东海近海海域营养盐分布特征及其与赤潮发生关系的初步研究

根据2002年4月25日～5月2日的调查数据,分析了东海近海海域营养盐(NO3--N,PO4^3-P,SiO3^2-Si,NH4-N等)的分布特征,并初步探讨了营养盐分布与赤潮发生的关系．结果表明,调查海区营养盐浓度较高,与国家一类海水水质相比,无机氮和无机磷的超标率分别为46％和60％,长江口及杭州湾附近海域富营养化程度比较严重．调查海域由于受沿岸长江等河流输入的影响。营养盐浓度自近岸向外海快速递减,等值线几乎与海岸线平行．根据调查结束后赤潮发生的特点和区域,表明营养盐浓度的增加,尤其是DIN和PO4^3-P的增加,与赤潮的发生有一定关系。但本次赤潮并不是发生在营养盐浓度最高的海区,因此,富营养化并不是诱发本次赤潮发生的唯一环境因素．     

东海赤潮高发区沉积物中营养盐再生速率的研究

2001年5月和2002年5月在东海赤潮高发区的4个站位(E4、E5、DB6、DCl0)对沉积物表面分别充氮气和空气进行培养,研究沉积物．水界面营养盐交换通量在不同条件下的变化规律,以及该海域沉积物中营养盐的再生对水体中营养盐的贡献．结果表明,各溶解态营养盐在还原条件下的迁移较为活跃．在距离陆地较近的海域,营养盐一般由水向沉积物中扩散,且距陆地越近,交换通量越大;而在上升流区,营养盐多由沉积物中向水中扩散．东海赤潮高发区沉积物是SiO3^2-的源,对初级生产力的贡献占6％．同时,东海赤潮高发区沉积物是氮、磷营养盐蓄积库．该海域沉积物每年从水体中吸附的DIN、PO4^3-分别占长江输入的5．9％、67％,沉积物一水界面对水体中SiO3^2-的贡献占7．8％．       

浮游植物对溶解态Al的清除作用实验研究

近期黄、东海溶解态Al调查结果显示,赤潮爆发过程中溶解态Al的含量会明显降低,说明浮游植物生长对Al的生物地球化学循环有着重要的影响。本文在此背景下通过实验室培养,初步探讨了不同浓度Al加富条件下部分硅藻（新月菱形藻、中肋骨条藻、威氏海链藻）和甲藻（东海原甲藻）对溶解态Al的清除机制。结果表明：培养液中溶解态Al在硅藻的指数生长期会出现明显的下降,在衰亡期略有回升,而甲藻生长过程对水体中溶解态Al的这种清除相对于硅藻并不明显。采用痕量元素淋洗试剂对浮游植物进行淋洗,以区分细胞内结合态Al和细胞外吸附态Al的含量。淋洗实验结果表明：指数生长期硅藻细胞内结合态Al占浮游植物细胞内总Al含量的比例约为20%-80%,且稳定期的硅藻细胞内结合态Al的比例较指数生长期有不同程度的增加,说明硅藻在生长过程中会主动吸收溶液中的溶解态Al,实验结果对深入认识Al的海洋生物地球化学循环提供了重要的证据。     

我国近海赤潮多发区域及其生态学特征

根据有关的研究资料,分析我国近海赤潮多发区分布、主要赤潮生物种类、环境状况及赤潮发生生态学特点.结果表明,我国辽东湾、渤海湾、莱州湾、大连湾、长江口、舟山海域、杭州湾、厦门湾、柘林湾、大鹏湾、珠江口等为赤潮多发区.引发赤潮的因素较多,它与气象、水动力、营养盐及生物环境的变化密切相关,人类活动(如海水养殖、陆源污水排放等)影响加剧近海富营养化是引发赤潮的重要因素;但富营养化并非发生赤潮的唯一条件,低营养海区也可能发生赤潮.目前对诱发赤潮的关键因子及赤潮发生机理,应加强定点长期监测和开展深入研究.     

