0.93μg/dm^3;底层水的相应值分别为0.00～5.51、0.83μg/dm^3.表、底层水叶绿素a含量的年际变化趋势相似,高峰值都出现在2006年,低谷值都出现在2005年,总体上呈逐年上升趋势.各年中叶绿素a含量的季节变化与某季节是否出现赤潮有明显的关系.在正常年份中,表、底层水叶绿素a含量季节变化曲线的峰、谷值较多出现在8月和11月;但出现赤潮时,则发生赤潮的当月（如2006年5月）一般都成为当年叶绿素a含量的峰值所在月.监测期间调查海域水体叶绿素a含量的平面分布较复杂,在正常情况下,尽管其各季的平面变化梯度差异明显,但仍大致呈西北沿岸水体的较高,向东南逐渐递减的分布态势,其高值区常出现在宝珠屿以西和九龙江口附近海域.但在发生赤潮时,其叶绿素a含量的平面变化增大,赤潮区水体的叶绿素a含量为高值中心.如2006年5月调查海域水体叶绿素a含量的平面变化大,出现赤潮的东南部海域的最高,九龙江口海域的次之,未观测到赤潮的同安湾和厦门西港大部海域水体的叶绿素a含量最低.     

深圳海域红色赤潮藻赤潮在线监测数据变化及其成因分析

对2016年深圳大鹏湾海域红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)赤潮过程的浮标数据进行分析,赤潮期间叶绿素a最高达到123.0μg/L,DO和pH在赤潮期间显著升高,最高值分别达到19.78 mg/L和8.78;赤潮期间水温相对较低,变化范围为14.48~20.34℃。本次赤潮始发于盐田至大梅沙附近海域,并随潮流扩散至其他海域,前期水温升高对赤潮起到了促进作用,2016年2月营养盐(特别是氨氮)突然升高是本次赤潮的直接诱因。结合广东省近10年的赤潮发生情况,发现红色赤潮藻近几年已成为深圳及广东省海域的赤潮优势种。     

基于两种数据集的全球SST变化趋势的对比研究

分别利用了来自NOAA和Hadley中心的SST(Sea Surface Temperature)资料,分析了全球海域每个网格点上SST的变化趋势,并将两种资料分析的结果进行比较。研究发现:近150a期间,全球大部分海域的SST以0.003℃.a-1左右的速度显著性逐年线性递增,仅在格陵兰南部海域和两极部分海域呈显著的逐年线性递减趋势;NOAA的SST变化趋势的区域性差异比Hadley的SST明显,但后者变化趋势的强度稍大于前者;不同海域SST的逐年变化趋势由不同的季节主导;在1910年为近150a来SST的最低点,之后缓慢上升,在1942年附近达到1个相对高点,而后略有下降,但很快又恢复上升趋势,上升趋势一直延续至今。     

罗源湾海洋环境现状调查与分析

罗源湾位于福建沿海东北部,北邻宁德三沙湾,南隔黄岐半岛与闽江口连接,其地理坐标介于26°18′-26°31′N,119°34′-119°51′E之间.罗源湾海域位于福州市行政区划内,分属罗源、连江两县管辖.罗源湾口小腹大水深,避风遏浪,自然地理条件优越,具有开发深水泊位码头的优良条件,同时也是发展渔业生产的理想海域,长期以来一直是福州市海水养殖的重要基地.     

舟山近岸海域富营养化评价

舟山近岸海域是我国赤潮多发区，尤其是长江口每年常有大小不等的赤潮发生。海水富营养化是引发赤潮的主要因素。过高或过低的氮磷比也可能引发赤潮藻的大量繁殖，产生赤潮。本文利用1996-2000年舟山近岸海域26个站位的海水水质数据来评价该海域的富营养化状况、氮磷比及其变化趋势。结果表明该海域富营养化程度和氮磷比值较高，离岸近和受大陆径流影响大的站位和海区其值更高，氮磷比与赤潮的关系更密切。     

