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．     

长江口地区大气湿沉降中营养盐的初步研究

为了解大气湿沉降对于赤潮发生的影响,2000年5月至2001年4月在嵊泗群岛采集了64个雨水样品,并分析了其中的N、P、Si等营养盐的浓度．结果表明,营养盐月平均浓度之间相差较大,与风向即不同的污染物来源和降水量等因素有关;营养盐季节通量分布不均,季节性明显．除冬季外,其他3个季节均能成为赤潮的诱发因子;NO3--N、NH4+-N、NO2--N、PO4^3-P和SiO3^2-Si的年均浓度依次为20．23、30．14、0．1l、0．045和3．43μmol·L-1,年通量分别为2．67×10^8、3．98×10^9、0．014×10^8、0．0059×10^8和0．45×10^8mol,与河流输入量相比,湿沉降对营养盐的年输入量较小．     

北黄海獐子岛养殖海域营养水平与虾夷扇贝增殖渔获量评估

营养盐作为浮游植物生长的物质基础,对海洋生态系统的物质循环起着决定性作用。调查研究了獐子岛附近海域营养盐含量水平、空间分布及营养盐结构,并据此估算了现有营养水平可支持的潜在生物量,评估了该海域虾夷扇贝增殖渔获量。结果表明,獐子岛附近海域海水总体营养水平较低,底层水中的营养盐浓度是表层水的2—3倍,海水中的营养盐浓度基本高于浮游植物生长的最低阈值,且溶解无机氮与磷酸盐的比值(DIN/PO4-P)和硅酸盐与磷酸盐的比值(Si O3-Si/PO4-P)均22,全海域为磷营养限制。根据磷限制因子及食物链能流转移理论估算,该海域1000 km2现有的营养水平可支持一个生长周期内虾夷扇贝增殖的动态理论生产量为3.8—6.1万t,如人为增加5%—20%的水体磷,则虾夷扇贝增殖产量可增加0.25—1.00万t。     

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％．       

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．     

珠江口及毗邻海域营养盐对浮游植物生长的影响

基于2006年7月(夏季),10月(秋季)和2007年3月(春季)的现场调查数据,对珠江口及毗邻海域中的营养盐和叶绿素a等环境生态因子的时空分布特性进行了对比分析,研究了氮磷比与叶绿素a含量和种群多样性之间的联系,探讨了该海域营养盐对于浮游植物生长的影响。结果表明:(1)研究海域营养盐表现出较强的季节和空间差异性,总氮(TN)和总磷(TP)浓度均值春季(1.545 mg/L、0.056 mg/L)和夏季(1.570 mg/L、0.058 mg/L)均大于秋季(1.442 mg/L、0.034 mg/L),且春夏季浓度空间差异更明显。(2)调查期间海域营养盐含量超标现象突出,夏季尤为明显。无机氮(DIN)总体均值0.99 mg/L,超四类海水标准限值1倍,活性磷酸盐(PO4-P)总体均值0.021 mg/L,DIN∶PO4-P平均值为130;叶绿素a浓度与营养盐、p H、温度有较显著的相关性。(3)叶绿素a浓度较高的站位,具有较高的DIN∶PO4-P值,但浮游植物多样性指数偏低,优势种明显,主要为中肋骨条藻。氮磷比的改变会影响不同生长特性的浮游植物间的竞争和种群结构的改变;今后海洋污染治理中,在控制氮、磷污染时要注意氮磷比的改变可能造成的浮游生态影响。     

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.     

