桑沟湾养殖海域营养盐时空分布特征及富营养化评价

根据2014年10月、2015年3月、5月和8月在桑沟湾养殖水域开展的海洋调查所获取的营养盐状况调查数据,分析了营养盐含量的季节变化和平面分布,并对该水域营养水平状况进行了评价.结果显示,该海域秋季溶解无机氮(DIN)含量明显高于其他三个季节.夏季NO2-N的平均含量最高,秋季NO3-N的平均含量最高,春季NH4-N的平均含量最高,冬季PO4-P的平均含量最高.与海水水质标准相比,各季节DIN总体水平均低于海水一类标准值,春季和夏季PO4-P总体水平低于海水一类标准值,秋季和冬季PO4-P总体水平则高于海水一类标准值.从平面分布看,春季DIN含量呈湾内低、湾外高的趋势,夏季和秋季呈湾内高、湾外低的趋势,冬季呈自湾内南部水域向北逐渐降低的趋势.春季和冬季PO4-P含量均呈自湾内中部水域向外逐渐下降的趋势,夏季呈自湾内中部水域向外逐渐上升的趋势;秋季则呈湾内高、湾外低的趋势.春季、夏季和冬季N/P比值均高于Redfield比值,无机磷相对缺乏,而秋季N/P比值与Redfield比值基本一致.根据潜在性富营养化评价模式,桑沟湾养殖海域四个季节的营养水平较低,均属贫营养水平.与20世纪八九十年代相比,桑沟湾浮游植物生长的主要限制性因素已由整体的氮限制转变为春、夏季磷限制为主.     

莱州湾和桑沟湾养殖海区主要营养盐的周年变动及限制因子

于2001年3月至2002年3月在2个典型养殖海湾——莱州湾和桑沟湾,对其海水中主要营养盐进行了周年监测。结果显示,在莱州湾,总无机氮(TIN)浓度春季最低,冬季最高;活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度春季最高,冬季最低;活性硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)浓度夏季最高,春季和秋季最低;N与P的浓度比[C(N)/C(P)]变化范围为1.145～128.61,年平均值为21.066±22.712。Si与N的浓度比[C(Si)/C(N)]的变化范围为0.000～0.922,年平均值为0.241±0.280。说明Si有可能是该湾主要的限制性元素。在莱州湾,总无机氮(TIN)浓度春季最低,夏季最高;活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度冬季最高,夏季最低;活性硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)浓度夏季最高,最低值出现在春季和秋季;C(N)/C(P)的变化范围为1.482～149.935,年平均值为18.080±28.854;除夏、秋季部分月份外,N限制的可能性较大。C(Si)/C(N)的变化范围为0.000～2.840,年平均值为0.387±0.609,但大部分时间为0.5以下,表明Si也可能是桑沟湾的主要限制性营养盐。     

水产养殖对亚热带海湾氮磷营养盐时空分布的影响——以深澳湾为例

文章对典型的亚热带养殖海湾——深澳湾海水中无机氮(DIN)、磷酸盐(PO_4-P)浓度的时空变化特征进行了分析,研究了鱼类网箱和贝藻筏式等规模化养殖活动对营养盐时空分布特征的影响,并对营养盐的潜在限制性进行了探讨。结果显示,深澳湾DIN和PO_4-P浓度及分布呈明显的季节变化:DIN在秋季最高,夏季最低;PO_4-P在冬季最高,夏季最低。春季网箱区的DIN浓度和氮磷比(N/P)低于贝藻养殖区和对照区,而其他3个季节,网箱区的DIN和PO_4-P浓度以及N/P均高于贝藻养殖区和对照区。贝藻养殖区和对照区之间在各个季节,氮、磷营养盐和N/P之间均无显著差异。各个季节DIN和PO_4-P浓度均高于理论上浮游植物生长的营养盐阈值,不存在营养盐的绝对限制。夏、冬季的N/P分别为13.6、13.1,低于Redfield值,说明存在N的潜在限制;春、秋季的N/P分别为16.6、19.0,说明P的潜在限制性较强。深澳湾的年均N/P为14.3,全湾受N潜在限制性较强。除夏季外,硝酸盐(NO_3-N)是DIN的主要组成,比例介于51.7%～92.7%,其次为NH_4-N (5.2%～43.8%),亚硝酸盐(NO_2-N)比例最低(2.1%～27.2%),说明深澳湾的氮营养盐达到了热力学平衡状态。与2001年相比,深澳湾海区的DIN和PO_4-P浓度均有下降,由中度营养型转变成贫营养型,年平均N/P更接近Redfield值,说明深澳湾的生产力水平依然受氮限制,营养盐的时空分布特征一定程度上体现了规模化贝藻养殖的影响。     

