2009-2021年夏季长江口海域浮游生物群落结构时空分布特征及其影响因素研究

为了探究夏季长江口海域浮游生物群落结构特征及其影响因素,根据2009-2021年夏季长江口海域大中型浮游生物及水质监测数据,通过盐度5‰和25‰等值线将长江口海域划分为口门区(盐度<5‰)、河口区(盐度5‰~25‰)和海水区(盐度>25‰),通过优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数以及排序分析法,分区分析浮游生物群落结构时空分布特征及其影响因素.结果表明:①时间上,浮游植物物种数量和细胞数量呈上升趋势,群落结构以硅藻为主,甲藻占比近年来有所升高.浮游动物物种数量、密度和生物量整体呈下降趋势,群落组成以桡足类动物为主.空间上,浮游植物和浮游动物物种数量呈现出由口门区向海水区递增的趋势,与盐度分布较为一致.②浮游动物多样性水平整体优于浮游植物,二者生物多样性空间分布较为一致.其中,海水区浮游生物多样性和丰富度均较高,结构复杂;口门区浮游生物种类少,但均匀度较高;河口区浮游生物种类较多但分布不均匀.③冗余分析结果表明,水温、盐度、光照、营养盐是影响浮游生物生长的主要因素.除环境要素外,生物间的捕食作用对群落特征变化也具有重要影响.研究显示,夏季长江口海域浮游生物群落结构时空分布特征较为明显,口门区及部分河口区陆源输入带来了丰富的氮磷营养盐,加之河口区咸淡水混合,促进了浮游生物的生长,海水区受黑潮影响,盐度高,营养盐含量丰富,黑潮携带大量浮游生物进入海域,提高了浮游生物丰富度和多样性.

2016-2021年长江口海域营养盐时空变化特征及其影响因素研究

为研究长江口海域营养盐时空变化特征及其主要影响因素,本研究基于2016-2021年长江口生态环境监测数据、长江流域入海断面监测数据以及长江径流数据,根据长江口盐度(S)空间分布特点,将该海域分为口门区(S<5‰)、河口区(5‰<S<25‰)和海水区(S>25‰),从分区的角度探讨长江口海域溶解性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO_(4)-P)、硅酸盐(SiO_(3)-Si)的浓度时空分布、营养盐结构及限制因子.结果表明:①时间上,2016-2021年DIN、PO_(4)-P浓度呈波动下降趋势,SiO_(3)-Si浓度则呈波动上升趋势.DIN浓度主要表现为春季>夏季>秋季,PO_(4)-P和SiO_(3)-Si浓度则均呈现秋季>夏季>春季的趋势.②空间上,DIN、SiO_(3)-Si浓度均呈由近岸向远海逐渐递减的趋势,均表现为口门区>河口区>海水区,而PO_(4)-P浓度则表现为河口区>口门区>海水区.这说明DIN、PO_(4)-P、SiO_(3)-Si浓度都受到长江冲淡水的影响.PO_(4)-P浓度高值区通常位于最大浊度带附近,悬浮颗粒物(TSM)浓度在一定程度上影响PO_(4)-P浓度的分布情况.浮游植物的生长繁殖是营养盐浓度变化的重要原因之一.③长江口海域营养盐结构具有分布不均衡的特点,N/P、Si/P均远大于16∶1,Si/N则均接近1,这说明磷为长江口海域浮游植物潜在限制因子.Chla浓度的相对高值区域大都处于磷限制,其值越高,N/P和Si/P则普遍越大,生物的吸收作用会使磷的限制程度加剧,说明浮游植物对长江口海域营养盐结构具有重要的影响.研究显示:长江口海域营养盐分布具有明显的规律性,长江冲淡水对营养盐的空间分布有着重要影响,浮游植物的吸收作用是营养盐及其结构的影响因素之一.