深圳湾海域赤潮生物演变及赤潮预警关键因子分析

2020年5月初,深圳湾海域发生近5年来首次赤潮, 面积达到6 km2, 前期赤潮优势种为中肋骨条藻(Skeletonema costatum), 后期转变为赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)。布放于深圳湾海域的海洋环境综合浮标自动监测到了赤潮发生过程的海水水质和生态数据变化: 赤潮发生前(4月底)硝酸盐和磷酸盐均大幅升高; 赤潮发生期间, 叶绿素a浓度迅速升高, 最高值达到127.1 μg·L-1(5月2日), 海水温度持续升高, 盐度整体下降; 5月4日开始, 赤潮逐渐消散, 当日水温日均值达到28 ℃以上, 风力也开始升高, 盐度则继续降低。经研究分析, 本次深圳湾赤潮的主要调控因素可能是水温, 活性磷酸盐大幅升高可能是引发中肋骨条藻大规模增殖的诱因, 而赤潮后期的陆源水体输入导致的悬浮物增加导致了赤潮快速消亡。本次赤潮优势种从硅藻到针胞藻的转变, 主要原因可能是赤潮前期磷酸盐快速消耗导致的磷供应不足。通过数据分析发现, 近十几年来, 深圳湾海域赤潮生物逐渐从硅藻转变为甲藻及其他藻类, 其原因与海域氮磷比持续升高、磷成为限制因子有关, 故海域赤潮监测预警应重点关注磷酸盐的变化。     

黄渤海海水养殖自身污染的评估

探讨了投饵和非投饵两种养殖方式自身污染对海洋环境的影响.结果表明,海水养殖产量与营养盐类、COD和赤潮发生次数均呈正相关关系,其中无机氮含量和赤潮发生次数与虾养殖产量有显著正相关关系,说明海水养殖自身污染对邻近海域富营养化及赤潮发生有一定影响.通过黄渤海海水养殖向海洋排泄氮、磷、COD等污染物估算,分别占相应陆源污染物排海量的2.8%、5.3%、1.8%.虽然与人类其他活动向海洋排污量相比,水产养殖的排污量所占比重还不算大,对于某些局部水域,特别是海水养殖密集区,将对海洋环境的影响产生叠加作用,很可能成为刺激近海富营养化和赤潮发生的一个重要因素,应引起足够的重视.     

沿岸海域富营养化与赤潮发生的关系

综述了赤潮的发生与沿岸海域富营养化的关系。近几十年来,人类活动使得天然水体的富营养化进程大大加速。营养负荷的增加与高生物量水华的增多相联系。控制营养输入后,浮游植物生物量或有害藻类水华事件也相应减少。营养的组成与浮游植物的种类组成及水华的形成有密切联系。有机营养对有害藻类水华的促进作用受到关注。营养输入时机影响浮游植物种间竞争的结果,因而对浮游植物的群落演替具有深远影响。由于浮游植物存在生理差异,因而对营养加富的反应因种而异。营养在调控某些有毒藻类的毒素产量方面也发挥着重要作用。此外,营养输入与藻类水华之间存在复杂的间接联系。当然,营养状况并非浮游植物群落演替的唯一决定因素。研究结果提示,控制营养输入、减缓水域富营养化是减少有害藻类水华发生的有效途径,而深入研究典型有害藻类的营养生理对策则为防治并最终消除有害藻类水华提供了理论基础。     

赤潮过程浮游植物与营养物质时间变化率研究

利用2000年大亚湾澳头海域赤潮定点连续调查资料及其多年现场调查资料,采用灰色回归模型,综合分析赤潮发生过程水体中浮游植物细胞密度与营养物质(NO3-、NH4+、PO4^3-、SiO3^2-、Fe)的时间变化率关系,分析了叶绿素a含量与浮游植物细胞密度相互关系．结果表明,预测值与实测基值本一致,复相关系数范围在0．51～0．83．当水体叶绿素浓度为5．8μg·dm-3,预示可能发生赤潮,通过采样分析水体叶绿素a含量或利用水色卫星遥感资料反演水体叶绿素浓度,计算浮游植物细胞密度,为赤潮的预测预报提供简便有效的方法．此外．本水域初级生产力由磷控制．     