威海湾营养盐季节变化特征及与环境因子的相关性分析

根据2006-2007年威海湾4个航次营养盐的调查资料,分析该海域海水中无机氮(DIN)、磷酸盐(PO43--P)和硅酸盐(SiO32--Si)的季节变化规律及其与环境因子的典型相关性。结果表明,NO3--N是DIN的主要存在形式,比例达50%以上。营养盐季节性变化明显,秋冬季DIN和PO43--P浓度较高,春夏季较低,SiO32--Si的变化则相反。四季DIN和PO43--P浓度均大于浮游植物生长阈值,仅冬季SiO23--Si浓度低于浮游植物生长阈值。冬季浮游植物生长的限制因子是Si,其他季节具有P限制的潜在性。营养盐和环境因子具有较大的典型相关性,其中,盐度、pH和NO3--N、PO43--P、SiO23--Si相关性最大,典型相关系数达到0.979。     

2018年春季和夏季莱州湾营养盐结构及限制特征

根据2018年5、8月莱州湾的生态调查资料,采用营养盐限制法则及潜在性富营养化评价模式等方法,对莱州湾无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO34–-P)和硅酸盐(SiO23–-Si)的平面分布、结构及限制特征进行了分析。结果显示,2018年5、8月莱州湾的DIN浓度范围为1.64~106.36 μmol/L,平均值为24.18 μmol/L,5月明显高于8月;PO34–-P浓度范围为0~2.010 μmol/L,平均值为0.182 μmol/L,8月明显高于5月;SiO23–-Si浓度变化范围为0.97~78.93 μmol/L,平均值为18.30 μmol/L,8月明显高于5月。DIN、PO34–-P、N/P高值区主要位于莱州湾西部的小清河口和黄河口附近海域;SiO23–-Si、Si/N、Si/P高值区主要位于湾底部、龙口–莱州近岸海域。对营养盐结构的分析表明,莱州湾存在明显的磷限制和枯水期的硅限制,陆源输入是莱州湾营养盐的主要来源。营养盐结构限制平面分布表明,春季莱州-招远养殖区和夏季东营-潍坊养殖区易引发赤潮,夏季莱州–招远养殖区初级生产力受到一定限制,对养殖业造成一定的影响。     

桑沟湾浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素

为了解北方典型养殖海湾——桑沟湾水域浮游植物群落结构的时空变化特征及其影响因素，于2017年4月(春季)、7月(夏季)、11月(秋季)和2018年1月(冬季)对桑沟湾水域21个站点进行4个航次的大面调查。结果显示，调查期间，该湾共采集到浮游植物31属51种，其中，硅藻(Diatom) 24属43种，甲藻(Dinoflagellate) 3属4种，绿藻(Chlorophyta) 2属2种，金藻(Chrysophyta) 2种，蓝藻(Cyanophyta) 1种。按照季节划分，春季22种，夏季20种，秋季23种，冬季20种。优势度指数分析结果表明，硅藻是绝对优势种，其中，具槽帕拉藻(Paralia sulcate)为全年优势种，数量百分比在18.6%~84.9%之间。浮游植物细胞丰度在0.16×103~12.20×103个/L之间，表现为冬季>春季>秋季>夏季。物种多样性指数(Shannon)范围为0.69~1.35，物种均匀度指数J (Pielou)范围为0.42~0.70。磷酸盐是桑沟湾浮游植物生长的主要限制营养盐。研究结果揭示了桑沟湾养殖水域浮游植物的时空变化特征，为深入认识养殖生态系统的结构和功能提供了基础数据。     