长江口海域浮游植物分布及其与径流的关系

利用 2 0 0 1— 2 0 0 2年 4个季度月航次调查资料 ,研究了长江口海域浮游植物的分布及其与长江径流的关系 ,共鉴定浮游植物 1 5 4种 (含变种和变型 ) ,其中属硅藻类的有 1 1 3种 ,甲藻类 36种 ,近岸低盐性的中肋骨条藻 (Skeletonemacostatum)是最重要的优势种。夏季浮游植物密集区位于长江口海域的北部及靠近浙江近海的上升流区 ,春季和秋季密集区出现在调查区的南部。浮游植物数量高峰出现在夏季 (平均为 9 2 7× 1 0 6 个 /m3) ;冬季 (枯水期 )数量最少(平均为 2 91× 1 0 5 个 /m3) ,且分布相对较均匀 ,显示出该海域浮游植物种类组成与数量的季节变化同长江径流量有明显的关系。由于大量营养盐被长江径流携带入海 ,造成河口区严重富营养化 ,这为赤潮生物大量孳生提供了适宜的环境条件 ,长江口海域已成为我国沿海赤潮多发区之一。

长江口海域赤潮成因及其防治对策

对长江口海域的赤潮发生形势进行了系统总结与分析 ,探讨了长江口海域赤潮灾害的成因及其防治对策。长江口及邻近海域是我国赤潮高发区 ,自20世纪80年代以来赤潮发生越来越频繁 ,赤潮生物种类增加 ,2002年首次发生了有毒亚历山大藻(Alexandriumsp.)赤潮 ,赤潮危害程度在增大 ,这与长江口海域的环境和生物条件、河口最大浑浊带、长江上游大型水利工程建设以及全球气候变化对长江口海域赤潮高发区的影响有直接关系 ,同时河口海域甲藻孢囊也是赤潮发生的种源。建议建立赤潮立体监测体系、赤潮信息管理系统、海产品赤潮毒素卫生检疫制度和赤潮应急响应机制 ,全面加强长江口海域的赤潮监控与防治工作。

1984—2000年长江口海域水质重金属浓度分布变化

研究了 1984—2000 年长江口海域水质溶解态重金属 Hg, Pb, Cd 和 Cu 的分布变化，并初步探讨了其分布机理。长时段多航次分析能使我们更好地了解重金属的总体分布及变化特征，通过历年监测资料的收集、整理和统计，取得了两个基本认识：重金属的分布演化具有波动性，沿中值水平线上下变化；高值区分布存在三种基本形式，其中离岸带高值区在长江口海域最具特色，各种分布形式可以相互转化。

杭州湾-长江口海域岸线变化对杭州湾潮汐特征的影响

基于非结构化网格有限体积海洋模型(FVCOM),建立杭州湾海域高分辨率三维水动力数值模型,模拟结果与观测数据吻合较好.采用1974年、2005年和2016年代表年份的岸线数据建立模型,研究杭州湾海域长时间、大区域的岸线变化对其水动力特征的影响.结果显示,1974—2016年,杭州湾M2分潮振幅增大的幅度从金山到尖山逐渐增加,M4分潮振幅在尖山附近增加最大;潮能通量在金山到澉浦之间减小最大;尖山断面和杭州湾口涨潮占优趋势增加,乍浦断面和金山断面之间涨潮占优趋势减弱.岸线缩窄通过影响浅化效应和底部耗散项,影响杭州湾分潮振幅、相位及潮汐不对称等潮汐特征.

长江口海域新生代地层与断裂活动性初探

长江口海域通过浅层人工地震勘察查明 ,新生代地层可分为 5个地震层。分别为第四系、上新统、中新统上段、中新统下段及始新统。第三纪地层自东北向西南依次超覆、减薄尖灭 ,上部被第四纪地层不整合覆盖。沉积基底主要由晚侏罗世火山岩系及燕山晚期酸性小岩体构成 ,未发现早第三纪及晚白垩世断陷盆地。断裂构造很发育 ,按展布方向大体可归为北东、北西及近东西向 3组 ,皆为正断层。前两者数量多、延伸长、断距大 ,与同区的航磁异常构架吻合。北东向断裂分段明显 ,西南段为第四纪断裂 ,中段为晚第三纪断裂 ,东北段为早第三纪断裂 ;而北西向断裂分段不很清晰。两者的垂直位移速率平均在 0 0 1 5mm a。本文对该海域有关的几个地质问题进行了讨论。

