Distribution characteristics and risk evaluation of heavy metals in sediment of Yalu River estuary and its adjacent shallow sea area

采用重金属的富集系数和多金属污染度分析鸭绿江口及毗邻浅海沉积物重金属的分布特征。结果表明：鸭绿江口及毗邻浅海沉积物Cu、Hg和Cd属于重要的污染因子;多金属污染度高强度分布区与高含沙量区存在对应关系,但对重金属富集影响更大的是人类活动。采用潜在生态风险指数法与生物效应阈值浓度法2种评价方法进行研究区的生态风险评价,结果显示,参比工业化前全球沉积物重金属最高值为背景值进行的潜在生态风险指数法评价结果与生物效应阈值浓度法的评价结果一致,即研究区的生态风险评价结果属于轻微级,并具有更大范围内的可比性,但研究区沉积物中重金属的相对污染程度偏高。

Distribution and their pollution assessment of heavy metals in the sediments of the Yalu River Estuary and its adjacent coastal waters

The present paper deals with the distribution patterns of heavy metals and the associated influenc- ing factors in the Yalu River Estuary and its adjacent coastal waters. Based upon the analysis of the surficial and core sediments measurements, the pollution of heavy metal and potentiM ecological risk were evaluated. The burial flux and contents of heavy metals （except for copper） have been continuously increasing since the 1920s. Therefore, the gross potential ecological risk for the sedi- ments was high or very high, and the study area was endangered by heavy metals contamination. Heavy metals originated mainly from upstream pollutant input, correlation analysis showed that chromium, nickel, zinc~ cadmium, lead, arsenic, and mercury in the sediments of the middle and west channels as well as the sea area of the western Yalu River Estuary concentrations were most probably derived from similar sources. In contrast, the metal of copper most probably originated from sources different from the other metals. Preliminary studies indicate that copper contamina- tion was most likely the result of emission from mining activities situated at the upstream of the river. The contents of heavy metals in the sediments of estuarine turbidity maximum zone of Yalu River were larger than those of any other areas in the middle channel. With large portion of fine sediments, weaker hydrodynamics, and richer sources of heavy metals, the sediments of the west channel, were even more enriched with heavy metals than those of the middle channel.

A Holocene Yalu River-derived fine-grained deposit in the southeast coastal area of the Liaodong Peninsula

High-resolution seismic profiles and surface samples were studied in detail in order to determine the structures, provenance, and dynamic mechanisms of a fine-grained deposit in the southeast coastal area of the Liaodong Peninsula, China. Results indicate that there is a prominent fine-grained deposit distributed alongshore up to 14 m thick, which thins out to less than 2 m in both seaward and landward directions, forming an fl-shaped pattern of cross-section. The deposit is 180-300 km away from the Yalu River mouth and extends along the southeast coast of the Liaodong Peninsula between the northeast of Dalian Bay and southwest of the Changshan Islands, in water depths of 20-40 m. The deposit, which is mainly derived from the Yalu River, represents a Holocene Highstand System Tract sequence formed since the highest sea level around 7.0 ka. The Yalu River-derived sediments were redeposited in the area off the southeast coast of the Liaodong Peninsula after resuspension and transportation by the Liaonan Coastal Current.

Analysis of Precipitation and Drought-Flood in Yalu River Estuary and Donggang Offshore Area

Based on the mesoscale surface observation data,the relationship between rainfall and drought-flood in Yalu River and Donggang offshore area was analyzed. Analysis on atmospheric circulation showed that the movement of weather system affected the production of precipitation directly and resulted into the formation of drought and flood years. On the basis of analyzing general law above,a further analysis on the relationship of monsoon and drought-flood was carried out,as well as the effect of topography on rainfall.

Heritage Corridor Construction:New Idea for Protection of Heritage along the Right Bank of the Yalu River

This paper analyzed feasibility,mode,and significance of heritage corridor construction along the right bank of the Yalu River.It stated that the region along the right bank of the Yalu River conforms to characteristics of heritage corridor and is suitable for heritage corridor theory.For Liaoning and Jilin provinces integrating their tourism into the One Belt and One Road strategy,and promoting harmonious use of regional tourist resources,vigorous development of tourism,and targeted poverty alleviation through tourism,the heritage corridor construction is of profound significance.

