黄河口岔尖岛、大口河岛和望子岛潮间带秋季大型底栖动物生态学调查

2005年11月(秋季)对位于黄河口的岔尖岛、大口河岛和望子岛三岛的高、中、低潮带(岔尖岛:C1、C2、C3;大口河岛D1、D2、D3;望子岛W1、W2、W3)所设的9个采样站进行大型底栖动物调查,分析所获得的样品。结果表明,本次秋季调查共采到大型底栖动物34种,其中多毛类种类最多,13种,软体动物11种,甲壳动物8种,其他类群2种;大型底栖动物总平均栖息密度为164ind./m2,总平均生物量为61.12g/m2;9个采样站底栖生物的种类组成和数量特征有较大差异,其中物种数最高的为D3站,最低的为C1站。黄河口潮间带大型底栖动物生态特征主要受底质、潮汐、季节和人为干扰等因素的影响。

黄河口有机碳的时空输运特征及其影响因素分析

通过2004年4月,2004年9月,2005年9月,2006年4月4个航次,结合2003年8月对河道感潮带的连续同步观测,对低流量下黄河口有机碳的输运特征进行了考察。结果发现:黄河输入至河口的悬浮物中颗粒有机碳(POC)含量约为0.51%,主要以陆源输入为主,几乎不受季节变化影响,由于大量POC含量低的陆源泥沙的稀释作用,浮游植物对总颗粒有机碳的贡献只有在悬浮物含量(TSS)<200 mg/L时才能显现出来;黄河口TSS超过455 mg/L时,有机碳入海以颗粒有机碳为主;反之,以溶解有机碳为主。黄河口悬浮物在低盐度区沉降作用前后的中值粒径降低,Φ>16μm的悬浮物的沉降作用比Φ<16μm的悬浮物更为剧烈,POC含量随悬浮物粒径的降低而升高,黄河携带的颗粒有机碳80%以上集中在Φ<16μm的TSS中;低流量下,黄河口最大混浊带对POC的过滤效率为65%,混浊带对POC的过滤效应能造成黄河口POC的有效通量被高估;由于受黄河口沉积物向水体解析DOC的影响,在盐度小于10时,DOC几乎不受海水稀释作用的影响,但在盐度大于10的区域DOC与盐度表现出良好的负相关关系,黄河口枯、丰水期淡水端溶解有机碳的有效浓度分别高于实测最高值20%和10%左右,从而造成黄河口DOC有效通量被低估。

黄河口潮间带表层沉积物重金属和营养元素的分布特征

于2010年5月采集了5个断面的黄河口潮间带高、中和低潮滩的表层沉积物样品,对沉积物的理化性质、重金属和营养元素的空间分布特征进行了研究,并采用单因子污染指数法和综合潜在生态风险指数法,参考加拿大安大略省环境和能源部关于沉积物质量指南,对黄河口潮间带沉积物质量进行了评价。结果表明,除Cu和Pb外,其它重金属和营养元素质量分数均表现为河口北侧高于南侧;除Hg外,高、中和低潮滩的表层沉积物重金属和营养元素质量分数无显著差异,没有表现出成熟潮滩明显的垂岸分带特征。Pb质量分数高于渤海表层沉积物的高值,是该区域的首要污染因子;Hg在河口北侧近河口的两个站位低潮滩质量分数达到海洋沉积物质量一类标准的1.7和1.8倍,存在一定的潜在生态风险;TN和TOC质量分数范围在安全级别,TP质量分数在20%的站位超过最低安全级别,存在一定的安全风险。与国内其它潮滩相比,黄河口潮间带重金属Zn、Cd、Hg和As的质量分数处于较低水平,Cu和Pb质量分数处于中等水平,TOC和TP质量分数与长江口潮间带相当,TN质量分数较低。研究结果将为黄河三角洲地区生态保护、环境管理和污染治理提供基础数据。

黄河口近60年来潮流特征演化过程

本文利用1962年、1986年以及2015年的三个典型年代的实测资料建立黄河口数学模型,并对河口潮流场和潮流特征进行模拟,借用MATLAB软件进行分潮调和分析,得到黄河口近60年潮流特征以及各个阶段的潮流演化过程,得出以下结论:(1) 1962年河口流场较为平整,有明显切变锋形态,该阶段存在两个较为明显的高流速区并且潮流在河口处呈现为往复流;(2) 1986年黄河三角洲岸线曲折多拐,从湾湾沟到清水沟滋生了多个小型高流速区群,并且潮流在滨海处呈现往复流的形态而在远海处为旋转流;(3) 2015年涨落潮时潮流在河口处形成明显的环流,此时在沿线凸出沙嘴处会形成3个明显的高流速区,并且潮流在大部分区域呈现旋转流而在河口东北向远海处部分区域呈现往复流的特征。