汕头南澳-东山海域营养盐季节分布特征及其对浮游植物生长的潜在性限制

【摘要】营养盐是水体初级生产力和渔业资源产出的重要限制性因子。2015-2017年在汕头南澳和福建东山之间的海域设置了14个采样点, 分四个季节监测了该海域温盐和营养盐的空间分布特征。结果表明, 调查海域北部陆源径流输入是营养盐空间分布产生差异的最重要因子, 以溶解无机氮(DIN)和活性硅酸盐(DSi)受影响最为明显, 春季和夏季受径流营养盐输入的影响最大, 冬季受影响最小。南澳-东山海域的DIN、溶解无机磷(DIP)和DSi的浓度在表层周年平均分别为9.21、0.46和25.5 μmol·L–1, 底层分别为8.96、0.50和22.5 μmol·L–1。各营养盐的浓度基本表现为由西北近海向东南远海递减, 季节平均值表现为冬季>春季>夏季>秋季。冬季受闽浙沿岸流南下入侵的影响, 营养盐呈现出全年最高浓度, 表层平均DIN浓度是其他季节的三倍以上。春夏秋冬四个季节表层平均DIN/DIP比分别为24.3, 38.8, 6.7和24, 底层平均分别为15.4, 31.1, 9.6和23.6, 秋季水体的DIN/DIP比明显低于其他几个季节。总的来看, 南澳-东山海域的营养盐限制在不同季节变动较大: 春季近岸表现为相对磷限制, 远岸水体则表现为相对氮限制; 夏季和冬季都主要表现为磷的相对限制, 部分远海海域在夏季甚至出现磷的绝对限制; 秋季则主要表现为氮的相对限制。本研究系统阐述了南澳-东山海域营养盐限制的季节演替规律及变化机制, 为该海域生态环境管理和渔业增养殖规划提供基础数据。     

沉积物生源要素对水体生态环境变化的指示意义

受人类活动影响,输入到湖泊、河口中的营养盐剧增,导致水体富营养化、食物链结构改变、底质季节性缺氧等生态环境变化。这些环境变化会在沉积物中留下记录,沉积物中生源要素及其稳定同位素的变化是指示水域古生产力、营养盐水平的有效指标。总结归纳了沉积物中生源要素(碳、氮、磷、硅)指标对水体环境中初级生产力、物质来源、营养盐水平3方面变化的指示作用。沉积物中TOC、TN、δ13C、CaCO3和BSi可以反映水体沉降有机质含量和浮游植物的生长状况,是指示水域初级生产力水平的有效指标。根据不同类型植物来源的有机质中δ13C、δ15N和C/N的差异,可以追踪沉积物中有机质的来源。有效地区分有机质来源对于研究人类活动对水体环境的影响及水体富营养化具有重要的价值。沉积物中TN、δ15 N、TP和非磷灰石磷(NAIP)含量的升高直接反映了陆源输入氮、磷的增加。BSi在指示浮游植物生长状况的同时,还反映了水体溶解硅浓度水平和富营养化状况。水体中的生源物质在沉降和埋藏的过程中,会受到早期成岩作用、水动力搬运等众多因素的作用,使沉积物记录的环境变化信息发生改变,从而干扰其对水体环境演变的重建作用。因此综合分析各生源要素指标反映的环境变化信息及其可能的干扰因素,方能正确地反映水域的环境变化过程。     

长江口外赤潮频发海区水文分布特征分析

对长江口外赤潮频发区的水文特征的分析表明,在这个海区,春,夏季由于长江入海径流量大,长江冲淡水在西南-东北向流的作用下发生转向;上升流一般发生在从第一个转向点到长江口外深槽顶端的西侧斜坡上,春季这个转向点偏北,夏季偏南,秋季因长江入海径流量小,似无转向点存在,春,夏季余流的分布特点是羽状锋区附近是表,底层流辐合区,涌升区的表层余流呈现辐散的特征,底层余流具有顺槽进入长江口或向长江口辐合的特征.     

具齿原甲藻的生态特征及赤潮成因浅析

在东海的长江口和舟山海域,2000-2002年连续3年的5月发生罕见的大规模赤潮,赤潮生物为具齿原甲藻,为了解该种的生态特征及赤潮频发原因,本文分析近赤潮应急监测资料及野外生态调查资料,结果表明,该种适温,适盐范围分别为15-25℃和14-32,最适温度,盐度分别为18-22℃和22-31,该种运动能力较强,在海流交汇的紊乱水体中具有强适应能力,具有昼夜垂直移动特性,水温,硝酸盐含量,海流及上升流,磷限制环境下的种间竞争优势对诱发和维持赤潮具有重要作用.     

