灰色聚类法在海水水质评价中的应用

应用灰色聚类法对海水水质进行评价,参照GB3097-1997海水水质标准,通过灰类白化权函数描述海水水质分级界限,确定了各参评指标对不同等级的聚类权。在此基础上构建了海水水质灰色聚类法综合评价模型,以此对2004年长江口及邻近水域渔业环境水质状况进行评价。与综合指数法相比,灰色聚类法保证了评价结果的客观性和准确性。     

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。     

渤海中部海区水域夏季环境质量综合评价

基于2012年夏季渤海中部海域21个站点的调查数据,采用内梅罗(Nemerow)指数、富营养指数(EI)和潜在富营养化法对渤海中部海域水体环境质量现状进行了评价.内梅罗指数评价结果显示,对参与评价的酸碱度、溶解氧、无机氮、活性磷酸盐、化学耗氧量、石油类、重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As)等12项指标而言,表层、10m层、底层受污染站位比例分别为57.1％、33.3％、23.8％.表层海水石油类浓度超标率为57.1％,10 rn层水体超标率为42.9％,底层水体超标率为14.3％,石油类是主要污染因素.从分布位置看,受污染站位主要集中在调查区域的西南部,中部海域水质等级较高.海水环境质量呈现出由沿岸水域向中央海盆逐渐升高的趋势.渤海中部海域无明显富营养化状态,除表层13号站位外,表层、10m层、底层海水富营养状态指数法EI均小于l,表现为贫营养级水平.绝大部分海域氮磷比值高于Redfield比值,但未呈现富营养化水平,无机氮浓度升高,活性磷酸盐浓度降低,渤海中部水域营养盐结构由氮限制向磷限制转变,已经开始转变成磷限制中度营养状态.     

条斑紫菜对胶州湾湿地浅海富营养化状况的生物修复效果

对胶州湾湿地海域条斑紫菜Porphyra yezoensis Ueda养殖区水环境进行了现场调查和研究,对紫菜生长吸收N、P营养盐的效果进行了实验研究,在此基础上综合分析了紫菜对富营养化海水的生物修复效果。研究结果表明,条斑紫菜养殖对胶州湾湿地海水中过剩的营养盐有明显的控制作用,养殖区氮、磷营养盐和有机碳含量以及水质营养指数均低于周边对照区。实验条件下,紫菜生长吸收N、P营养盐和降低海水富营养化程度的效果显著。各实验周期水体中的无机氮含量下降幅度为17.15%～21.26%,活性磷酸盐含量下降幅度为55.73%～61.12%,表明紫菜叶状体生长对磷的吸收量明显高于对氮的吸收量。另外,各换水周期实验海水的营养指数值由2.211～2.592降至0.749～0.873,降低幅度为63.32%～69.39%,海水富营养化等级由"中度富营养"降至"贫营养"。根据胶州湾湿地海域的环境条件,通过大规模栽培大型海藻,可大量去除海水中的N、P、C等生源要素,有效降低海水富营养化水平。     

胶州湾湿地海水中营养盐的时空分布与富营养化

依据2009年2、5、7、8、9、11月海洋环境调查资料,对胶州湾湿地海域营养盐的时空分布和富营养化水平进行了分析研究.结果表明,(1)胶州湾湿地海水中无机氮和活性磷酸盐高含量区基本位于大沽河入海口及其邻近海域,其含量和分布主要由大沽河入海径流所控制；(2)胶州湾湿地海水中无机氮和活性磷酸盐的月际变化明显,其含量基本与大沽河入海径流量呈正相关,即丰水期营养盐含量高,枯水期营养盐含量低；(3)胶州湾湿地海水富营养化水平较高,属磷中等限制潜在性富营养；(4)胶州湾湿地海水的有机污染较为严重,属中度污染；(5)大沽河入海径流是胶州湾湿地海水氮、磷等营养物质的主要来源,海水中氮、磷含量过高导致海水富营养化,应采取有效措施解决这一突出环境问题.     

灰色聚类法在湖泊水质富营养化评价中的应用

灰色聚类法把湖泊系统做为一个灰色系统来研究，将聚类样本对不同聚类指标所拥有的白化数，按几个灰类进行归纳，以灰类白化数的生居为基础来划分湖泊水质不同样本的营养等级，并以阳澄湖为例，将其灰色聚类法的评价结果与模糊数学评价结果进行分析比较。     

烟台四十里湾扇贝养殖区水环境质量研究与评价

根据2016年4—11月对烟台四十里湾扇贝养殖区环境的监测数据,分析了四十里湾海域海水基本理化指标及月变化趋势,并采用有机污染评价指数法(A)、营养状态指数法(E)、海水营养状态质量指数法(NQI)以及内梅罗环境质量综合评价指数法对其水环境质量状况进行了综合评价。结果表明:四十里湾扇贝养殖区海水温度、pH和盐度的变化范围分别是10.06~20.00℃、7.85~8.25和29.61~30.31,均适合扇贝养殖;溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)以及硫化物均符合海水水质一、二类标准,活性磷(DIP)在10月个别养殖区超出海水水质二类标准,总无机氮(DIN)在4月和10月个别养殖区同样超出海水水质二类标准;5—7月环境质量良好,其他月份出现了不同程度的有机污染以及富营养化现象。总体而言,烟台四十里湾扇贝养殖区水环境质量符合扇贝养殖I类区或II类区的要求,但应注意对养殖区的保护,特别是控制陆源污染物的输入。     