渤海中部冬夏季叶绿素a和营养盐结构影响因素对比分析

根据2016年1月(冬季)和6月(夏季)渤海中部叶绿素a(Chl a)、营养盐等数据,对Chl a和营养盐的季节特征、影响因素及趋势变化进行分析,结果表明,Chl a和营养盐呈现明显的季节变化特征(P0.01)。冬季受洋流输入、扰动再悬浮及矿化释放等因素影响,DIN、PO■-P和SiO■-Si含量分别为(10.51±4.52)μmol·L~(-1)、(0.28±0.14)μmol·L~(-1)和(10.63±2.09)μmol·L~(-1),其中DIN主要组分为NO~-_3-N(92%),除部分站位呈现磷潜在限制外,氮硅营养盐限制状况不明显。Chl a含量较低为(0.99±0.25) mg·m~(-3),主要受温度限制(T8℃)。夏季受径流输入、北黄海水交换以及吸收利用等因素影响,DIN、PO■-P和SiO■-Si含量分别为(4.72±4.2)μmol·L~(-1)、(0.04±0.04)μmol·L~(-1)和(3.81±1.72)μmol·L~(-1),较冬季分别降低55.0%、85.7%和64.1%,其中DIN以NH~(4+)-N(48%)和NO~-_3-N(45%)为主。营养盐呈现明显的P限制,且部分站位DIN和SiO■-Si含量低于阈值,不利于浮游植物的生长。Chl a含量达(4.58±5.51) mg·m~(-3),为冬季的4.6倍。在黄河口和莱州湾外高营养盐海域,Chl a含量高达10 mg·m~(-3),存在爆发藻华的风险。     

三都湾大黄鱼网箱养殖区海水营养盐状况的初步研究

根据2009-2011年三都湾大黄鱼网箱养殖区的水质监测资料,对该海域营养盐的变化及分布特征进行了探讨、研究.结果表明:2009-2011年期间,网箱养殖区海域水质超出作为养殖功能区的水质标准的要求;N03-N占DIN含量的78.08％～88.89％,是该养殖区海域DIN的主要组成部分;PO4-P对养殖区海域浮游植物的繁殖生长将可能起限制作用,是该海域初级生产力的主要潜在限制性营养盐;营养盐(N,P,Si)含量存在明显的月变化、空间变化及年际差异等特征.     

桑沟湾多元养殖生态模型研究：Ⅱ生态环境模拟与生源要素循环

运用桑沟湾多元养殖生态模型,模拟得到了桑沟湾浮游植物和无机氮营养盐的年变化规律、水平分布的季节变化。结果表明,浮游植物生物量和无机氮营养盐浓度存在明显的季节变化,养殖活动的季节性增大了二者的季节变化幅度;桑沟湾浮游植物和无机氮营养盐的分布受大面积海带和贝类养殖的影响;外海营养盐补充是桑沟湾内无机氮营养盐的主要来源。     

青岛文昌鱼自然保护区营养盐时空分布特征及富营养化评价

本研究分析了2017年9月(夏季)和11月(秋季)青岛市文昌鱼(Branchidermus fasciatus)水生野生动物市级自然保护区营养盐含量的季节变化和平面分布,并对该海域进行了富营养化评价。研究结果显示,2017年溶解无机氮(DIN)平均含量夏季高于秋季,NO_(2-)N、NH_(4-)N平均含量分别是秋季的1.98倍、1.44倍,而NO_(3-)N和PO_(4-)P平均含量低于秋季,分别是秋季的88.8%和47.6%。夏季DIN总体水平优于海水一类标准值,PO_(4-)P总体水平优于海水一类标准值;秋季DIN总体水平优于海水一类标准值,PO_(4-)P总体水平劣于海水一类标准值。从水平分布来看,夏季海水的DIN浓度分布趋势大致呈核心区实验区缓冲区的趋势;秋季海水的DIN浓度分布呈缓冲区实验区核心区。夏季N/P比值略高于Redfield比值,而秋季N/P比值较低于Redfield比值,DIN相对缺乏。根据潜在性富营养化评价模式,2017年保护区海域夏季和秋季营养水平较低,均属于贫营养水平。     

Study on limiting nutrients and phytoplankton at long‐line‐culture areas in Laizhou Bay and Sanggou Bay,northeastern China