黄海和东海营养盐分布及其对浮游植物的限制

根据1997～1999年黄海和东海4个季节的现场调查资料,分析探讨了黄海、东海的营养盐分布特征及其对浮游植物生长的限制状况．结果表明,在长江口以东及其东北部海域终年存在一个范围很大的营养盐高值区．分析表明,这些营养盐主要来自长江冲淡水的扩展及苏北沿岸流的输送．此外,还获得了1998年长江流域特大洪水期间,迄今被观测到的长江冲淡水中营养盐的最大扩展范围,计算并研究了黄海、东海上层水中Si／N／P比值,结果表明,黄东海上层水中Si／N比值较高,Si不会成为黄东海浮游植物生长的限制因子;但在南黄海南部尤其是西南部、东海近岸及长江口以东海域,N／P比值很高(>30),说明与一般海洋环境的情况不同,黄海、东海有很大一部分海域浮游植物的生长受磷限制,而不是受氮限制．     

Bacterial diversity of water and sediment in the Changjiang estuary and coastal area of the East China Sea

The Changjiang estuary and the coastal area of the East China Sea (ECS) represent important interfaces of terrestrial and marine environments. This study included analyses of water and sediments collected during different seasons in these regions to determine the composition of microbial assemblages by means of 16S rRNA gene clone libraries. We retrieved 1946 sequences and 779 distinct operational taxonomic units from 36 clone libraries. Shannon–Weaver diversity index values and rarefaction analysis indicated that bacterial diversity in the sediment samples was much higher than in the water samples. Proteobacteria (72.9%) was the most abundant phylum, followed by Firmicutes (6.4%), Bacteroidetes (4.6%) and Actinobacteria (4.1%). In the water, clone sequences related to Alphaproteobacteria were the most abundant, whereas in the sediment samples, sequences affiliated with Gammaproteobacteria were predominant. Principal coordinate analysis showed that water samples collected from the Changjiang estuary and the ECS clustered separately. However, this spatial pattern could not be observed in sediment samples, which were mainly distinguished from one another by the season. Bacterial diversity in the Changjiang estuary was higher than that in the ECS, which may be the result of the mixing of bacterial communities from the Changjiang River, the estuary and the coastal ocean.     

长江口赤潮高发区浮游植物与水动力环境因子的分布特征

报道了2002年春季长江口海域(30°50′～31°50′N,121°50′～123°00′E)的22个大面观察站和一个昼夜连续观察站的水样和网样浮游植物的种类组成、丰度分布与水动力环境因子、营养盐的关系．结果表明,长江口区共有浮游植物5门45属110种．主要赤潮生物优势种为中肋骨条藻(Skeletonema castaturn)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)等．浮游植物丰度的昼夜变化白天大于夜间,垂直分布不明显．浮游植物主要生态类型可划分为：沿岸河口低盐半咸水类群、沿岸偏低盐广布性类群、外海高盐暖水性类群等．长江口区浮游植物丰度在1．6×10^3～75．2×10^3个.dm-3．浮游植物的种类组成和丰度分布与长江冲淡水密切相关．在该区域存在三股不同性质的水,即长江河口水、长江冲淡水及外海水(台湾暖流)影响着浮游植物的分布．     

舟山海域春季浮游植物生物量及东海原甲藻赤潮频发机制初探

通过2002和2003年春季2个航次对东海舟山群岛及其邻域大面站的浮游植物及期间爆发的大规模东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮的综合调查,研究了调查海区浮游植物叶绿素a和营养盐的分布特性,分析了赤潮高发区域的生态环境特征,探讨了诱发和控制海域赤潮发生的环境因子.结果表明,2002和2003年春季大面站表层平均叶绿素a浓度分别为1.09±1.63和4.21±5.33 mg·m^-3,调查海区平均为0.70±0.48和2.60±2.99 mg·m^-3,叶绿素a浓度的高值区基本上位于122.5°～123°E间冲淡水形成的锋面区域,此区域营养盐可以得到充分补充,光照条件适宜,也是浮游植物生产力的高值带.2002和2003年东海原甲藻赤潮跟踪期间,表层平均叶绿素a浓度分别高达18.45±11.04和12.47±8.15 mg·m^-3.赤潮发生海域盐度在26～30,赤潮藻生长易受磷的限制.光照条件适宜、营养盐(特别是磷酸盐)能得到较快的补充及锋面辐聚带的形成是赤潮形成的重要条件.     

