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。     

集约用海对莱州湾水动力环境影响的数值模拟研究

在考虑水体斜压的基础上利用MIKE3三维数值模型的HD和Ecolab模块,对莱州湾的水动力环境进行了数值模拟,并将验证良好的该模型用于分析预测集约用海工程的实施对莱州湾水动力环境造成的影响。研究结果表明:工程并不会大范围改变莱州湾海域的水动力特征,影响主要集中在工程区附近,距工程新岸线约20 km处,流速变化率在15%左右甚至更小;工程造成海湾纳潮量在大小潮期分别减小0.29%和1.07%,海湾与外海水交换能力被削弱,可能会导致湾内水体污染加剧;工程实施后海湾PO_4-P平均浓度升高,DIN平均浓度降低,N/P比下降,海域磷限制作用被削弱。     

Mn-oxides and sequestration of heavy metals in a suburban catchment basin of the Chesapeake Bay watershed

The Chesapeake Bay is greatly impacted by numerous pollutants including heavy metals and understanding the controls on the distribution of heavy metals in the watershed is critical to mitigation and remediation efforts in controlling this type of pollution. Clasts from a stormwater catchment basin draining a subdivision near George Mason University, Fairfax VA (38°50.090°N 78°19.204°W) were investigated using X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microcopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) to determine the nature of Mn-oxide coatings and relationship to bound heavy metals. Mn-oxides are poorly crystalline and occur as subhedral to anhedral platy particles and more rarely as euhedral plates. Micronodules are a commonly observed texture. Chemical compositions of coatings are variable with average major constituent concentrations being Mn (33.38 wt%), Fe (11.88 wt%), Si (7.33 wt%), Al (5.03 wt%), and Ba (0.90 wt%). Heavy metals are found in the coatings with Zn being most prevalent, occurring in approximately 58% of analyses with an average concentration of (0.66 wt%). Minor amounts of Co, Ni, Pb, and Cl are observed. Heavy metals and Cl are interpreted as being derived from road pollution. Mn-oxides can serve as a sequestration mechanism for pollution but may also release heavy metals. Field and laboratory observations indicate Mn-oxides occurring on the surface of the clasts can be mechanically mobilized. This is a mechanism for transporting heavy metals into the Chesapeake Bay watershed. Deicing agents may serve as a mechanism to release heavy metals through cation exchange and increased ionic strength. This is the first detailed mineralogical investigation of Mn-oxides and the roles they may play in pollution in the Chesapeake Bay.     

辽东湾水体吸收系数区域性半分析反演算法

水体吸收系数是影响水体光场分布的重要参数,在水色遥感探测中受到广泛关注。本文利用2012年9月辽东湾区域航次调查数据分析该区域水体各组分吸收系数的分布情况,结果表明,辽东湾水体中浮游植物含量相对较高。并利用该航次数据,建立了区域性半分析算法,该算法基于相邻波段间固有光学量的线性关系,首先通过遥感反射率反演得到550 nm波段的水体总吸收系数,再通过后向散射波段相关关系外推得到其他波段的总吸收系数。经独立测试数据检验,3个波段(412、443、550 nm)总吸收系数反演的平均相对误差分别为19.71%,17.99%,9.35%,说明区域性半分析算法能较好地估算研究区域的水体总吸收系数。本文还通过引入随机误差对算法稳定性进行了检验,结果表明算法具有较好的稳定性。     

2013年春季崂山湾浮游植物群落及其环境控制

2013 年春季(3、4、5 月)对崂山湾海域浮游植物群落及其理化环境进行了3 个航次的调查研究。共鉴定浮游植物40 属75 种, 硅藻是调查区主要的浮游植物类群; 浮游植物细胞丰度平均为1.27×10⁶个/m³,3 月份的平均丰度显著高于4、5 月份(P<0.01); 优势种主要为冰河拟星杆藻(Asterionopsis glacialis)、加拉星平藻(Asteroplanus karianus)、密联角毛藻(Chaetoceros densus)和夜光藻(Noctiluca scintillans), 浮游植物群落演替明显, 由3 月份硅藻控制逐步过渡到4、5 月份硅/甲藻共同控制; 相对较低的硝酸盐水平是导致4、5 月份浮游植物丰度显著低于3 月份的主要原因; 物种–环境数据的冗余分析(RDA)结果显示, 温度、硝酸盐含量是控制崂山湾春季浮游植物分布的重要环境因子。     

面向对象的湿地景观遥感分类——以杭州湾南岸地区为例

在ENVIEX软件的Feature Extraction平台上,利用LandsatTM影像数据,采用面向对象方法对杭州湾南岸地区湿地景观进行遥感影像分类;通过与基于最大似然法、人工神经网络法、支持向量机法等传统像元方法的相应分类结果进行比较,系统分析了面向对象方法在中低分辨率遥感影像的湿地景观生态分类中的有效性。研究结果表明:①较之单一依据像元光谱值进行分类的传统方法,面向对象方法综合考虑了对象的光谱、空间、纹理、色彩等多种属性特征,因而对于类型复杂多样、分布界限模糊、光谱混淆与混合像元现象严重的沿海滩涂、湖泊、河流等湿地景观具有更好的鉴别能力,也因此获得更高的分类精度(研究区景观分类总精度为88.80%,Kappa系数为0.8765);②面向对象方法在分类中提取的是由同质性像元组成的"对象",且在合理的影像分割下得到的对象破碎化程度较低,因而能在较大程度上减小分类结果中的"椒盐噪声"干扰;而基于像元方法提取的景观类型以离散像元形式组成,难以清晰表征景观的边界、形状等信息,所以分类结果中会有明显的噪声现象;③影像分割在运用面向对象方法进行遥感影像分类过程中具有重要影响,实验结果表明,60%的分割尺度和归并尺度组合较有利于中低分辨率影像的遥感分类;④面向对象分类过程中诸如影像分割精度的评价、最优分割尺度的选取、特征空间的优化等问题,则有待今后进一步探讨。     

