老爷海潟湖内底层缺氧规模对南海季风气候节律的响应

在海南岛形成春旱时,老爷海潟湖内常常发生网箱养殖鱼类因缺氧(DO<2mg/L或者<30%)而迅速(1—2天内)大规模死亡的事件;然而,其中的缺氧成因至今仍未见相关研究报道。本文在2008—2011年对老爷海执行了7个航次的生物地球化学调查。在形成充沛春雨的2009年春季季风转换期所执行航次(气象条件表现为风速高和多雨)中,很难观察到底层缺氧现象;与此相对应,潟湖水体的垂直稳定度差,浮游植物群落以微微型(<2μm)和微型(2—10μm)藻类占优势。在形成显著春旱的2010年春季季风转换期所执行航次(气象条件表现为微风和少雨)中有大规模底层缺氧形成,缺氧水体从内湾深坑水柱(水深约6m)底层一直蔓延到外湾浅水养殖区;与此相对应,内湾深坑水柱明显层化并形成高盐度生境,浮游植物群落以海洋角管藻(硅藻)占优势,而病毒丰度则达到所有7个航次调查中的最高值。在2008、2009和2011年西南季风盛行期所执行航次(气象条件表现为高温、微风和多雨)中都有小规模底层缺氧形成,且仅局限在内湾深坑底层水中;与此相对应,深坑水柱强烈层化并形成低盐度生境,浮游植物群落以微微型和微型藻类占优势。以上调查结果说明,老爷海潟湖内的底层缺氧规模对上界面的南海季风气候节律有着明显响应;其中,春旱气象条件在潟湖内湾所营造的水柱层化(阻碍复氧)和高盐度生境(有利于硅藻成为浮游植物群落优势种)相耦合,则可促成从潟湖内湾深坑底层一直蔓延到外湾网箱养殖区的大规模底层缺氧现象。

高强度养殖活动下老爷海溶解氧的亏损及有机质成分的响应

老爷海是海南岛东岸的一处潟湖,受强烈人类活动(尤其是养殖活动)影响,其水体富营养化并伴随低氧.在选取的旱季和洪季(2010年4月和2011年8月),老爷海适值低氧期间,对老爷海开展了针对溶解氧和有机质的采样与观测.结果显示,春季潟湖低氧强烈,个别站位表层水溶解氧也仅为50%,夏季则在底层也存在低氧.在这样的背景下,春季有机质浓度明显高于夏季,颗粒有机质的C/N值(C与N的比值)也表现为春季高于夏季(平均值春季为9.7,夏季为7.7).氨基酸所指征的有机质成分暗示春季有机质有较强的细菌降解信号;夏季有机质的低C/N值和高氨基酸碳、氮归一化产量显示现场生产相对活跃,有机质主要来自海源浮游植物,表层水供氧充分.在水体发生氧亏损时,溶解和颗粒有机质的降解程度存在差异.整体而言,颗粒有机质的降解程度随着水体中溶解氧浓度的下降而增加,说明颗粒有机质的降解消耗氧气是造成潟湖低氧的重要驱动因素;溶解有机质成分的变化和溶解氧关联不显著.

海南老爷海表层沉积物重金属分布特征及污染评价

通过2019年测定的表层沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As)、环境因子(TOC、TP、TN、硫化物)和石油类污染物的含量,探讨了老爷海表层沉积物中各因子的空间分布特征、相关性及重金属的潜在生态风险。结果表明,老爷海沉积物中各因子的分布不均匀,除TP和TN为中度变异外,其他因子均为高度变异。沉积物中各因子的分布整体表现为从内湾到外湾的递减趋势,且Cu、Pb、As、硫化物、石油类均在口门附近出现高值区。各因子的空间波动顺序为石油类>Hg>TOC>Cd>Cu>硫化物>Pb>As>Zn>Cr>TN>TP。Pearson相关性分析表明,Cd、Zn、Pb、Cr、TN、石油类、TOC、硫化物、Cu具有相同的来源或途径,均来自陆源和海源输入,主要受沿岸的海水养殖、网箱养殖、城镇工农业生产的影响。硫化物与Cd和As的富集作用相关,而Hg与其他因子的相关性较低或无相关性,说明Hg的来源不同于其他因子。7种沉积物中重金属的潜在生态风险依次为Hg>Cd>Pb>As>Cu>Zn>Cr,Hg与Cd为主要潜在生态风险因子。地累积指数的污染排序为Cd>Hg>Pb>Zn>Cr>As>Cu,老爷海沉积物为轻度污染,Cd和Hg为主要污染因子。