长江口海域营养盐通量的估算

运用LOICZ通用的生源要素通量估算法-BOX模型,估算长江口主要营养盐物质DIP和DIN的通量,定量分析了长江口门水域DIP和DIN的行为过程,DIP在口门内通过非保守性行为而离开系统,而在口门外表现出完全相反的过程,DIP通过生物和非生物过程进入系统;DIN在这两个区域都通过非保守性行为进入系统,充当“源”的作用;论证了长江口海域DIP和DIN营养盐通量主要由径流量所控制;盐度分布、营养盐浓度也是营养盐通量控制因素之一。     

基于连续流动法的东海区营养盐分布格局研究

根据2016年东海区断面调查资料,采用流动分析法对海水中磷酸盐(PO_4-P)、亚硝酸盐(NO_2-N)、硝酸盐(NO_3-N)、氨盐(NH_4-N)、硅酸盐(SiO_3-Si)5项营养盐进行了分布格局研究。结果表明,磷酸盐含量高值主要出现在东海北部及长江口和舟山群岛外侧海域,而黑潮区和台湾暖流海域则存在大片低值区;除黑潮区和台湾暖流海域表层无机氮(DIN)含量较低外,东海长江口邻近海域和江浙沿岸海域表层DIN含量均较高;硅酸盐含量分布除东海北部和江浙近海海域硅酸盐含量低于0.32 mg/L外,其余海区表层硅酸盐含量均低于该值。     

横坡耕作径流溶解态氮磷流失特征及其富营养化风险——以鲁中南山地丘陵区为例

以鲁中南山地丘陵区的坡耕地为例,在模拟降雨条件下分析了横坡耕作地表径流溶解态硝态氮(DNN)、铵态氮(DHN)和磷(DIP)的流失特征,并通过溶解态无机氮DIN(DNN+DHN)/DIP、DNN/DIP和DHN/DIP等3种氮磷比衡量其径流的富营养化风险.结果表明,在研究区典型的暴雨强度下(70mm·h-1),横坡耕作产流所需降雨量在8.07mm左右,产流后径流率在径流初期(0-5min)迅速增加,并在末期(14min后)趋于稳定,而径流泥沙浓度在降雨过程的变化表现出单峰型特征;溶解态氮、磷浓度在径流过程中逐渐降低,其中,径流末期DNN、DHN和DIN的平均浓度较初期分别下降12.1%、23.5%和12.6%.DIP浓度的下降幅度明显大于溶解态氮,为32.5%;溶解态氮、磷浓度与径流率以及原表土速效养分含量在径流初期的相关程度较高,之后则逐渐降低,与泥沙浓度的相关系数在降雨过程中则呈高-低-高变化;各溶解态氮的流失率在径流过程中呈增加趋势,而DIP流失率在径流过程中的变化不显著;溶解态氮、磷流失率与径流率存在升幂函数关系,但相关性随径流时间延长逐渐减弱.N/P率分析表明,横坡耕作径流的富营养化风险较低,但风险水平在径流过程中呈逐渐增加趋势.控制径流末期DNN的径流流失,可减轻横坡耕作径流对于受纳水体富营养化过程的影响.     

细基江蓠和真江蓠野生种群生长海域水质营养盐特征及富营养化评价

[目的]了解江蓠生长海域水质营养盐特征和富营养化变化规律,为海洋牧场建设及富营养化海域人工修复的藻种选择提供科学依据.[方法]以细基江蓠和真江蓠常年生长的广西北海大冠沙乌黎村和下村海域为研究对象,通过周年监测氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、活性磷酸盐(DIP)、化学需氧量(COD)等水质指标,采用单因子污染指数法和富营养化指数评价法,并结合氮磷比(N/P)状况研究细基江蓠和真江蓠野生种群生长海域水质营养盐特征及富营养化水平.[结果]细基江蓠生长海域溶解无机氮(DIN)和DIP含量超过四类海水水质标准的月份比例为67%和83%,COD符合三类和四类海水水质标准的比例为75%;N/P周年波动范围为3.46~18.14,平均值9.05,低于Redfield系数的月份比例为92%,氮限制为营养盐结构的主要特征;富营养化指数(Ei)周年波动范围为5.62~123.25,平均值35.04,呈严重富营养化状态,不同季节的Ei平均值排序为:秋季(54.42)>夏季(41.95)>冬季(32.75)>春季(11.06).真江蓠生长海域DIN和DIP符合一类或二类海水水质标准,COD符合三类和四类海水水质标准的月份比例为100%,N/P周年波动范围为1.22~85.45,平均值26.24,高于Redfield系数的月份比例为58%,磷限制为营养盐结构的主要特征;Ei周年波动范围为1.82~12.75,呈多种富营养化状态(贫、轻度、中度、重度和严重富营养化),不同季节的Ei平均值排序为:夏季(12.75)>秋季(4.91)>春季(2.13)>冬季(1.82).[结论]广西北海细基江蓠和真江蓠野生种群主要以DIN和DIP为生长所需的营养盐,可生活在多种富营养化状态的海域中,二者均适宜作为海洋牧场建设及富营养化海域人工修复的藻种,但细基江蓠对富营养化水体的耐受性优于真江蓠.     