The response of sedimentary record to catchment changes induced by human activities in the western intertidal flat of Yalu River Estuary,China

The response to the catchment changes of the sedimentary environment of the western intertidal flat of Yalu River Estuary was investigated by analyzing the vertical variations of the grain size of sediment cores,along with the hydrologic data and human activities in the catchment.The results demonstrated a stepwise decreasing trend for the variations of both the sediment load and water discharge into the sea,which could be divided into three stages as 1958–1970,1971–1990 and 1991–2009.Reservoir construction and the changes of catchment vegetation coverage turned out to be the two predominant contributors to the changes.There are four periods for the variation of the sensitive components of the sediment cores from 1940 to 2010,i.e.,1940–1950,1951–1980,1981–1990 and 1991–2010.The vertical distribution of grain size in the cores mainly varied with the changes of vegetation coverage in the catchment and reservoir construction from 1960 to 1980,whereas it varied depending on the intensity of water and soil erosion in the catchment from 1980 to 1990.Despite the further reduction of the water and sediment input into the sea from 1990 to 2009,this period was characterized by coarsening trends for the grain size of sediment in the estuarine intertidal flat and correspondingly,the significantly increased silt contents of the sensitive component.

Spatiotemporal distribution of size-fractioned phytoplankton in the Yalu River Estuary,China

The grain size structure of phytoplankton has great influence on shellfish culture.The present study aimed to assess the spatial and temporal variation in the phytoplankton community structure in the Yalu River Estuary and to explore the relationship between the phytoplankton community structure and various environmental parameters in 2020.High-throughput sequencing was used in this study.The results showed that nanophytoplankton,especially Karlodinium veneficum,dominated the estuary throughout the year.The biomass ratio of picophytoplankton,nanophytoplankton,and microphytoplankton were 20:63:17 in spring,30:44:26 in summer,1:38:61 in autumn,and 2:45:53 in winter,respectively.Meanwhile,Dinophyta had the greatest biomass throughout the year,followed by Bacillariophyta.On the spatial dimension(Station average),COD,T,SST had a positive impact on total phytoplankton communities,and Dep had a negative impact.In the time dimension(Monthly average),the environmental factor that significantly controlled the phytoplankton community structure were NO2 and SST.

鸭绿江口潮间带春季底栖微藻种类和初级生产力研究

为探明鸭绿江口潮间带底栖微藻对滩涂潜在的贝类生产力的贡献,应用显微镜镜检和叶绿素荧光技术,于2023年3月7—9日对鸭绿江口潮间带底栖微藻种类、丰度、生物量(以叶绿素a含量表征)、脱镁叶绿素a含量、初级生产力水平进行了调查研究。结果表明:该潮间带底栖微藻共鉴定出硅藻和金藻2门29属64种,硅藻占绝对优势,优势种为长菱形藻、舟形藻,底栖微藻的平均丰度为4.01×103个/cm2;沉积物中的叶绿素a和脱镁叶绿素a含量随沉积深度增加而呈递减趋势,但B1、B3、C2和C3站位的叶绿素a垂直分布出现了明显的跃层现象,可能是由生物扰动引起,表层(0~1 cm)沉积物中叶绿素a和脱镁叶绿素a平均含量分别为0.59μg/g和0.93μg/g;从水平分布来看,底栖微藻的种类、丰度和表层生物量分布趋势均为离岸0.5 km>0.1 km>1.0 km,这可能与离岸距离不同的潮区所受的光照时间和底质类型有密切关联;鸭绿江口潮间带底栖微藻初级生产力平均值为16.7 g/(m2·h),由此估算出鸭绿江口潮间带贝类年生产力为9.8万t。由底栖微藻的种类鉴定和初级生产力估算结果可知,春季鸭绿江口潮间带提供的天然饵料种类和数量都适宜开展贝类的增养殖活动。