粤东柘林湾中肋骨条藻(Skeletonema costatum)种群生态学

于2000年5月～2004年12月对粤东大规模养殖区柘林湾的赤潮藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）种群的时空分布进行了长达5a的调查。结果表明,中肋骨条藻种群密度的周年变动模式基本为双峰型,平面分布没有显著的空间差异。调查期间,中肋骨条藻种群密度的站位实测值为0～1．4×10^7cells／dm^3,总均值为3．3×10^5cells／dm^3,占浮游植物总细胞数的67．1％,为调查海区第1优势种。在总共1045份样品中,有中肋骨条藻出现的样品数为1020份。其中,种群密度大于10^6cells／dm^3的样品有65份,大于10^7cells／dm。则有4份。以大于10^6cells／dm^3为中肋骨条藻的赤潮密度标准,在调查期间至少于2000年、2003年发生4次赤潮。运用灰关联理论对中肋骨条藻种群密度与13个环境因子的关系进行排序分析发现,水温、pH值和浮游动物是影响柘林湾中肋骨条藻种群时空分布的关键因子。水温还与中肋骨条藻种群密度的对数值具极显著意义的线性关系,而达到赤潮密度的样品均落在24．5～32．0℃区间,即每年的5～9月份高温季节。由于柘林湾浮游动物的年高峰期也出现在高温季节,说明浮游动物摄食压力的存在可能是柘林湾中肋骨条藻赤潮发生的重要抑制因子。2004年调查海区中肋骨条藻种群密度和在浮游植物群落中的优势度骤然降低,可能与水体营养盐结构和Fe含量的变化有关。因此,长期调查与监测对于研究海湾生态学和赤潮发生机制是极为重要的。     

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.     

一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因

以2007年烟台四十里湾海域血红哈卡藻(Akashiwo sanguinea Hirasaka)赤潮为对象,研究赤潮消长与水环境因子的关系。研究发现大量陆源降雨污水输入后,海水盐度急剧下降、营养盐大幅增加,特别是活性磷酸盐浓度明显增加,促进了血红哈卡藻的生长繁殖并最终形成赤潮。赤潮发生前海区第一优势种为尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens Halse),优势度0.47(0.42—0.52),多样性指数2.63(2.43—2.89);赤潮发生时血红哈卡藻密度范围1.05×105—4.10×106个/L,优势度0.92(0.83—0.99),多样性指数0.27(0.15—0.64);赤潮消退后中肋骨条藻(Skeletonema costatum Cleve)为第一优势种,优势度0.49(0.43—0.55),多样性指数2.46(2.19—2.84)。赤潮的发生、发展、消亡与化学需氧量(COD)、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(DIP)、富营养化指数(E)呈显著正相关(P<0.05),与盐度呈显著负相关(P<0.01)。赤潮前、后该海域为贫营养、P限制、叶绿素a含量中等,赤潮期间该海域为富营养、P限制、叶绿素a含量高。通过影响力评定,活性磷酸盐、COD、盐度是此次赤潮发生的主要诱发因子,当活性磷酸盐含量低于0.3μmol/L时,硅藻逐渐取代甲藻,此次赤潮消散。     

Increased nutrient loads from the Changjiang (Yangtze) River have led to increased Harmful Algal Blooms

Based on observations collected during 15 cruises from 2002 to 2007 and on historical data, annual and seasonal variations in dissolved inorganic nutrients in the Changjiang (Yangtze) River estuary and the adjacent area were investigated. The importance of nutrients and nutrient fluxes to Harmful Algal Blooms (HABs) in the East China Sea (ECS) was also studied. The results showed an increasing trend in dissolved inorganic nitrogen (DIN) over the past fifty years. The changes in the PO₄-P concentration fluctuated from 1959 to 2000, but the level has been almost stable since then. By contrast, the SiO₃-Si concentrations decreased significantly over the past fifty years. Regarding seasonal variations, nutrients usually exhibited high values during autumn and winter, and the lowest values occurred in mid-summer. A strong positive relationship was observed between the DIN and PO₄-P concentrations and the frequency or scale of HABs, indicating that eutrophication played a crucial role in the occurrence of HABs. As for nutrient fluxes, DIN and PO₄-P fluxes have climbed sharply since 1980. In the ECS, the DIN increased sharply, but PO₄-P concentrations only changed slightly. The increased nutrient discharges, especially DIN, could also have caused the strong increase in the frequency and area of HABs. The areas of hypoxic bottom water off the Changjiang River estuary presented an increasing trend over the past fifty years, which may also be attributable to eutrophication. Changes in the nutrient composition were also investigated in the present study. The N/P ratio increased dramatically over the past fifty years, while the Si/N ratio decreased. The percentage of diatoms decreased from 99% to 73%, while dinoflagellates increased from less than 1% to over 25% during the past fifty years. Therefore, long-term changes in nutrients, especially excess DIN and increasing N/P, could be responsible for the shift in the phytoplankton community structure.     

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.     