长江口及其邻近海区主要化学要素基线值变化特征

通过对2000、2006和2013年长江口及其邻近海区表层海水调查数据剔出异常值,进行态性检验后,确定了化学要素PO_4~(3-)-P、DIN、Cu、Pb、Cd和As的基线值,初步探讨了各要素基线值的变化趋势。结果表明:目前PO_4~(3-)-P基线值呈现升高趋势,DIN基线值呈现出先降低后升高的趋势,Cu、Pb、Cd和As基线值整体呈现降低趋势,研究海域的污染状况正由营养盐污染和重金属污染并存过渡到单纯的营养盐污染。不同季节间,各项要素的平面分布存在一定差异,但整体表现为近河口区偏高,远岸偏低。利用因子分析方法初步探讨了基线值发生变化的原因,发现营养元素的污染来源不断发生变化,尤其是DIN,其源头增多;重金属元素来源得到有效控制,源头趋于单一,并且不同重金属元素的来源差异较大。     

基于秩相关系数法分析评价广西合浦廉州湾增养殖区水质现状及其变化趋势

依据2004～2010年对广西合浦廉州湾增养殖区水质连续调查监测结果,选择高锰酸盐指数（CODMn）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）3个代表性指标作为评价因子,采用Danniel趋势检验的Spearman秩相关系数法对该增养殖区水质状况变化趋势进行研究分析。结果表明,合浦廉州湾增养殖区水质CODMn、DIP含量保持较平稳状态,而DIN含量则呈上升趋势。削减、控制外源性氮源施入仍然是今后环境治理工作的主要任务。     

宁波南沙港养殖水域沉积物-水界面氮磷营养盐的扩散通量

在2007年1月-2007年11月分4个航次对宁波南沙港养殖水域上覆水和表层沉积物间隙水中的溶解无机氮(DIN)和活性磷酸盐(Po3-4-P)浓度进行了现场调查,并应用Fick第一定理对该养殖水域沉积物-水界面DIN和PO3-4-P的扩散通量进行了估算.结果表明,南沙港养殖水域上覆水中NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N和PO3-4-P的浓度变化范围分别为1.07～11.73、0.01～121.43、0.06～3.79 μmol·L-1和0.42～4.16 μmol·L-1;间隙水中NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N和PO3-4-P浓度年变化范围分别为24.00～219.51、4.02～1 250.41、0.45～8.70 μmol·L-1和3.41～41.87μmol·L-1;DIN和PO3-4-P的扩散通量平均值分别为1520.73 μmol·m-2·d-1和22.33 μmol·m-2·d-1,扩散方向总体表现为从沉积物向上覆水扩散,每年向养殖系统中输入的DIN和PO3-4-P量分别约为9.87 t和0.32 t,表明沉积物是南沙港养殖水域水体氮磷营养盐,尤其是DIN的重要的输入源.     