基于环境DNA的夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析

【目的】基于环境DNA(eDNA)进行夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析,以验证eDNA技术应用于鱼类物种多样性监测的可行性,为鱼类群落动态监测、水域生态健康评估及鱼类物种多样性保护提供技术支持,同时为鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性保护提供基础资料。【方法】于2022年5—8月在鸭绿江流域(丹东段)设5个采样站点,进行4次环境样本采集,经eDNA抽提、PCR扩增、高通量测序和数据库对比注释后,通过R语言(4.1.2)、Tableau 2019.4和PRIMER 6.0等进行夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析。【结果】在夏季鸭绿江流域(丹东段)5个采样站点共检测到67种鱼类,隶属于14目30科65属,其中,松江鲈和细鳞鲑已列入《国家重点保护水生野生动物名录》,鲤、鲫、鳙、鲢、草鱼、鮻、武昌鱼、小黄鱼、光泽黄颡鱼、棘头梅童鱼和乌鳢等11种被列入《国家重点保护经济水生动植物资源名录》,香鱼和东北七鳃鳗被列入《国家濒危动物名录》和《辽宁省重点保护野生动物名录》,石川哲罗鲑、鸭绿江茴鱼和花羔红点鲑被列入《中国东北地区珍稀濒危动物志》。鲤、鲫、鲢、草鱼、辽宁棒花鱼、马口鱼、东北雅罗鱼、泥鳅、香鱼、公鱼、大银鱼和杂色杜父鱼等在鸭绿江流域(丹东段)各采样站点组成相似,且均为相对丰度较高的优势物种,是夏季鸭绿江流域(丹东段)的优势鱼类群体。5个采样站点中,以东港站点的Chao1指数、Pielou指数、Shannon指数和Simpson指数最高,丹东站点的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数最低。【结论】基于eDNA技术检测夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类物种组成及多样性具有可行性和有效性。夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类的生态结构复杂且有波动,尤其是野生珍稀鱼类种质资源保护已迫在眉睫,亟待开展鸭绿江珍稀鱼类资源恢复工作,包括实施禁渔制度,重点研究特有濒危鱼类的人工繁殖技术,以及加强水体生态系统健康监测等。

吉林省云峰岩体年代学、地球化学特征及其形成构造背景

云峰岩体分布于吉林省东部重要的有色金属、贵金属鸭绿江断裂成矿带内,主要岩性为钾长花岗岩类。对云峰岩体进行岩石学、地球化学、年代学、及锆石U—Pb测年研究:LA-ICP-MS锆石U—Pb年龄资料表明,岩石侵位年龄为(120.9±1.8)Ma,属于早白垩世(晚于鸭绿江断裂活动时间)。云峰钾长花岗岩富SiO_(2)、K_(2)O、贫Al_(2)O_(3),富集Rb等大离子亲石元素,亏损P、Ti、Sr等元素,亏损重稀土元素,Eu亏损明显,属于典型非造山带A型花岗岩。岩浆来源较浅且以壳源物质为主,表明地层可能受太平洋板块向西俯冲欧亚板块碰撞影响,具有强烈的碰撞伸展构造背景,断裂带附近局部发生地壳伸展—减薄的构造过程,岩浆沿已形成的断裂通道上升并冷凝成岩。

吉林长白山地区鸭绿江上游新发现的含打制石器遗址

2021年,吉林省文物考古研究所等单位对吉林省鸭绿江上游地区临江市、长白朝鲜族自治县两地开展了旧石器考古专项调查,共发现仅含打制石器遗址12处,采集石制品188件。石制品类型包括细石核、石叶、雕刻器小片、似勒瓦娄哇石片以及端刮器、雕刻器、尖状器、两面器等。其中吴家营遗址Ⅰ地点石制品类型丰富,技术较为复杂,表现出似勒瓦娄哇、石叶、细石叶技术混合的特征;其他地点石制品发现较少,仅有岗头村等5处地点反映出吉林东部石叶—细石叶遗存的一般特征。根据采集石制品初步判断吴家营遗址Ⅰ地点等6处遗址应为旧石器时代晚期遗存,其余地点年代暂时无法判断。