• 1. Concentrations of major nutrients (NH₄⁺‐N, NO₃^?‐N, NO₂^?‐N, HPO₄^?‐P, Si(OH)₄‐Si) were measured, nutrient enrichment experiments (oxygen‐production bioassay) were conducted and phytoplankton were analysed at typical long‐line‐culture areas in Laizhou Bay and Sanggou Bay, northeastern China, from March 2001 to March 2002.
• 2. Generally, much variation of nutrient indices was detected among the sampling stations, between the two bays and in different seasons: the concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) fluctuated more violently and ranged much more widely in Sanggou Bay. N‐limitation was usually found in both bays, and the ranking of limiting potentials of major nutrients was N>Fe>P=Si in Laizhou Bay and N>P>Fe>Si in Sanggou Bay. Diatoms dominated the phytoplankton community in Sanggou Bay, but only dominated in eight months (with flagellates dominant in four months) in Laizhou Bay.
• 3. Linear and nonparametric correlation analyses suggested that a large number of the nutrient and phytoplankton variables measured have intrinsic relationships within themselves. Much more complicated correlations between phytoplankton and nutrient indices were found in Laizhou Bay than in Sanggou Bay. This, together with the violent fluctuations of DIN concentrations, indicated a more fragile ecosystem stability in Sanggou Bay.
• 4. The relatively exposed locations and less crowded settings of the rafts in the long‐line‐culture areas in Laizhou Bay allowed for a better water exchange, and the effect of aquaculture activity on the environment was not significant. Because of the intensity of aquaculture activities in Sanggou Bay, the biological, chemical and physical characteristics in the bay are greatly affected; a reduced cultivation density based on more comprehensive studies of carrying capacity of the bay is suggested.

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胶州湾贝类养殖区氮、磷污染现状及动态变化

依据2011年3、5、8、10月和1997～2010年5、8、10月水环境调查资料,对胶州湾贝类养殖区氮、磷污染现状及动态变化进行了分析与评价,并分析了海水富营养化的成因,可为赤潮的预测预警提供基础资料.结果表明,1)2011年胶州湾贝类养殖区氮、磷污染较为严重,除3月其含量符合标准要求外,5、8、10月均存在氮、磷污染,其中无机氮超标率为11.11％～100％,活性磷酸盐超标率为33.33％～66.67％,无机氮超标率均值高于活性磷酸盐.2)氮、磷污染程度具有明显的季节变化,以10月最重,8月次之,3月最轻.无机氮和活性磷酸盐污染指数均值分别为1.35和0.93,氮污染重于磷污染.3)氮、磷营养盐空间分布不均,贝类养殖区西部和东部海域氮、磷含量高于中部海域,空间分异程度为8月＞3月＞5月＞10月.4)海水富营养化程度较为严重,2011年3、5、8、10月富营养化站位所占比例为44.44％～100％,营养指数均值为1.09～6.99,海水富营养化严重程度依次为8月＞10月＞5月＞3月.5)2011年各调查月份养殖区海水中N/P比值为20.96～43.22,除5月部分测站N/P比值小于Redfield比值,其他3个月份N/P比值均大于Redfield比值,活性磷酸盐可能成为浮游植物生长的主要限制因子之一.6)氮、磷污染指数具有明显的年际变化,其中无机氮污染指数2008年最高,1997和2000年最低;活性磷酸盐污染指数1997年最高,2011年最低.7)海水富营养化成因复杂,径流携带大量氮、磷等营养物质入海和贝类养殖自身污染是造成胶州湾贝类养殖区海水富营养化的主因.近年胶州湾贝类养殖区氮、磷污染状况并无明显改善,海水富营养化依然严重,存在发生赤潮的可能性.     

桑沟湾养殖水域微微型浮游生物的时空分布特征及环境影响因素

为了解规模化贝类养殖水域微微型浮游生物的时空分布特征,于2017年4、7、11月和2018年1月在北方典型规模化养殖海湾——桑沟湾开展了4个航次的大面积调查,利用流式细胞仪测定了聚球藻、微微型真核浮游生物和异养细菌3种微微型浮游生物的丰度,并分析了其与环境因子的关系。结果显示,聚球藻、微微型真核浮游生物和异养细菌的丰度均值分别为(2.93±2.29)×10~3、(13.84±12.81)×10~3和(1.03±0.28)×10~6个/mL,存在极显著的季节差异和空间分布的不均匀性。聚球藻春季主要分布于桑沟湾的西北、西南和湾外;夏季和冬季主要分布于湾外的大片海域;秋季则主要集中于西北近岸。微微型真核浮游生物四季均集中于湾内近岸海域,呈现从湾内向湾外递减的趋势。异养细菌夏季在湾外和西部近岸有一大一小两个高值区;春季、秋季和冬季均集中于西部近岸海域。微微型浮游生物与环境因子的相关性分析表明,3种微微型浮游生物的丰度均与叶绿素a浓度、温度和颗粒有机物呈显著正相关,而与溶解氧存在较为密切的负相关关系;微微型真核浮游生物与硝酸盐、铵盐呈显著正相关;聚球藻与磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐无显著关系。     