象山港网箱养殖对水域环境的影响

根据2010年全年共6个航次对象山港网箱养殖区水域环境的监测结果,分析讨论了网箱养殖区DO、pH和营养盐的含量变化特征,并采用营养状态指数法和有机物评价指数法对该海域水质状况进行了评价。结果表明:DO和pH均符合《海水水质标准》(GB 3097—1997)规定的养殖海水Ⅱ类水标准;养殖区DIN全年含量变化范围分别为0.726～1.133 mg/L,其中NO3-N占无机氮的74.83%,是象山港网箱养殖区DIN的主要存在形式;DIP和SiO3-Si全年含量变化范围分别为0.043～0.082 mg/L和0.794～1.357 mg/L。DIN、DIP年均含量均超出《海水水质标准》(GB 3097—1997)规定的养殖海水Ⅱ类水标准。调查网箱区N/P平均值为34.02,可见养殖水体呈现氮过剩状态。根据营养状态指数(E)和有机物评价指数(A)的评价显示,水体呈严重富营养化状态,且有机物污染严重。     

生态因子对缘管浒苔氮、磷吸收速率的影响

采用光照、pH值、盐度和温度等生态因子对缘管浒苔N、P吸收速率的影响进行研究,试图探讨缘管浒苔用于优化虾塘养殖环境的可行性。结果表明：光照、pH值、盐度和温度等生态因子对缘管浒苔N、P吸收速率的影响显著。在0～1000lx光强范围内,缘管浒苔对DIN、DIP的吸收速率随光强的增加而增大,1000～5000lx光强范围内,其对DIN、DIP的吸收速率较大,平均为（0.00030±0.0012）μmol.g-1.h-1,（0.00156±0.0011）μmol.g-1.h-1,超过5000lx时,其对DIN、DIP的吸收速率显著下降;在7.0～9.0的pH范围内,缘管浒苔对DIP、DIN的吸收速率较大,平均为（0.00012±0.0012）μmol.g-1.h-1,（0.00168±0.00142）μmol.g-1.h-1,而在这个范围之外,其对DIP、DIN的吸收速率下降显著;在15～25的盐度范围内,缘管浒苔对DIP、DIN的吸收速率较大,其对DIP、DIN的吸收速率均在盐度为15时最大,分别为（0.00021±0.00005）μmol.g-1.h-1,（0.0055±0.0006）μmol.g-1.h-1;在20～35℃范围内,缘管浒苔对N、P的吸收速率较高,35℃时对P的吸收速率达到最大值（0.00056±0.0026）μmol.g-1.h-1,30℃时对N的吸收速率达到最大值（0.02456±0.00011）μmol.g-1.h-1,而在这个范围之外,其吸收速率明显下降。     

河鲀网箱养殖区大型底栖生物对氮、磷营养盐通量变化的响应

[目的]探索底栖生物的生物学变化与海水沉积物-海水界面氮、磷营养盐通量变化两者之间的联系。[方法]于2008年1月、5月和7月共3次对象山港河纯网箱养殖区海底沉积物进行了大型底栖生物采样分析,同时使用Fick第一定律对沉积物-海水界面氮、磷营养盐的扩散通量进行了估算。[结果]非养殖区总的生物丰度为666．0个／m2,明显多于养殖区（151．8个／m2）。硝酸盐扩散通量的变化对水体营养盐的整体变化具有指示作用,硝酸盐数值同底栖生物多样性指数具有显著相关性,相关系数0．762;在养殖淡季的1月和5月,磷酸盐数据与底栖生物多样性指数和均匀度指数具有明显的负相关性,其相关系数分别为-0．714和-0．857。[结论]该研究建立了底栖生物对氮、磷营养盐通量变化的响应机制。     

CONCENTRATIONS AND FLUXES OF DISSOLVED NUTRIENTS IN THE YANGTZE RIVER: LONG-TERM TRENDS AND ECOLOGICAL IMPACTS

• Historic trends in nutrient loading and flux in the Yangtze River were analyzed• Decreasing trends in the concentrations and fluxes of DSi were found• Significant increasing trends in DIN and DIP concentrations were observed• The frequency of and area covered by red tide outbreaks substantially increased• Atmospheric deposition become a vital factor influencing DIN loadings and fluxesIntensifying human activity in the Yangtze River basin has substantially increased nutrient concentrations in the Yangtze River Estuary, leading to degradation of the coastal environment. Analysis of nutrient determinations published over the past 50 years reveals a gradual decreasing trend in the concentrations and fluxes of dissolved silicate (DSi). However, both dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved inorganic phosphate (DIP) concentrations have increased significantly since the 1970s. The frequency of and area covered by red tide outbreaks have increased greatly during this period, mainly due to changes in nutrient supply ratios [i.e., N/P (DIN/DIP), N/Si (DIN/DSi), P/Si (DIP/DSi)]. A strong correlation was found between the riverine DIN fluxes and the estimated DIN inputs from the major N sources, particularly fertilizers and atmospheric deposition. The data provide a comprehensive assessment of nutrients in the Yangtze River basin and their ecological impacts and indicate a potentially significant influence of atmospheric deposition on DIN loadings and fluxes.     