Spatial, seasonal and species variations of harmful algal blooms in the South Yellow Sea and East China Sea

The occurrences of harmful algal blooms (HABs), in terms of frequency and area in the Chinese coastal waters, have been increasing since 1980s and caused considerable economic losses. In the present study, we have analyzed spatial and seasonal characteristics of HAB events in the southern Yellow Sea and East China Sea along Chinese coast from 1933 to 2004. With a total 435 HAB records, the most frequent HAB occurrence area (FHA) is off the Yangtze River mouth and another two FHA areas are located south of the Yangtze River estuary along about isobaths of 30–60 m coastal water in the East China Sea. The time of HAB occurrence shifted during our study period: from autumn (August–October) before 1980s to July–August in 1980s, during May–July in 1990s, and May–June for the period of 2000–2004. Causative species were found to be different: Noctiluca scintillans and Skeletonema costatum were dominant causative species prior to 2000; and Prorocentrum donghaiense Lu was dominant from 2000 to 2004 and also caused large blooms in May. Trichodesmium sp. caused many HABs in autumn (August–October) prior to 1980s with only one HAB between 1980 and 2004. The changes of the dominant HAB species may have affected the timings of HAB occurrence, as well as the increasing HAB-affected areas in recent years.     

2010年夏季珠江口海域颗粒有机碳的分布特征及其来源

于2010年8月对珠江口海域20个站位的颗粒有机碳(POC)进行采样,分析了POC的空间分布特征,讨论了POC与环境因子之间的关系,并利用碳稳定同位素(δ13C)分析了POC的来源及其贡献率。结果显示,研究区域POC的浓度范围98.5—1929.8μg/L,平均浓度541.9μg/L,空间分布总体呈现自北部海域向中部海域逐渐降低,中部海域至南部海域又逐渐升高,底层大于表层的特点。总悬浮颗粒物、叶绿素a、水动力是影响POC空间分布的重要原因。研究区域总悬浮颗粒物δ13C值的变化范围-27.05‰—-21.03‰,平均为-24.57‰,反映出珠江口海域颗粒有机碳为陆源和水生源混合来源,其分布呈现沿盐度梯度自口门内向口门外逐渐递增,底层高于表层的特点。陆源输入和海洋生物生产是影响δ13C值分布的主要原因。运用二元混合模型计算得知,珠江口北部和中部海域POC以陆源有机碳为主,贡献率平均为64%;南部海域POC以水生源有机碳为主,贡献率平均为68%。与20多年前相比,POC的分布特征与来源已经发生了改变,珠江口海域含沙量减少与营养盐含量增加可能是导致POC组成发生变化的主要原因。     

长江口邻近海域营养盐分布特征及其控制过程的初步研究

利用1997年秋季和1998年春季对长江口邻近海域两个航次的调查结果,对该海域营养盐分布、结构特征以及其主要控制过程进行了探讨．结果表明,该海域的营养盐分布及结构具有明显的季节变化,秋季海水中NO3--N、SiO3^2-．SiSiO3^2-,Si及PO4^3--P,DOP、PP均高于春季,平均含量分别为4．97、11．6、0．44、0．26、0．82μmol·L-1,而春季则是NO2--N、NH4+-N、DON、PN含量高,平均含量分别为0．70、2．26、9．88、7．88μmol·L-·PP(54％)和PO4^3--P(51％)分别为秋季和春季磷的主要形态,两个季节氮结构基本一致,均以DON和PN为主．除春季PO4^3--P外,营养盐受长江冲淡水等陆源输入的影响而呈现近岸含量较高,溶解无机氮秋季以NO3^- -N为主而春季则以NH4^+-N为主,秋季PO4^3- -P同时来源于长江冲淡水和台湾暖流．而春季则主要来源于台湾暖流．显示出春季台湾暖流对调查海区的影响程度大于秋季．