半月湾及其邻近海域夏、秋季水体富营养化评价

分别采用有机污染指数法和营养指数法进行了半月湾及其邻近海域夏、秋季水体的富营养化评价。结果表明,该海域水质整体较好,营养盐浓度、各评价指标整体上呈近岸高远岸低,湾内高于湾外的趋势。以有机污染指数法评价,该海域在2009年7、8、9月以及2010年5月出现有机污染区域;以营养指数法评价,该海域呈区域水体富营养化月份为2009年7、8、9月以及2010年5、8月。2种评价方式的富营养化区域主要出现在半月湾的北底和南口稍外处。     

青岛市崂山近岸海域水质营养现状与评价

根据2005年7、9月和2006年9、11月对青岛市崂山近岸海域的4次调查结果,分析并评价了该海域的营养状况。结果表明,表层无机氮、PO4-P和COD含量,仰口至港东、石老人、流清河湾海域略高于其他水域。底层无机氮、PO4-P均为仰口至港东水域含量较高,COD为太清宫湾水域含量较高,其余水域分布相对较均匀。从营养结构分析,7和11月该海域表、底层,N与P相比显得相对缺乏;9月表层,N与P相比也显得相对缺乏;9月底层N/P比值接近16∶1,氮、磷均不受限制。从营养状况看,除2005年9月份该海域水质处于富营养化水平外,其他调查月份水质均未达到富营养化。     

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.     

罗源湾氮磷营养盐变化状况分析

罗源湾从20世纪80年代的贫营养转变为目前的富营养化,成为罗源湾海洋环境污染的主要问题,陆源污染物是造成海洋环境影响的主要因素,高密度的海水养殖也对罗源湾海水富营养化产生一定的影响。海水富营养化造成罗源湾海洋生态破坏、海水养殖病害频发,诱发海洋赤潮等一系列环境问题,给罗源湾海洋环境与渔业资源的保护带来巨大的压力,只有通过对陆源性污染物质的总量控制、海洋环境保护的整体规划、海水养殖业的结构调整、才能保证罗源湾海洋经济的可持续发展。     

亚热带海湾养殖环境综合分级定量评价研究

根据2011-2012年在南海北部沿岸3个亚热带养殖海湾(茅尾海、大鹏澳、白沙湾)开展的生态环境调查资料,糅合养殖海域综合分级评价与预警方法及河流综合水质标识指数(Iwq)评价方法,在划分海域环境等级的基础上定量比较同一级别生态环境的优劣。结果显示,3个海湾共12个航次的调查中,仅2次(大鹏澳的秋、冬季)环境评级为良好,其余10次均为中等;春季3个海湾评级均为中等且指数相近,夏、秋、冬三季则以白沙湾环境质量状况最差;两年中共有5个水环境因子发生警兆,所调查的3个海湾均存在富营养化的风险;季节更替对海湾环境的影响随着纬度升高而增大。文章发现改进后的Iwq在比较同一级别环境状况的优劣时较有效率,但其在不同级别之间的可比性不确定。     

我国近岸海水富营养化现状及评价方法的研究探讨

海水富营养化的治理是目前的热点课题,而对富营养化状况做出合理评价是科学治理的前提条件。通过对海水富营养化评价方法的介绍,分析各种方法的特点并进行了探讨,为研究人员在海洋环境监测、富营养化评价及治理中选择评价方法提供了参考和依据。     

The use of shellfish for eutrophication control

Effects of excess loading of nutrients to the marine environment can be mitigated by mussel cultures, basically through nutrient removal from the marine environment when shellfish are harvested. Shellfish farming also provide other goods and services to the marine environment primarily through the impact on water transparency caused by shellfish filtration. There is an increasing awareness of the mitigation potential in mussel culture in relation to eutrophication, but so far practical examples of culture on full scale devoted to mitigation are few. Further, impact of mussel farming on nutrient cycling, e.g. in the sediments below the culture units, has raised concerns. In this review, we clarify concepts in relation to nutrient mitigation and discuss goods and services delivered by mussel mitigation cultures and their impact on an ecosystem scale based primarily on results from studies in heavily eutrofied estuaries. A multi-criteria approach for site selection is presented based on experiences from Danish waters, and economic aspects of mitigation cultures are analysed in relation to use of the produced mitigation mussels. Future perspectives for extractive cultures are discussed in relation to source of excess nutrients.     