辽宁3个水系北方须鳅个体繁殖力比较研究

为探明辽宁地区北方须鳅个体繁殖力,于碧流河、鸭绿江和辽河采集性腺发育至Ⅳ期的雌鱼180尾,采用常规生物学方法比较分析北方须鳅个体繁殖力。试验结果显示,北方须鳅个体绝对繁殖力为(6999.33±315.19)粒,体长相对繁殖力为(85.06±2.98)粒/mm,体质量相对繁殖力为(1536.58±60.23)粒/g,碧流河万福段体长相对繁殖力和体质量相对繁殖力均显著高于其他2个水系(P<0.05),个体繁殖力与各生物学指标的最佳拟合方程大多为二次函数。3个水系北方须鳅绝对繁殖力和体长相对繁殖力均与体长、体质量、净体质量、性腺质量、性腺指数之间具有极显著相关性(P<0.01),体质量相对繁殖力仅在碧流河万福段和太子河汤河段与性腺指数之间具有极显著相关性(P<0.01)。多元逐步回归分析表明,碧流河万福段和太子河汤河段个体繁殖力与性腺质量和性体指数密切相关,而在叆河大堡段受净体质量与肥满度的影响显著。卵径频率出现一个峰值,推测北方须鳅为一次性产卵鱼类。试验结果可丰富北方须鳅繁殖生物学资料,为其资源保护提供基础数据。

鸭绿江河口潮汐及水沙输运特征研究

构建以鸭绿江河口为核心的大范围二维潮流泥沙数学模型,研究新边界条件下的大东水道水沙输运特征。结果表明,鸭绿江河口所在的海湾M2分潮等潮时线总体呈南北方向,潮流旋转方向为逆时针方向;潮波自河口外侧向西水道方向,M2分潮振幅逐渐增大,在庙沟港池附近达到最大,潮波浅水变形口外与西水道变幅可达20%;大东水道深槽水流强度明显较大,庙沟港池东南侧水域含沙量最大,自一港池附近水域向外海含沙量呈降低趋势;大东水道欧拉余流和斯托克斯漂流均向海,落潮单宽潮量及单宽输沙量大于涨潮,净潮量、净输沙量均向海,大东水道泥沙输运以大潮期为主,泥沙主要来源为西水道滩涂和大东水道东侧滩涂。

耦合深度学习的水丰水库入库径流中长期预测方法研究

少资料地区径流中长期预测关系发电厂中长期发电量的多寡,也对电厂短期经济运行有较强的指导作用。鸭绿江流域是东北地区重要的清洁能源基地,由于朝鲜控制了鸭绿江流域超过一半的面积,但其径流数据难以与中方共享,给鸭绿江流域径流中长期预测带来一定的阻碍。以鸭绿江流域水丰水库入库径流为研究对象,分别采用相空间重构模型(局域法、全局法)、LSTM模型、小波分析-LSTM模型、耦合相空间重构(局域法、全局法)和小波分析模型共6个模型方法对水丰水库旬、月及年尺度入库径流进行中长期径流预报工作,以平均绝对误差、平均绝对百分比误差与合格率对上述6个模型的预测结果进行精度评比。结果表明,年径流预报采用耦合相空间重构(全局法)和小波分析模型;月尺度径流预报中,1月预见期1-5月采用耦合相空间重构(局域法)和小波分析模型以及小波分析-LSTM模型效果较好,而6-12月耦合相空间重构(全局法)和小波分析模型具有明显优势;1年预见期中,小波分析-LSTM模型效果较好。旬尺度径流预测,1旬预见期采用小波分析-LSTM模型效果较好,3旬预见期采用小波分析-LSTM模型或耦合相空间重构(全局法)和小波分析模型,1年预见期中耦合相空间重构(全局法)和小波分析模型有明显优势。研究将为水丰水库及下游发电厂制定中长期调度计划提供支持。

辽宁3个水系鸭绿沙塘鳢个体繁殖力比较研究

为探明辽宁地区鸭绿沙塘鳢个体繁殖力,于辽河水系新宾满族自治县太子河下夹河段、碧流河水系碧流河水库上游万福段、鸭绿江水系丹东凤城叆河大堡段采捕卵巢发育至Ⅳ期的鸭绿沙塘鳢雌鱼181尾,采用常规生物学方法比较分析鸭绿沙塘鳢个体繁殖力。结果表明,鸭绿沙塘鳢个体绝对繁殖力(1067.7±829.7)粒,体长相对繁殖力(97.9±56.1)粒/cm,体质量相对繁殖力(55.2±18.1)粒/g。年龄组成以2、3龄为主,且繁殖贡献率分别为44.9%和39.2%。碧流河万福段鸭绿沙塘鳢个体绝对繁殖力、体长相对繁殖力、体质量相对繁殖力均显著高于太子河下夹河段;绝对繁殖力和体长相对繁殖力与体长、体质量、空壳质量、性腺质量显著相关,体质量相对繁殖力与性腺指数显著相关(P<0.01),个体繁殖力均与肥满度无相关性(P>0.05)。3个水系多元线性逐步回归分析显示,个体繁殖力与性腺质量或性腺指数密切相关。卵径频率出现2个峰值,推测鸭绿沙塘鳢为分批产卵类型。本调查结果可为鸭绿沙塘鳢繁殖生物学提供基础数据。