大窑湾海域水化要素分布及相关关系的探讨

本文依据大窑湾的环境调查资料为基础，系统地阐述了水体中化学要素ｐＨ、盐度、透明度、ＤＯ、ＣＯＤ、ＴＯＣ、浊度、悬浮物、ＮＨ４－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＮＯ３－Ｎ、ＰＯ４－Ｐ、ＳｉＯ３－Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｃｒ、硫化物、六六六、石油等分布规律。诸要素主要是在潮流水动力支配下，形成扩散带。各要素中仅有无机氮和ＰＯ４－Ｐ两项含量超标，其余要素含量范围都是处于海水正常浓度水平，属于一类海水水质。文章并对各要素进行相关关系分析。     

桑沟湾不同形态锰的分布、季节变化及影响因素

利用催化动力学分光光度法和两步提取法对2011年4月（春）、8月（夏）、10月（秋）和2012年1月（冬）桑沟湾海域溶解态无机锰(DIMn)和表层沉积物中的锰的含量进行测定。结果表明,桑沟湾4个季节（春季至冬季,后同）DIMn浓度呈现出近岸高、远岸低的分布特点,其平均浓度分别为(60.5±43.1) nmol/L、(42.0±30.5) nmol/L、(23.4±11.2) nmol/L和(18.2±13.5) nmol/L,呈现出明显的季节变化,即春季最高,夏季、秋季次之,冬季最低;与相邻的俚岛湾和爱莲湾相比,桑沟湾春季、夏季DIMn的浓度较高,秋季、冬季则没有显著性差异。桑沟湾表层沉积物中总Mn在4个季节的含量分别为(861±308) mg/kg、(915±322) mg/kg、(589±108) mg/kg、(653±185) mg/kg,表层沉积物中醋酸提取态Mn在4个季节的含量分别为(500±272) mg/kg、(502±232) mg/kg、(322±81) mg/kg、(345±91) mg/kg,两者均表现出近岸高、远岸低的分布特点。醋酸提取态Mn的含量在春季、夏季要显著高于秋季、冬季。悬浮颗粒物的吸附和浮游生物的利用是影响桑沟湾DIMn浓度与分布的重要因素。桑沟湾DIMn的源主要包括河流及地下水输送、大气输送、沉积物−水界面释放;汇主要包括养殖生物的清除、向黄海的输送等。简单箱式模型收支计算结果显示,桑沟湾DIMn的源略大于汇,表明除了养殖生物的清除和向黄海的输送,桑沟湾DIMn还存在其他汇。本研究的结果为桑沟湾DIMn的生物地球化学循环的深入认识提供了基础数据。     

胶州湾水体镉的迁移过程和环境本底值结构

根据1979年的胶州湾水域调查资料,分析重金属Cd在胶州湾水域的水平分布、垂直分布和季节变化。研究结果表明:在整个胶州湾水域,水质没有受到任何Cd的污染。在胶州湾和湾口水域只有两个Cd的来源。一个是来源于地壳岩石风化,通过陆地径流把重金属Cd注入胶州湾水域;另一个是来源于海底,经过海洋水流的作用把重金属Cd注入湾口水域。作者提出了重金属在水域的环境本底值结构:基础本底值、陆地径流的输入量和海洋水流的输入量,并且应用于胶州湾水域。作者认为在来源的迁移过程中,有陆地来源迁移和海底来源迁移。根据杨东方的水域迁移过程研究,陆地径流决定了Cd的表、底层质量浓度变化。     

Distributions and seasonal variations of dissolved carbohydrates in the Jiaozhou Bay,China

Surface seawater samples were collected in the Jiaozhou Bay, a typical semi-closed basin located at the western part of the Shandong Peninsula, China, during four cruises. Concentrations of monosaccharides (MCHO), polysaccharides (PCHO) and total dissolved carbohydrates (TCHO) were measured with the 2,4,6-tripyridyl-s-triazine spectroscopic method. Concentrations of TCHO varied from 10.8 to 276.1 μM C for all samples and the ratios of TCHO to dissolved organic carbon (DOC) ranged from 1.1 to 67.9% with an average of 10.1%. This result indicated that dissolved carbohydrates were an important constituent of DOC in the surface seawater of the Jiaozhou Bay. In all samples, the concentrations of MCHO ranged from 2.9 to 65.9 μM C, comprising 46.1 ± 16.6% of TCHO on average, while PCHO ranged from 0.3 to 210.2 μM C, comprising 53.9 ± 16.6% of TCHO on average. As a major part of dissolved carbohydrates, the concentrations of PCHO were higher than those of MCHO. MCHO and PCHO accumulated in January and July, with minimum average concentration in April. The seasonal variation in the ratios of TCHO to DOC was related to water temperature, with high values in January and low values in July and October. The concentrations of dissolved carbohydrates displayed a decreasing trend from the coastal to the central areas. Negative correlations between concentrations of TCHO and salinity in July suggested that riverine input around the Jiaozhou Bay had an important effect on the concentrations of dissolved carbohydrates in surface seawater. The pattern of distributions of MCHO and PCHO reported in this study added to the global picture of dissolved carbohydrates distribution.