近30a来长江口海域生态环境状况变化趋势分析

在过去近30a监测结果基础上,对长江口海域生态环境变化趋势进行了分析。结果表明,近30a来,长江口海域水体中无机氮和活性磷酸盐呈现上升的趋势,重金属(铜、铅、镉和总汞)在一定范围内波动;浮游生物的种类数年际变化较大,浮游植物中硅藻比例有所下降,甲藻所占比例有所上升,浮游动物中桡足类的比例下降。讨论了长江径流输沙量与环境因子之间的相关性,发现硅酸盐的含量与输沙量呈显著正相关,且硅酸盐的减少与海域硅藻比例的减少具有一定相关性。长江口及其邻近海域环境与生态状况有所下降,特别是本世纪以来,海域的主要污染物仍为无机氮和活性磷酸盐,生物状态基本稳定在一个较低的水平上,近年来虽偶有波动,但没有明显改善的趋势。

长江口海域断裂第四纪活动性特征

通过浅层人工地震勘察获知 ,长江口海域断裂构造发育 ,以北东、北西向断裂为主 .断裂以上新世 -早更新世活动为主 ,最新活动可至中更新世 .断裂的最大断距一般为几十米 ,往上断距变小 ,中更新统底界的断距在 12～ 13m .断裂平均垂直位移速率为 10 - 3mm/a量级 .

长江口海域赤潮发生与天气形势关系浅析

赤潮发生是极其复杂的多种因素相互作用的结果.长江口海域历来是赤潮高发区,根据2000—2013年长江口海域赤潮事件和气象水文观测数据资料,对赤潮发生与天气形势演变的关联性进行分析,初步探讨了该海域赤潮发生过程中天气形势的演变特征和变化规律.

2017年长江口海域夏季叶绿素a昼夜动态变化及影响因素

根据2017年夏季长江口海域的两个连续站位的温盐深仪剖面调查及24 h水样的采样数据,获得两个站位的温度、盐度、叶绿素a及营养盐剖面昼夜分布。利用回归分析法,研究各水层环境因子对叶绿素a的影响,建立不同水层叶绿素a变化与环境因子、浮游动物捕食效应的多元回归模型,并探讨长江口海域夏季叶绿素a昼夜动态变化机制。研究结果显示,夏季长江口海域表层受长江冲淡水的影响显著,表层叶绿素a质量浓度下午较高(1.0~7.0 mg/m^(3)),底层叶绿素a受到台湾暖流中下层水团的影响,质量浓度较低(0.2~1.0 mg/m^(3))。相关分析表明,表层叶绿素a的昼夜变化主要受到高营养盐的长江冲淡水、光照度的影响,而底层叶绿素a主要受到潮汐作用和台湾暖流带来的低营养盐水团的周期性影响,两个站位叶绿素a垂直分布、昼夜时间序列分布差异性均不显著(P>0.05)。多元回归分析表明,长江口海域的表层营养盐是影响表层叶绿素a昼夜动态变化的主要因素,而浮游动物捕食作用对叶绿素a的影响并不显著(P>0.05)。潮汐作用带来的盐分和营养物质(Si∶N和N∶P)对底层叶绿素a昼夜变化的影响显著(P<0.05)。

长江口海域的第四纪断层与新构造活动

高分辨率多道地震调查表明,在长江口及其附近海域发现数条第四纪断层。他们有的切穿第四系底部,有的切入中更新统甚至晚更新统之中。结合对该区历史地震及近期地震资料的分析,这些第四纪断层可能与地震活动有着密切的联系,特别是其中切穿上更新统底部的F12(NE向)断层,与1996年11月9日的Ms6.1级地震震中及1505年10月19日Ms6 34级地震震中的距离都比较近。该断层与这两次地震的发生极有可能存在某种内在的联系。同时也说明该区域第四纪断层的出现不是一种孤立的现象,它是地壳新构造活动的反映。