鸭绿江下游3种经济鱼类生长特征及种群参数估算

鱼类的生长特性不仅能反映其生长及生存状况,也能在一定程度上反映其生活环境的质量及生活史情况。本研究于2020年11月—2021年10月在鸭绿江下游捕获3种鱼类(唇[鱼骨]Hemibarbus labeo、瓦氏雅罗鱼Leuciscuswaleckii和拉氏鱥Phoxinuslagowskii),分析生物学参数与生长特性,通过FiSATⅡ软件估算其死亡系数与开发率。结果显示:唇[鱼骨]、瓦氏雅罗鱼与拉氏鱥的优势年龄组成分别为1 a、1 a~2 a、1 a;b值均近似于3(P>0.05),为匀速生长类型;生长系数K均大于0.2,为快速生长型;生长性能指数φ′在4.46~5.00之间;唇[鱼骨]、瓦氏雅罗鱼与拉氏鱥的拐点年龄分别为2.33 a、1.95 a与1.05 a,相应拐点体长分别为318.52 mm、255.67 mm与115.52 mm。3种鱼类的开发率E均大于E_(max),表明其处于过度开发状态,应限制捕捞。唇[鱼骨]、瓦氏雅罗鱼与拉氏鱥的最佳起捕体长应为319 mm、256 mm与116 mm。调查研究水域应通过增殖放流、调整增殖放流鱼类数量措施,保持资源量,适当增加唇?、瓦氏雅罗鱼与拉氏鱥的资源量,促进资源利用及可持续开发状态。

鸭绿江水丰水库外来种梭鲈的年龄结构和生长特性研究

【目的】摸清外来种梭鲈(Sander lucioperca)在鸭绿江水丰水库的生长情况。【方法】以2021年6月—2023年9月在水丰水库采样点采集的198尾梭鲈为研究对象,以脊椎骨为年龄鉴定材料,对梭鲈的年龄结构和生长特性进行研究。【结果】采集的梭鲈样本体长为26~520 mm,其中101~200 mm的个体占样本总量的48.5%,体质量为0.3~1935.0 g,151 g以下的个体占样本总量的70.2%;样本由1~5龄5个年龄组组成,以1龄鱼为主,占样本总量的50.0%。体长与体质量拟合关系式为Wt=6×10^(-6)Lt^(3.150)(R^(2)=0.9924,n=198,P>0.05),为匀速生长类型。选用直线方程拟合梭鲈体长与脊椎骨半径的关系,其关系式为L=91.14r+24.693(R^(2)=0.9675,n=198)。从生长指标看,梭鲈5龄前的体长相对增长率和生长指标较高,其生长比速平均值为0.366,生长常数平均值为1.679,生长指标平均值为88.573;从第4龄到第5龄,梭鲈的生长比速为0.076、生长常数为0.683、生长指标为36.584,生长速度明显下降。选用Von Bertalanffy生长方程描述梭鲈的生长,体长生长方程为Lt=815.681[1-e^(-0.200(t-0.033))],体质量生长方程为Wt=8409.982[1-e^(-0.200(t-0.033))]3.150;体长生长速度和体长生长加速度方程分别为dL/dt=163.136e^(-0.200(t-0.033))、d^(2)L/dt^(2)=-32.627e^(-0.200(t-0.033)),体长生长速度和体长生长加速度曲线均无拐点,体长生长速度与年龄呈反比,体长加速度与年龄呈正比,体质量生长速度和体质量生长加速度方程分别为dW/dt=5298.289e^(-0.200(t-0.033))[1-e^(-0.200(t-0.033))]2.150、d^(2)W/dt^(2)=1059.658e^(-0.200(t-0.033))[1-e^(-0.200(t-0.033))]1.150[3.150e^(-0.200(t-0.033))-1],体质量生长速度和体质量生长加速度曲线有拐点,体质量生长速度先增加后降低;梭鲈的生长拐点年龄为5.77龄,对应的体长和体质量分别为557 mm和2525.20 g。【结论】外来种梭鲈能够适应水丰水库的环境,已建立自然种群。目前梭鲈的年龄结构相对简单,属于增长型。【意义】本研究结果可为鸭绿江水丰水库外来种梭鲈资源的利用与管理提供参考依据。

