獐子岛养殖水域叶绿素含量时空分布特征及初级生产力季节变化

2005年3、5、7和10月对獐子岛养殖海域(共设18个站位)进行叶绿素浓度的调查。结果表明,调查海区叶绿素浓度为1.23～2.85 mg/m^3,均值为1.78±0.57 mg/m^3。叶绿素浓度的季节性变化显著,最高值出现在冬季,夏季的值最低;平面分布的特性为春、夏、冬季分布比较均匀。秋季叶绿素浓度的区域性差异较大,主要表现为近岸区的叶绿素浓度低于中间深水区域,可能与养殖虾夷扇贝摄食压力有关,但尚需进一步研究。垂直分布较为均匀,夏季表层叶绿素浓度高于底层,其他季节的分布趋势与夏季相反。初级生产力的季节性变化明显,与叶绿素的变化趋势不同,从3～10月,初级生产力逐渐增大,变化范围为30.4～117.0 mgC/m^2·d,平均值为76.6±41.9 mg C/m^2·d。结合同步调查的水温、营养盐数据得知,水温和溶解性无机氮是影响初级生产力的主要因素。

獐子岛及邻近海域秋季浮游植物的粒级结构及其影响因素

于2015年10月对獐子岛及邻近海域进行了航次调查,研究了獐子岛及邻近海域浮游植物粒级结构的空间分布特征及其环境影响因素。结果表明,秋季表层总叶绿素a、小型(>20μm)、微型(2—20μm)和微微型(0.45—2μm)浮游植物叶绿素a浓度的范围分别为0.52—1.25、0.03—0.81、0.33—0.91、0—0.09μg/L,平均叶绿素a的浓度分别为0.76、0.19、0.53、0.03μg/L,对叶绿素a总量的贡献率分别为23.77%、72.26%和3.98%;底层总叶绿素a、小型(>20μm)和微型(2—20μm)浮游植物叶绿素a浓度的范围分别为0.14—1.5、0.04—1.04、0.08—0.47μg/L,平均叶绿素a的浓度分别为0.46、0.22、0.24μg/L,对叶绿素a总量的贡献率分别为41.46%、58.50%。从垂直分布上来看,总叶绿素a浓度垂直变化为,表层>底层;小型浮游植物垂直分布较为均匀;微型浮游植物垂直变化为,表层>底层;微微型浮游植物垂直变化为,表层>底层,且在表、底层均保持较低水平。秋季表层微型浮游植物(2—20μm)浓度与盐度呈正相关。底层总叶绿素a浓度与磷酸盐浓度呈正相关,小型浮游植物(>20μm)浓度与磷酸盐和硅酸盐浓度均表现为正相关,微型浮游植物(2—20μm)浓度与温度呈正相关。统计分析结果表明,温度、盐度、磷酸盐及硅酸盐浓度是影响獐子岛及邻近海域秋季浮游植物粒级结构变动的重要因素。

基于FVCOM的獐子岛附近海域三维潮汐潮流数值模拟

基于采用不规则三角网格的海洋模型FVCOM(An Unstructured Grid,Finite Volume Coastal Ocean Model),对獐子岛附近海域的潮汐、潮流进行了精细化数值模拟研究,模拟的潮汐、潮流与实测值符合良好,表明建立的该海域精细化潮汐潮流数值模型合理可靠。依据计算结果绘制了M2、S2、K1和O1分潮的同潮图和潮流椭圆图,并对该海域潮汐潮流特征进行了系统分析。结果表明,獐子岛附近海域的潮汐主要以规则半日潮为主,水平潮流多为旋转流,旋转方向大部分为逆时针;近岸海区和水道之间多为往复流,在大鹿岛以南海域也存在一往复流的区域。在123.75°E以东存在一顺时针旋转的区域。由潮余流场的特点可看出,獐子岛等各岛屿周围均形成气旋式的绕岛流,流速一般位于8—12cm/s之间,离岸线较远的外海区域余流较小,只有1—2cm/s。本文所得结论,有助于增加对整个獐子岛海域潮汐潮流特性的全面认识。

獐子岛海域浮游植物的粒径结构及碳流途径

根据2011年6月、10月、12月和2012年4月4个航次对獐子岛海域水温、分粒径Chl a浓度、透明度等参数的调查数据,分析了该海域Chl a浓度的时空变化特征,探讨了浮游植物的粒径结构、光合固碳能力及碳流途径。研究结果显示,獐子岛海域表、底层Chl a浓度年变化范围分别为0.07–6.28μg/L和0.16–5.28μg/L,年平均浓度分别为(1.60±1.38)μg/L和(1.31±1.10)μg/L,存在显著的季节差异(P<0.05)和空间分布的不均匀性,表、底层Chl a含量秋、春季节差异极显著(P<0.01)。表、底层浮游植物粒径组成均以微型浮游植物(Nano-phytoplankton)为主,贡献率分别为50.85%和44.64%。典范对应分析(CCA)结果表明,NO3?、PO43?和NH4+的3种形态无机营养盐对微型浮游植物有显著的影响,而水温和NO2-对微微型浮游植物(Pico-phytoplankton)影响显著。该海域初级生产力变化范围为40.31–1017.64 mg C/(m2·d),平均为(386.07±281.80)mg C/(m2·d)。超过38.3%的总初级生产通过微食物环向高营养级传递并入经典食物链,微食物环在獐子岛虾夷扇贝养殖生态系统中扮演着重要角色。