长江口海域地质灾害研究

根据地矿部上海海洋地质调查局1973年以来,在东海及长江口海域进行的大量地球物理调查、海洋地质及石油地质调查的基础上,收集了解其他单位所做成果,对长江口海域的地质灾害开展专项研究,结合海域环境地质、工程地质条件,进行综合分析,以了解和查明海域存在的地质灾害类型、规模、分布、特征等,为海域地质灾害的防御和减灾提出对策,为长江口海域、上海浦东及东海油气田的开发建设提供决策依据。

基于空间插值的长江口邻近海域春季悬浮物和叶绿素a空间分布分析

针对目前利用实测数据对长江口邻近海域水质状况进行分析研究相对偏少的情况,基于“淞航”号2018年春季航次对该海域的综合观测,利用实验室水样分析数据对船载温盐深仪(CTD)的测量数据进行校正,并对该区域2018年春季时节悬浮物(TSM)和叶绿素a(Chl-a)浓度的空间插值结果进行分析。研究结果表明:CTD观测数据与水样分析数据呈较强线性相关关系。反距离权重插值对TSM和Chl-a浓度空间分布具有整体最优的效果。TSM浓度在近岸和近海底较高,在观测区域内出现两个高值中心;Chl-a浓度在近岸海域较高,有较明显的片状高值结构,垂向上表层较高。TSM与Chl-a浓度分布在长江口南北表现出不同的特征,且两者具有一定的负相关性。长江径流、外海洋流、潮汐混合等水动力过程是影响该区域TSM和Chl-a浓度分布的主要因素。

秋季长江口及邻近海域有色溶解有机物的分布及河口混合行为

【目的】探究秋季长江口及邻近海域有色溶解有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)的分布特征与河口混合行为及影响CDOM分布的因素,以深入了解本研究区域CDOM动态变化机制。【方法】测定研究海域溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)质量浓度、吸收系数a(350)等参数,分析CDOM含量水平;使用三维荧光光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术鉴别研究海域CDOM荧光组分。运用物理稀释模型分析CDOM河口混合行为。【结果】研究海域b-a4断面DOC质量浓度的变化范围为0.92~2.36 mg·L^(-1),c-a6断面DOC质量浓度的变化范围为1.00~2.40 mg·L^(-1)。b-a4断面a(350)的变化范围为0.22~1.60 m^(-1),c-a6断面a(350)的变化范围为0.15~1.42 m^(-1)。b-a4断面光谱斜率S275-295的变化范围为0.014~0.022 nm^(-1),c-a6断面S275-295的变化范围为0.016~0.024 nm^(-1)。鉴定出4个荧光组分:类腐殖质组分C1(激发波长265 nm、发射波长445 nm)、类蛋白质组分C2(275、325 nm)、类腐殖质组分C3(245、390 nm)和类蛋白质组分C4(235、340 nm)。【结论】长江口及邻近海域DOC质量浓度和a(350)均呈现出由长江口内向口外逐渐减小的趋势,陆源输入是影响CDOM分布的主要因素;远岸S275-295值高于近岸,主要受浮游生物生产活动的影响,陆源输入影响小;4个荧光组分的高值都出现在河口处,且随离岸距离增加而降低,这是受到陆源输入的影响;两个断面的4个荧光组分均符合理论稀释线,CDOM整体呈现保守混合行为。

长江口及邻近海域现代生物扰动构造定量表征及影响因素

生物扰动构造是表征海底环境状态的重要指标,是古沉积环境重建的主要依据,且它影响沉积物早期成岩作用以及物质的再分配,成为百年尺度沉积记录解读的干扰因素。本文基于长江口及其邻近海域的21个站位的沉积物岩心,利用高分辨X射线计算机断层扫描技术,通过matlab的数据处理,定性和定量表征了该区生物扰动构造,分析了影响生物扰动构造的主要因素。研究表明:长江口及邻近海域生物扰动构造较为发育,从功能上划分为生物扩散构造、运输构造、交换构造和廓道扩散构造4种类型,运输构造和廓道扩散构造常见;生物扰动构造在岩心中分布形式多样,包括指数衰减型、波动衰减型、均匀分布型、脉冲分布型等垂向分布形式;扰动深度深浅不一,多数在20cm以内,但也有超过40cm者;生物扰动构造空间上不均一,长江口及内陆架较发育,扰动构造体积在0~13972mm^(3)之间,而苏北沿岸、中陆架则较少,扰动构造体积在351~3212mm^(3)之间,从岸向外生物扰动构造有减少趋势。生物扰动构造发育程度主要受底质类型、沉积速率制约,黏土质粉砂以及适宜的沉积速率(0.52~1.34cm/a)有利于生物扰动构造发育和保存。