2013年春季莱州湾海域理化环境及水质状况分析

依据2013年6月对莱州湾海域的调查资料,分析了该海域盐度(S)、pH、溶解氧(DO)、化学耗氧量(COD)、溶解无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO4-P)等理化因子的分布特征,并采用潜在性富营养化评价模式和有机污染指数分别对该海域的营养水平和有机污染状况进行了评价。结果显示,2013年春季莱州湾所有站位溶解氧、化学耗氧量均符合Ⅰ类海水水质标准;DIN污染严重,31%站位的DIN含量超Ⅳ类海水水质标准;PO4-P含量较低,所有站位PO4-P含量均符合Ⅰ类海水水质标准。由评价结果来看,2013年春季莱州湾海域N/P比值总体处于高值,P相对缺乏,营养水平处于磷限制潜在性富营养(ⅥP)水平,有机污染程度属于Ⅱ级,表明该调查海域开始受到有机污染,但有机污染程度轻于2007年夏季。     

象山港海域营养状况分析与富营养化水平评价

根据2010年4月份和7月份象山港海域水质调查资料,分析了该海域海水中N、P、Si营养盐的分布特征、时空变化及其结构,利用Si∶N∶P比、有机污染指数、富营养化状态指数和潜在富营养化对该海域进行了评价。结果表明,7月份DIN的分布由港底向港口逐渐降低,4月份无明显变化趋势;PO4-P4、7月份空间分布趋势相同,都是由港底向港口方向逐渐降低,4、7月SiO3-Si的浓度基本保持一致,高浓度区出现在港底附近海域。从营养结构看,与Redfield值和Justic等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合P限制。富营养化评价表明,整个象山港海域水质一直处于严重污染水平和高富营养程度,且有机污染和富营养化程度均存在港底最高,越往港湾出口处污染越轻的趋势。由于港内水动力交换能力较弱,一旦水文气象条件适宜,随时有爆发赤潮的可能。     

大亚湾海域2009—2015年氮、磷营养盐时空分布及富营养化评价

为了解大亚湾海域海水中氮(N)、磷(P)营养盐的时空分布情况及富营养化程度,于2009年4月和5月、2010年5月和6月、2012年2月、2015年1月和2月对大亚湾海域进行海水采样监测。结果表明,大亚湾海域不同功能区无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO4-P)浓度总体上为先增后降的趋势,DIN和PO4-P的时空分布由于受陆源污染、海水养殖等影响,浓度呈近海岸向远海岸递减的趋势。潜在富营养化评价表明,大亚湾海域整体上经历了由贫营养转为中度营养再转为贫营养的过程,其中一类功能区长年处于贫营养状态。总体上大亚湾平均氮磷比(N/P)接近或小于Redfield比值。     

黄岛区南部海域营养水平和有机污染状况分析与评价

利用2008-2013年水质调查资料,分析了青岛市黄岛区南部海域营养盐分布与变化特征,并采用营养指数(E)法和有机污染综合指数(A)法对该海域海水的营养状况和有机污染状况进行了评价。结果显示,(1) 2012-2013年调查期间,无机氮含量范围为20.82-197.62 µg/L,活性磷酸盐为4.52-52.91 µg/L,COD为0.39-1.25 mg/L。除个别站点活性磷酸盐含量超标外,其余站点活性磷酸盐含量以及全部站点无机氮和COD含量均符合二类海水水质标准要求。(2) 调查海域无机氮以春季最高(86.42 µg/L),秋季次之,夏季最低(38.59 µg/L);活性磷酸盐以秋季最高(18.68 µg/L),春季次之,夏季最低(9.10 µg/L);COD以夏季最高(0.962 mg/L),秋季次之,春季最低(0.682 mg/L)。(3) 调查海域无机氮和COD含量2008-2011年呈逐年降低的变化趋势,2012年又有所增高;活性磷酸盐含量2008-2010年呈逐年降低的变化趋势,2010–-2012年呈逐年增高的变化趋势。研究表明,调查海域海水的营养水平较低,未达到富营养化水平,发生赤潮的可能性较小。调查海域水质状况良好,未受到有机污染。