广东沿海赤潮与海洋水文气象关系研究

根据广东沿海发生赤潮的实测资料,重点分析了1997年10月至1998年5月广东沿海赤潮发生与海洋水文气象的关系.结果表明：棕襄藻（Phaecystis cf globosa Scherffel）和三宅裸甲藻（Gynmodiniu mmikimoloi）最大增殖速率的发生条件为：海水温度（以下均是日平均值）21.9℃～26.9℃.盐度26.68～32.01,气温22.9℃～27.1℃、风速0.2-4.3m/s、气压1 002.2～1 011.9hPa、相对湿度83%～94%.认为1997-1998年赤道太平洋上层海洋水温异常变化,导致1998年中国东南沿海水温和气温偏高,风速偏弱,盐度偏低,相对湿度偏高,气压偏低,容易发生赤潮;而降水量多少对1998年广东沿岸海域赤潮形成和发展也有重要影响.发现春夏季当海平气压和盐度出现下降趋势,气温、水温和相对湿度呈上升趋势,风速呈减弱趋势时容易发生赤潮,赤潮发生海域主要位于500 hPa图上的副高北沿,赤潮发生海域均位于槽前.在850hPa图上,华南地区则出现较强的切变线环流.地面天气图上,赤潮发生时在南岭附近有锋面系统存在,海面风速较弱,风向偏东.     

1998年冬春季粤港赤潮爆发海区异常高SST成因分析

根据海洋站、气象站的观测资料和历史文献,较系统地分析了1998年冬春季粤港发生大规模赤潮期间广东沿海海表水温（SST）变化特点及异常高SST的原因。结果表明,1997年4月至1998年6月,月平均SST呈准同步变化趋势。赤潮大爆发期间各站的季平均海表水温距平（SSTA）为1．1℃～1．5℃,达到异常高SST标准。其中月平均SSTA达1．5℃-2．0℃。SSTA有两个明显峰期分别出现于1997年12月-1998年1月和1998年4-5月。异常高SST的主要原因是全球气候变暖,受强EI Nino影响、冬季风异常弱、南海高压持续偏强。     

珠海桂山岛米氏裸甲藻赤潮对鱼鳃损伤的病理学组织观察

1998年3～4月广东沿海及香港海域爆发了大规模的米氏裸甲藻(Gymnodinium mikimotoi)赤潮.此次赤潮发生范围广,持续时间较长,给广东省及香港的海洋渔业造成了巨大的损失,据统计粤港两地因此造成的经济损失达3.5亿元,其中广东省近5000万元(羊城晚报,1998年4月25日).为了研究此次赤潮发生过程中赤潮生物变化趋势及赤潮引起大量死鱼的原因,笔者对发生赤潮的珠海桂山岛海域浮游植物进行了定性、定量分析,同时对赤潮发生水域养殖鱼类鳃组织进行了病理组织学观察,为进一步研究此类赤潮的成因、消长及防治研究打下基础.     

我国海域赤潮发生与海温及厄尔尼诺的相关分析

分析2000年以来我国海域赤潮发生次数和面积,以及期间与厄尔尼诺指数关系,分析认为①海域表温对我国4个海域赤潮发生有较显著影响.②2000～2007年4个海域发生的赤潮次数:东海>渤海>南海>黄海;2000～2007年4个海域赤潮发生面积:东海>渤海>黄海>南海.③1986～2007年厄尔尼诺对赤潮发生次数有一定的影响,4个海域赤潮发生次数与厄尔尼诺的相关程度不同:东海>南海>渤海>黄海,其中1999年后厄尔尼诺对中国近海赤潮发生次数具有显著影响.④1977～2007年发生的10次厄尔尼诺事件对厄尔尼诺年的次年我国海域赤潮发生的次数有比较显著的影响.     

风暴潮过后秦皇岛海域两次赤潮过程浮标数据变化

使用2016年7月22日-8月12日水质自动监测浮标数据,对秦皇岛近岸海域两次赤潮的诱因进行分析。第一次赤潮由夜光藻(Noctiluca scintillans)引发,赤潮期间Chl a浓度最高达到38.84μg/L,平均水温为26℃,盐度在15.9~29.1之间大幅度波动;第二次赤潮由诺氏海链藻(Thalassiosira nordenskioldi)和丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)引起,赤潮期间Chl a浓度最高达到35.12μg/L,水温较赤潮发生前升高2℃。研究结果表明,风暴潮为夜光藻赤潮的重要诱因,温盐变化也影响着赤潮生物种类的演替。