浮游植物种群对海洋酸化和光照强度变化的响应:以长江口南毗邻海域为例

光照和CO_(2)均是影响海洋浮游植物生物固碳作用的重要环境因素,并影响与浮游植物相关的海洋碳汇。为了研究长江口南毗邻海域的浑浊带区域浮游植物群落对光照强度变化和海洋酸化及其耦合作用的响应,于2020年5月在长江口南毗邻海域采集水样进行现场船基受控培养实验。结果表明,光照强度在350~1200μmol·photons·m-2·s-1范围内升高比酸化更加显著地提升浮游植物群落总叶绿素(Chl a)质量浓度、颗粒有机碳(POC)浓度和颗粒有机氮(PON)浓度。pCO_(2)为101 Pa的酸化条件和光照强度范围在500~1200μmol·photons·m-2·s-1的高光条件对POC和颗粒有机磷(POP)浓度具有协同性交互效应,而对总Chl a质量浓度、PON浓度、生物硅(BSi)浓度、元素摩尔比、沉降速率、硅藻以及甲藻丰度产生拮抗性交互效应。研究分析表明不同pCO_(2)(41 Pa和101 Pa)、光照强度变化(350~1200μmol·photons·m-2·s-1)可引起浮游植物种群组成改变;高光条件(500~1200μmol·photons·m-2·s-1)更有益于中心纲硅藻的生长;酸化(pCO_(2)为101 Pa)明显有利于聚球藻的生长;酸化条件和高光条件均降低了甲藻的丰度,而金藻和蓝藻的丰度在酸化条件下较高;也对浮游植物群落粒径组成产生影响,酸化提升了小型浮游植物生物量占比,同时导致浮游植物群落粒径增大和沉降速率升高,对该海域的碳沉降及缺氧区的形成产生潜在影响。

长江口及邻近海域沉积物中四醚脂类的来源及其对底层溶解氧指示作用探究

甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)作为一种重要的膜脂化合物,广泛存在于海洋水体和沉积物中。基于GDGTs对温度的敏感性,TEX86(TetraEther indeX of tetraethers consisting of 86 carbons)指标被广泛用于海洋古温度重建。然而,研究表明GDGTs母源生物古菌也会受到环境中溶解氧(DO)变化的影响,进而影响其膜脂组成,但边缘海DO对GDGTs组成的影响仍不清楚。本文研究了夏季长江口及其邻近海域颗粒物与表层沉积物中GDGTs的含量与组成,探讨了表层沉积物中GDGTs的来源及其组成对底层DO的响应。结果表明,长江口及其邻近海域颗粒物GDGTs的含量随水深的增加而增加,同时表层沉积物中的GDGT-2/GDGT-3和GDGT-0/Cren比值均与底层颗粒物相近,表明沉积物中GDGTs主要来源于底层颗粒物的沉降输入。进一步对受陆源有机质输入影响较小的站位研究发现有机质来源BIT(Branched and Isoprenoid Tetractter)指标<0.2。研究发现,随着底层DO的降低,表层沉积物中GDGT-0/Cren比值与底层DO具有较好的正相关性(R2=0.57,P<0.01),提示GDGT-0/Cren具有指示夏季长江口及邻近海域底层DO变化的潜力。未来还需结合颗粒物与表层沉积物中古菌生物群落和完整极性GDGTs的分析,进一步阐明GDGTs指示DO的机制及适用性。