广州海域潜在性富营养化特征研究

主要根据广州海洋资源环境监测中心的监测资料,运用一种反映营养盐限制特征的近海海水富营养化评价模式,对2003年广州海域富营养化水平特征进行了研究。结果表明,广州海域营养盐含量较高,无机氮浓度全年劣于国家海水水质四类标准(GB3097-1997),无机磷浓度在春夏季大部分处于三、四类水质标准之间,秋冬季则劣于国家海水水质四类标准;广州海域主要为磷限制潜在性富营养水平或磷中等限制潜在性富营养水平。同时,近二十年来,广州海域的无机磷、无机氮浓度的年平均值呈逐年增长趋势。     

氮、磷对小新月菱形藻无机碳利用与碳酸酐酶活性的影响

在实验室条件下研究了氮磷浓度变化对小新月菱形藻无机碳利用与碳酸酐酶活性的影响,结果显示小新月菱形藻随培养液中氮、磷浓度的升高比生长速率明显提高。低氮浓度导致胞外碳酸酐酶活性丧失,但胞内碳酸酐酶活性依然存在。高氮浓度下胞内、外碳酸酐酶活性均明显升高。胞内碳酸酐酶活性在高磷浓度下明显升高,但胞外碳酸酐酶活性并没有受到磷浓度变化的影响。高氮、磷浓度培养下的小新月菱形藻的最大光合作用速率(Vmax)、对CO2亲和力(K0.5(CO2))和光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)均明显提高。以上结果表明小新月菱形藻可以通过改变胞内、外碳酸酐酶活性调节无机碳利用以适应不同氮磷浓度的环境。     

长江口锋面附近咸淡水混合对浮游植物生长影响的现场培养

通过2009年6月调查航次,获得了营养盐等参数断面分布,表明咸淡水混合是控制营养盐分布的主要因素。为了解不同盐度梯度下浮游植物生长与营养盐吸收的关系,采集两个站位水样分别代表长江冲淡水(C1站)和外海水(I10站),按C1站水样比例,分100%、75%、50%、25%、0%不同比例混合进行现场模拟咸淡水混合培养,有以下认识:(1)平行结果表明培养过程中活体荧光极大值在100%混合组,且淡水比例越低,指数生长期0—48 h内生长速率越低,100%、75%、50%、25%组分别为1.18/d、1.12/d、1.14/d、0.77/d;(2)低于26盐度的水体中PO34-在48 h内可被迅速消耗而产生限制作用,是控制浮游植物生长的潜在限制因子;(3)除0%组外,各混合组DIN/P(DIN:溶解无机氮,Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN=NO3-+NO-2+NH4+)比值在浮游植物指数生长期有升高趋势,100%组DIN/P比值增加了一倍。各组培养48 h后DIN/Si比值逐渐降低至原来的0.7左右,初始DIN/Si小于一定时间内硅藻吸收的(ΔDIN/ΔSi)比,是造成各组DIN/Si比值减小的原因。以上结果表明咸淡水混合过程中形成的营养盐梯度可造成浮游植物生长程度和速率差异,且可因局部浮游植物旺发而改变海水营养结构。     

秦皇岛海域褐潮生消过程中营养盐特征

2009—2015年在秦皇岛海域发生的褐潮给当地海水养殖业和滨海旅游业造成巨大损失,也对海洋生态系统造成破坏性影响。营养盐是藻类生长的重要生源要素,研究其在褐潮生消过程中的变化特征,对于揭示褐潮发生的营养学机制具有重要意义。基于2014年4—6月在秦皇岛褐潮多发海域30个站位的调查数据,对褐潮发生前后营养盐特征及其与抑食金球藻的关系进行了研究。结果表明: 4、5、6月溶解态氮(DN)浓度分别为265.65、355.36和323.71 μg·L^-1,其中,溶解态有机氮(DON)浓度分别为196.98、242.88和177.69 μg·L^-1,在DN中的占比分别为74.2%、68.3%和54.9%;4、5、6月溶解态磷(DP)浓度分别为15.95、11.39和11.14 μg·L^-1,4、5月PO₄^3--P在DP中占比较大,分别为74.8%和80.9%,6月溶解态有机磷(DOP)占比升至66.2%,PO₄^3--P占比降至33.8%;4、5、6月SiO₃^2--Si浓度分别为70.95、181.13和120.68 μg·L^-1。除DON和5月无机氮(DIN)外,其他营养盐浓度的平面分布均整体呈近岸高、离岸低的趋势,高值区多出现在河口。通过R型-因子分析和营养盐结构分析发现,4月,褐潮处于发展阶段,DOP可能是抑食金球藻生长的主要控制因子;5月,褐潮处于维持阶段,水温成为主要控制因子,水温大于12 ℃即可发生褐潮;6月,褐潮开始消亡,PO₄^3--P对浮游植物群落结构具有更大的影响力。DON为诱发褐潮爆发的关键水质因子,其阈值浓度为 150 μg·L^-1,且DON/DIN值应大于1。     