自然产卵间断以来中华鲟幼鱼抵达与离开长江口时间及其生长的年际变化观察

中华鲟是国家一级重点保护野生动物,近年来野生中华鲟自然产卵行为异常中断给中华鲟种群保护和恢复带来巨大挑战。为了探究该异常现象对中华鲟生活史特征产生的可能影响,本研究根据2004-2020年长江口中华鲟幼鱼资源调查数据,分析中华鲟自然产卵行为异常前后长江口中华鲟幼鱼的种群特征及洄游习性变化。结果表明：(1)2014、2016、2018-2020年长江口水域未监测到中华鲟幼鱼,自中华鲟自然产卵行为异常后,长江口中华鲟幼鱼补充量出现中断的情况;(2)中华鲟幼鱼洄游习性发生显著变化,呈现首现时间提前(提前至4月中旬),终现时间延迟(延迟至10月下旬),出现时间延长(延长118天)的趋势;(3)中华鲟幼鱼生物学指标低于历史同期,最小体长和最小体重分别为7.0 cm和4.9 g。研究结果将为中华鲟繁殖行为、资源变动、产卵场变迁与修复重建等研究工作,以及中华鲟抢救性保护政策措施的制定提供重要的科学参考。     

长江口及邻近海域富营养化指标原因变量参照状态的确定

河口区参照状态的确定是营养盐基准制定的核心步骤.采用参照点或观测点指标频数分布曲线法,利用长江口及邻近海域1992-2010年的调查数据,针对长江口外海区及舟山海区富营养化指标的原因变量,即无机氮和活性磷酸盐,进行参照状态值的确定.经分析,长江口外海区无机氮各季节参照状态可确定如下:春季为0.317mg/L、夏季为0.273 mg/L、秋季为0.211mg/L,活性磷酸盐各季节参照状态:春季为0.014mg/L、夏季为0.009 mg/L、秋季为0.018 mg/L;舟山海区无机氮各季节参照状态确定如下:春季为0.372mg/L、夏季为0.273 mg/L、秋季为0.441 mg/L,活性磷酸盐各季节参照状态:春季为0.020mg/L、夏季为0.018 mg/L、秋季为0.029 mg/L.     

九段沙湿地潮沟鱼类组成的时空格局

九段沙湿地是典型的长江口沙洲,对长江和东海鱼类资源有重要的影响。为了解九段沙湿地鱼类多样性及变化趋势,于2009至2012年对其进行了16次调查,结果显示:(1)4年在九段沙湿地捕获鱼类12 477尾,共96种,新记录鱼类15种;(2)结合历史资料,至2012年底九段沙湿地共记录鱼类158种,以鲈形目种类居多,有54种;鲤形目次之,共27种;(3)优势种有斑尾刺虾虎鱼(Acanthogobius hasta)、(Liza haematocheila)、棱(Liza carinatus)、刀鲚(Coilia ectenes)、凤鲚(Coilia mystus)和中国花鲈(Lateolabrax maculates);(4)上沙、中沙和下沙鱼类组成存在差异,盐度是影响鱼类组成结构的重要因素。研究表明九段沙湿地鱼类资源较丰富,具有长江口鱼类区系特征,但鱼类多样性呈逐年降低的趋势,种类组成也逐年在发生变化。     