鸭绿江河口及近岸地区沉积物中重金属分布的影响因素分析

对鸭绿江河口不同地区沉积物中重金属分布特征和埋藏通量的垂向变化进行了分析;探讨了其独特的动力环境等因素对重金属分布的影响;评价了鸭绿江河口地区重金属污染状况及潜在生态风险程度。结果显示,自1920年代到2000年以来,除了Cu的含量和埋藏通量逐年减小之外,Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As和Hg的浓度和埋藏通量具有逐渐增加的趋势;鸭绿江河口地区重金属总体污染程度为重到严重,其中西水道沉积物的重金属总体污染程度和总潜在生态风险程度均最高,重金属污染已经对鸭绿江河口地区的生态环境构成了严重的危害;粒度控制效应不是鸭绿江河口地区重金属分布的最主要影响因素;Cu和其他几种重金属有着不同的来源;最大浑浊带独特的动力机制是造成中水道重金属(除Cu外)的高值分布区和最大浑浊带内的高悬沙浓度分布区相对应的最主要原因。

鸭绿江河口及近岸地区稀土元素的物源指示意义

通过对鸭绿江河口及近岸地区所采集的沉积物样品,分析研究了该地区沉积物REE的组成特征及分异模式,确立其地球化学参数,探讨了它的物源指示意义。结果显示,鸭绿江沉积物的REE总量较高,其REE组成分异特征与世界其他大河相类似,LREE富集,而HREE相对亏损;源岩是控制该区沉积物REE组成特征的主要因素,风化作用、粒度与重矿物等因素对其影响相对较弱;鸭绿江沉积物REE组成相对上陆壳分异很弱,表明沉积物来源于上游源岩的风化产物;此外,其REE组成/分布模式及分异参数与长江、黄河较为接近,而与韩国一些河流相差较大,因此,可作为鸭绿江入海物质组成代表,指示黄海海洋陆源沉积物物质组成。

鸭绿江河口及近岸海域沉积物中重矿物组成、分布及其沉积动力学意义

通过研究鸭绿江河口和近岸海域沉积物的重矿物分布和区域组合特征,同时以重矿物作为示踪物,分析了河口区底部沉积物的运动状况。研究结果表明,研究区的重矿物主要分为两种组合,一是黑云母-普通角闪石-绿帘石组合,二是由不稳定的矿物普通角闪石、较稳定矿物绿帘石和石榴石以及金属矿物(包括磁铁矿、钛铁矿和赤褐铁矿)组成,该组合又可分为四个亚组合。不稳定矿物与稳定矿物含量的比值变化、推移质潮周期输运率和净输运方向计算以及断面的粒度分布特征表明,鸭绿江河口10 m等深线以北地区的底部沉积物主要向上游地区输运。这一结论与以往分析结果有很大不同,这主要是由于鸭绿江流域受到了人类活动,尤其受水利工程和人工挖沙的影响而出现的一种自我调节机制。此外,重矿物分析的初步结果还表明,鸭绿江河口10 m等深线以南的沉积物主要向下游输运,而近岸地区的沉积物可能由东西两端向中间输运,但是由于受到研究资料的限制,以上结论还有待于通过其他研究方法进一步验证。从北黄海东西两个地区的重矿物分布来看,北黄海西部地区的石榴石和电气石等稳定重矿物含量要大于东部地区的,而白云石和云母等不稳定矿物的含量要小于东部的。综合对比北黄海西部与北黄海东部、南黄海北部和南部来看,前者与后三者最大的区别就是沉积物中没有自生黄铁矿。