以灰色系统理论 (GM) 模型为基础构建印度洋捕捞渔获量预测模型

为了建立捕捞渔获量预测模型，实验利用2000—2016年印度洋渔获量数据，采用灰色系统理论方法，分析了影响其总渔获量的主要渔获类别，建立多种GM模型(Grey model)并进行比较，同时利用2017年与2018年的数据进行验证，得到的最优GM模型用来预测2019—2025年印度洋总捕捞渔获量。结果显示，影响印度洋总渔获量的主要类别有底层鱼类、甲壳类、中上层鱼类、其他海洋鱼类和头足类，其灰色关联度均在0.70以上，经过筛选得到的最优预测模型为GM (1, 5)和GM (1, 6)，平均相对误差分别为1.83%和1.90%，灰色关联度均在0.9以上。2017年和2018年预测平均相对误差分别为3.78%和3.42%。2019—2020、2021—2025年印度洋总渔获量预测值分别为1 186万～1 290万t、1 227万～1 324万t，其主要渔获量增加可能来自中上层鱼类、头足类以及底层鱼类等。研究表明，2021—2025年印度洋总渔获量的增长幅度有限，总增长量在80万t以内，基本处于充分开发阶段，建议未来应严格控制渔业发展规模，确保印度洋海洋渔业的可持续发展和渔业资源可持续利用。     

海州湾大竹蛏资源保护区海水环境质量评价

根据2008-2013年夏季对海州湾大竹蛏国家级水产种质资源保护区表层海水营养盐、重金属以及相关环境因子的连续调查数据,运用综合质量指数法对该海域海水水质状况进行了综合评价,并运用潜在富营养化评价法和主成分分析法从不同方面分析了该海域的海水环境质量。结果显示,近6年海州湾调查海域海水环境质量均符合国家一类海水水质标准,属于尚清洁等级。根据营养化评价模式,2008年海州湾调查海域营养水平属磷限制潜在性富营养,2012年属贫营养。海水的N/P均大于Redfield值,表明调查海域受到磷限制。通过主成分分析,COD、As、DIN、Cu和Cd具有较高的正载荷,主要是有机污染、营养盐和重金属。海州湾调查海域核心区海水环境更易于受到污染,应当引起重视。     

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。     

基于遗传算法湖泊水质富营养化的投影寻踪分析

根据湖泊富营养化特性,选择总磷(TP)、总氮(TN)、耗氧量(CODMn)、透明度(SD)、生物量共5个指标作为评价因子,建立湖泊富营养化评价的投影寻踪分析模型,采用遗传算法对评价模型进行优化,并将该模型应用于我国8个湖泊富营养化程度的评价。研究表明,投影寻踪回归分析法,避免了传统评价方法由于主观原因造成的误差,评价结果合理可信,评价方法简单易行,为湖泊水体营养化状态的评价提供了新途径。     

唐山祥云湾海洋牧场水质的变化规律与评价

为了解祥云湾人工礁区的水质情况,2019—2020年对祥云湾海洋牧场海水环境条件进行调查,结果显示:海水盐度变化不大,平均为30.91‰,礁区透明度低于对照区。溶解氧含量在9月最高,变化范围为8.10~8.81 mg/L。COD含量在3月最高,9月最低,浓度变化范围为0.83~1.48 mg/L。活性磷酸盐含量变化范围为0.01~0.02 mg/L,礁区的DIN含量比对照区高。海域环境处于磷中等限制潜在性富营养水平。     

Use of state‐space modelling to identify ecological covariates associated with trends in pinniped demography

1. Identifying and understanding ecological drivers that influence wildlife populations is challenging but critical for conservation. This typically requires integrating long‐term data on both the population and potential drivers within statistical models that are suitable for analysing these complex relationships. State‐space models offer one method for integrating such data. Once implemented within a Bayesian framework, these analyses can control for multifactorial influences on populations, allowing one to extract otherwise undetectable correlations between the environment and the underlying, inferred demography.
2. In the Moray Firth, Scotland, harbour seals have been counted annually for 30 years (1988–2018). A Bayesian state‐space model was used to explore whether patterns in vital rates were correlated to changes in prey abundance, inter‐specific competition (grey seal abundance), environmental variables [the North Atlantic Oscillation (NAO) and sea‐surface temperature], or level of biotoxins (saxitoxin and domoic acid) in the Moray Firth waters.
3. The credible interval of the posterior distributions of three of these covariate coefficients (sandeel proxy, NAO and grey seal abundance) suggested that there was a relationship between those covariates and vital rates. Both the sandeel proxy and NAO showed a positive correlation with fecundity, whereas grey seal abundance had a negative impact on pup survival.
4. This work demonstrates how an integrated state‐space modelling approach can bring together diverse data sets and point to important interactions with prey, and with other predators in the system. This suggests that the wider‐scale management of UK harbour seal populations with their contrasting temporal trends needs to account for variation in the marine ecosystem at appropriate spatial scales, in line with current policy concerning spatial planning in the marine environment.