关于长江口渔业资源管理的探讨

介绍了长江口的鱼类区系组成及主要经济鱼类,分析了长江口资源环境的现状及影响因素,最后,提出了保护和利用长江口渔业资源的相关对策。     

长江口盐通量估算的数值模拟研究

基于三维数值模式ECOM,建立了长江口以及近岸海域的水动力耦合盐度数值模式。该模式考虑了移动潮滩边界和深水航道等地形特点。计算结果与实测值比较符合良好,较好地放映了长江口区域盐度场的时空分布特点。模式模拟长江口盐水入侵的三维特征,表层盐度较低而底层盐度较高。利用此模式计算了2003年2月枯季大、小潮时期,在长江口代表性的断面处2个连续潮周期内的盐通量情况。2月1-2日大潮期间北支SEC01、SEC02断面分别为3333600t、957600t,崇头SEC03、SEC04断面分别为-270000t、-71640t,南支SEC05、SEC06断面分别为1364400t、1512000t;2月7-8日小潮期间北支SEC01、SEC02断面分别为205200t、82800t,崇头SEC03、SEC04断面分别为-36360t、-12960t,南支SEC05、SEC06断面分别为309600t、28800t。计算结果显示长江口枯季大、小潮期间盐量变化明显,枯季大潮时期外海向长江口区域输送了巨量的盐分,盐水直接入侵十分明显。此计算结果可为以后在长江口建立相应的挡咸蓄淡工程方案提供重要的科学依据。     

长江口及其邻近水域滩涂底栖动物多样性的研究

为了解长江口及其邻近水域滩涂的环境状况,于2012年9—12月对长江口及其邻近水域滩涂底栖动物种类组成与数量分布进行了调查,并用Shannon-Wiener多样性指数、Pielous种类均匀度、种类丰度和Berger-Parker优势度指数等4个指标参数分析了物种多样性。结果表明:调查所采获的底栖动物种类共有5门37种,主要由甲壳动物、软体动物和多毛类动物等组成;长江口及其邻近水域滩涂9—12月4个月的平均生物量为13.33 g/m~2,平均丰度为50.06 ind./m~2;4个月中,Shannon-Wiener多样性指数(H')为1.35~1.89,种类均匀度(J)为0.40~0.54,种类丰度(d)为4.64~5.16;4个月各类群生物组成中,生物量及丰度均以软体动物居首位,长江口及其邻近水域滩涂底栖动物主要种类有微小螺Elachisina sp.、无齿相手蟹Sesarma dehaani、天津厚蟹Helice tientsinensis和卷曲裸嬴蜚Corophium yolutatator;应用等级聚类分析和非度量多维标度排序分析发现,9月、10月为一组,11月、12月为一组;ABC曲线结果显示,长江口及其邻近水域滩涂底栖动物11月、12月受到严重干扰,9月和10月也受到了一定程度的扰动。研究表明,长江口及其邻近水域滩涂底栖动物群落受到不同程度的干扰,有必要加强对长江口及其邻近水域底栖动物生态系统的修复。     

大沽河溶解态无机氮时空分布特征及来源探讨

入海河流的氮污染问题已引起全球关注。大沽河是胶州湾最大的入海河流,河口附近海域无机氮和活性磷酸盐浓度多年不达标,已成为陆源污染物控制入海的关键区域。为此,本研究分别于2018年8月、10月和2019年1月在大沽河流域开展河流水样及可能污染源的样品采集工作,运用非参数检验、聚类分析和Pearson相关分析等方法对大沽河河流溶解态无机氮(Dissolved inorganic nitrogen,DIN)浓度的时空差异、影响因素进行分析,并对其主要来源进行探讨。结果表明,DIN浓度在研究期间表现出显著的季节差异(P<0.05),枯水期最高,丰水期最低,主要是受到降水、气温、溶解氧(DO)等因素的影响。DIN浓度的空间差异也比较明显,其中,上游水体NO3--N浓度较高,主要是受农业化肥施用和农村生活污水等非点源污染的影响;支流水体NH4+-N含量相对较高,主要受畜禽养殖废水等非点源和工业废水、污水处理厂出水等点源污染的共同影响;中下游干流处DIN浓度较低,主要是受闸坝的拦截和滞留效应的影响。     

长江口浮游植物群落的聚类分析

根据2003年8月长江口深水航道水生态调查20个站点所采集的浮游植物样品，对长江口丰水期浮游植物种类组成及群落结构进行了聚类分析。调查区浮游植物种类共检出50种，主要分属3种生态类型。聚类分析将20个站点聚合为3类（类群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），类群Ⅰ主要位于长兴岛以西水域，为淡水性群落类型；类群Ⅱ和Ⅲ则位于长兴岛以东水域，分别为河口近岸低盐性群落类型和外海高盐性群落类型。上述3个类群中，以河口近岸低盐性群落类型种类最多。结合三个类群的环境指标来看，盐度、悬浮物浓度、浊度在三个类群中差异很大。