长江口及邻近海域有色溶解有机物的来源、组成和影响因素

有色溶解有机物(CDOM)是河口与边缘海溶解有机物(DOM)的重要组成部分,可以示踪不同水团混合、输运过程中DOM的迁移转化等。通过测定2018年8月长江口及邻近海域分层水体中CDOM的紫外可见吸收光谱和三维荧光特征,结合温、盐和溶解氧等理化参数,研究其来源、组成和分布,并分析了外源输入和生物活动的影响。结果表明,溶解有机碳(DOC)浓度和CDOM的3个特征参数(芳香性指数SUVA254、吸收系数a350和腐殖化指数HIX)在长江口显著高于邻近海域的,从表层到中层再到底层逐渐降低,表明长江冲淡水中CDOM主要来源为陆源输入;而长江口外海域和浙闽沿岸附近特征参数相对较低,代表DOM分子量的光谱斜率S275-295和生物指数BIX相对较高,表明这些区域有较多的生物活动,应与长江、台湾暖流和黑潮次表层水所带来的丰富的营养物质有关。研究海域HIX数值较低,BIX数值较高,表明CDOM主要是自生源贡献。主成分分析的结果表明,pH、溶解氧、温度和叶绿素a等是影响DOC浓度、CDOM绝对含量和组成的主要因素,但在表层这种影响较其他层次弱。基于平行因子分析(PARAFAC)在CDOM中共识别出3种荧光组分,即类腐殖质组分C1(λex为240 nm和285 nm,λem为352 nm)、类蛋白组分C2(λex为270 nm,λem为306 nm)、类腐殖质C3(λex为265 nm和335 nm,λem为428 nm)。其中C1为海洋自生来源和陆源共同影响,C3主要来自陆源;C1和C3主要分布在长江口、杭州湾和浙闽沿岸附近,而C2主要分布在长江口门处和杭州湾外。在表层水体中,一些中高盐度的站位类蛋白组分C2的值较高,对应研究区域内较高质量浓度的叶绿素a和较低的表观耗氧量(AOU),说明C2主要来自浮游植物现场生产。一些中低盐度的站位C2组分的值较低,C1组分的值较高,且个别站位叶绿素a质量浓度也较高,说明高的初级生产促进了微生物活动,使得一些类蛋白组分被微生物分解消耗,产生类腐殖质组分C1。这些对长江口及邻近海域CDOM组成和分布及影响因素认识的丰富,有助于深入理解大河河口及邻近海域DOM的迁移转化过程。

2020年夏季长江口邻近海域的营养盐含量及分布特征

本研究根据2020年夏季SOPHI航次21个站位水体中6项营养盐(NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(−)-N、NO_(3)^(−)-N、溶解无机氮(DIN)、PO_(4)^(3−)-P、SiO_(3)^(2−)-Si)的调查数据,解析了调查区域营养盐的分布特征,并结合悬浮物(TSM)等环境参数,探究其主要影响因素.结果表明,NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(−)-N、NO_(3)^(−)-N、溶解无机氮(DIN)、PO_(4)^(3−)-P、SiO_(3)^(2−)-Si及悬浮物(TSM)的平均浓度(mg·L^(−1))分别为0.0246、0.00764、0.135、0.167、0.0256、0.576及16.8.其中低于第四类海水水质标准的样品数量较低(<10%),表明该区域整体水质良好.NO_(3)^(−)-N、DIN及SiO_(3)^(2−)-Si的平面分布具有保守性,其中NO_(3)^(−)-N与SiO_(3)^(2−)-Si的平面分布由近岸到远洋呈逐渐降低趋势.其原因是地处近岸区域受长江径流输入的影响所致.而PO_(4)^(3−)-P和NO_(2)^(−)-N的平面分布则显示为非保守性,其主要受所在区域海洋上升流及黑潮次表层水涌升影响.尽管NH_(4)^(+)-N的分布呈现一定的保守性,且其平面分布趋势与NO_(3)^(−)-N与SiO_(3)^(2−)-Si接近,但其高值点分析结果显示,除长江径流输入影响之外,人类活动亦对NH_(4)^(+)-N的分布具有明显影响.