福建兴化湾溶解无机氮、溶解无机磷时空变化及营养状态评价

根据2007年3月至12月福建省兴化湾海域的水质监测结果,重点分析了该海域溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)的分布特征及其影响因素,并采用有机污染指数和富营养化指数对兴化湾海域的富营化水平进行了评价。结果表明:兴化湾海域富营养化主要污染物是DIN、DIP,其含量主要受径流排放和海洋浮游植物生长等因素的影响。春夏季节浮游植物生长繁殖旺盛,但雨水增多,最终导致了DIP、DIN含量的升高。秋季水温下降,浮游植物生长繁殖逐渐减弱,DIP、DIN的含量也逐渐升高。兴化湾富营养化水平加重,2007年的富营养化指数是2000年的5.7倍,主要体现在DIN、DIP等指标的升高。     

Environmental capacity of receiving water as basis for regulating intensity of milkfish (Chanos chanos Forsskal) culture

This paper presents the results of the assessment of the environmental condition of a receiving water and demonstrates how the environmental capacity of the system can be estimated based on effluent discharge from milkfish ponds and water criteria from scientific literature and other studies. An estuary (average volume, 295 333 m³; average depth, 1.9 m) in Punta Pulao, Dumangas, Iloilo, Philippines served as discharge and irrigation system for commercial milkfish ponds and experimental/verification ponds owned by the Southeast Asian Fisheries Development Center. Total ammonia nitrogen, nitrite, nitrate, phosphate, and chlorophyll a (chl a) were determined monthly (during spring tide) for 4 months. Samples were taken at low and high tides that coincided with the draining and flooding of ponds, respectively. Monthly concentrations of these water quality variables generally increased from the first to fourth month of sampling (April–July 2001) during low tide. Very slight increases were observed during high tide. The magnitude of changes in the diurnal patterns of phosphate, chl a, and dissolved oxygen appeared to be higher at spring tide than at neap tide. This indicates that the inflowing river at low tide (during spring tide) brought effluents containing high amounts of nutrients from ponds located upstream. The water, salt, dissolved inorganic nitrogen (DIN), and phosphate (DIP) budgets of the entire estuary were determined following the one‐box model by LOICZ‐IGBP (2000, LOICZ biochemical budgeting procedure: a tutorial pamphlet. L. T. David, M. L. San Diego‐McGlone, C. J. Crossland and S. V. Smith (Eds). Publ. for LOICZ International Project Office, the Netherlands, 29 pp.). The budgets indicate that the system is net heterotrophic and nitrogen (N) fixing during the dry months, but that there could be no environmental impact during the rainy months because of short water exchange time. Results further suggest that the system is a source of N and phosphorus (P) during the dry and rainy months; the condition is largely influenced by the high amount of nutrient inputs in to the river. Linear regression analysis was performed to determine relationship between nutrient concentrations in the system and total DIN or DIP input to the system at low tide. Environmental capacity in terms of the maximum amount of DIN or DIP input to the system was predicted using regression analysis and following set criteria for nutrients, i.e. nitrite, nitrate, and phosphate. At present, the estuarine water quality has already reached its environmental capacity during the dry months. About 945 ha of commercial milkfish ponds are operating upstream, mostly as extensive systems. If these ponds are converted to semi‐intensive or intensive systems, it is recommended that the pond area be reduced to 122 ha if the DIP criterion is to be followed so as not to exceed the environmental capacity. Exceeding this environmental capacity may affect production through reduction of fish growth, occurrence of diseases, and fish mortalities.