獐子岛邻近海域悬浮颗粒物的时空分布特性

根据2015年秋季(10月)和2016年冬季(1月)、春季(4月)、夏季(7月)4个航次的调查研究,分析了獐子岛养殖海域表、底层水体中总悬浮颗粒物(TPM)、颗粒有机物(POM)和颗粒有机物比例(PCOM,%)的时空分布特征,结合POM与叶绿素a(Chl-a)及环境因子的相关性分析,探讨了悬浮颗粒物的影响因素及其与虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播养殖之间的潜在联系。结果显示,獐子岛海域TPM和POM的浓度变化范围分别为16.76~97.54、2.20~17.20 mg/L,年平均浓度分别为(31.65±9.58)、(6.97±2.08)mg/L。PCOM值的变化范围为8.69%~37.09%,平均值为(22.25±4.18)%。TPM浓度的季节变化趋势为秋季>春季>夏季>冬季,最大值出现在秋季表层。而POM和PCOM的最高值出现在夏季,冬季的值最低。POM与TPM的平面分布趋势相似,大部分海域的平面分布比较均匀;春、夏季POM的分布呈现中部略高、四周略低的特点,秋、冬季与之相反;夏季底层显著高于表层(P<0.01),其他季节表、底层无显著差异(P>0.05)。4个季节中,獐子岛海域的POM与Chl-a的含量呈极显著正相关关系(P<0.01);其中,春季底层和夏季表层的POM与Chl-a均存在极显著正相关关系(P<0.01)。另外,只有夏季表层POM与盐度之间存在显著负相关关系(P<0.05),说明夏季陆源输入对该海域的悬浮颗粒有机物有显著影响。

大连獐子岛赤潮监控区浮游植物群落

研究了大连獐子岛赤潮监控区海域6个测站的浮游植物种类组成、数量分布和群落结构。2011年5~10月浮游植物数量变化范围为7.30×10~4~685×10~4个/m^3,浮游植物数量高峰出现在10月下旬,最低值出现在7月下旬,变化趋势为秋季>夏季>春季。共检出浮游植物3门40属74种,其中硅藻门30属54种,甲藻门9属19种,着色鞭毛藻门1属1种。主要优势种有旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、柔弱角毛藻(Chaetoceros debilis)、梭角藻(Ceratium fusus),窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens),均为赤潮生物种。浮游植物群落多样性指数范围为1.958~3.100,平均为2.467;均匀度指数范围0.338~0.632,平均为0.522,群落结构较稳定。浮游植物生长主要受磷酸盐限制。

獐子岛海域冬季分级叶绿素a的分布特征及其影响因素

于2016年1月对獐子岛海域进行了航次调查,研究了獐子岛海域浮游植物粒级结构的空间分布特征及其环境影响因素。结果表明:冬季表层总叶绿素a、小型(>20μm)、微型(2~20μm)和微微型(0.45~2μm)浮游植物叶绿素a浓度的范围分别为0.24~0.92、0.15~0.58、0.09~0.46、0~0.03μg·L-1,平均叶绿素a的浓度分别为0.69、0.36、0.33、0.002μg·L-1,小型、微型和微微型浮游植物对浮游植物总量的贡献率分别为51.72%、48.01%、0.26%;底层总叶绿素a、小型、微型和微微型浮游植物叶绿素a浓度的范围分别为0.29~1.77、0.12~1.45、0.17~0.50、0μg·L-1,平均叶绿素a的浓度分别为0.78、0.43、0.34、0μg·L-1,小型、微型和微微型浮游植物对浮游植物总量的贡献率分别为52.97%、47.03%、0;从垂直分布上来看,表、底层总叶绿素a及两种粒级浮游植物(>20μm、2~20μm)的浓度均差异不显著,分布较为均匀;从水平分布上来看,总叶绿素a及两种粒级浮游植物(>20μm、2~20μm)浓度的表、底层空间分布趋势相近,均呈现出由獐子岛海域西北部向南部逐渐降低的趋势。RDA分析表明,温度、盐度、溶解氧、颗粒态有机物、NO2--N和NH4+-N是影响獐子岛海域冬季浮游植物粒级结构变动的重要因素。