低密度聚乙烯薄膜微塑料在黄河口海岸带环境中的风化特征

海岸带是受气候变化和人类活动双重影响的陆海交互作用地带,也是环境中微塑料的重要汇集区,目前对这些微塑料在海岸环境中的长期风化特征关注较少。以低密度聚乙烯(Low density polyethylene,LDPE)薄膜为供试微塑料,探究其在黄河口潮上带、潮间带和潮下带等不同海岸环境中的长期风化特征。结果表明,经过长达18个月的野外暴露,不同暴露点位的LDPE薄膜微塑料表面均有微生物的定殖,并伴有显著的风化特征。暴露于潮上带地上部的薄膜微塑料表面裂化现象最为显著。所有野外暴露处理的薄膜微塑料表面均有羰基产生,且羰基指数呈潮上带(0.28~0.81)>潮间带(0.18~0.22)>潮下带(0.16~0.20)的趋势。薄膜微塑料的密度随时间和空间的变化并不显著,仅发现经超声清洗去除表面附着物后,潮上带地上部暴露18个月的薄膜微塑料密度(0.85±0.02 g·cm^(-3))与新鲜商品塑料(0.93±0.03 g·cm^(-3))相比显著降低。综合LDPE薄膜微塑料的表面微形貌特征、化学官能团(羰基指数)以及密度的动态变化等指标表明,黄河口潮上带地上部暴露的LDPE薄膜微塑料风化特征随时间变化最为显著。未来需加强海岸环境中微塑料在复杂环境因子影响下的潜在环境效应与归趋的研究。

黄河口凹陷古近纪构造坡折带对沉积体系的控制

坡折带类型、分布对沉积体系具有明显控制作用。通过对黄河口凹陷古近系层序构成样式和沉积充填研究,结果表明:①在盆地幕式断陷活动和同沉积断裂差异活动等构造作用下,形成了断裂坡折和挠曲坡折2种类型的构造坡折带。断裂坡折可以进一步分为断阶坡折、帚状坡折和断裂转换带坡折,不同类型构造坡折带对沉积体系具有明显控制作用。②断阶坡折控制了陡坡带扇三角洲、缓坡带辫状河三角洲沉积体系的形成和分布;帚状坡折控制了沉积体系入湖方向和沉积厚度;断裂调节带控制了辫状河三角洲、湖底扇沉积体系的形成和分布;挠曲坡折控制了辫状河三角洲沉积体系的分布。③构造坡折控制不同类型的圈闭组合,断阶坡折带发育断块型圈闭、岩性上顷尖灭圈闭;帚状坡折带发育掀斜断块圈闭;断裂转换带发育岩性上倾尖灭圈闭、断鼻-岩性圈闭;挠曲坡折带发育地层超覆圈闭。不同类型坡折带对沉积体系的控制为下一步中深层油气勘探指明方向。

黄河口潮间带沉积物细菌群落结构特征

选取黄河口潮间带有植被覆盖和无植被覆盖两个区域采集柱状沉积物,利用实时荧光定量PCR技术和高通量测序技术分析有无植被覆盖沉积物中的细菌群落特征和功能差异,探究影响潮间带细菌群落结构的主要环境因子。结果显示,细菌丰度在有植被区域大于无植被区域。沉积物中细菌群落丰富度和多样性在有植被区域随深度的增加而增加,而在无植被区域其最高值出现在沉积物中层(14—16 cm)。两个区域在门分类水平上以变形菌(Proteobacteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、放线菌(Actinobacteria)和酸杆菌(Acidobacteria)为主;属分类水平上的优势类群为芽孢杆菌(Bacillus)、苍白杆菌(Ochrobactrum)、拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis)和鞘脂单胞菌(Sphingomonas)等。相关性分析发现盐度和亚硝酸盐浓度对细菌群落多样性和丰富度影响显著。功能预测分析表明,有植被区域沉积物细菌在氨基酸代谢、膜运输和碳水化合物代谢方面功能活跃,而无植被区域细菌则在核酸复制和修复、能量代谢过程方面更为活跃。

黄河口潮区界铺设河底管线时主要参数的确定

对黄河口潮区界铺设河底管线的主要参数进行了计算分析,结果表明:管道穿越处在现有河势和最不利条件下,主河槽最大摆动宽度为1 000 m,河道最大冲刷坑深度位于滩唇以下13.5 m,两岸滩地最大冲刷坑深度为2.0 m;考虑管道穿越地层的适宜性,管底设计埋深应在滩唇以下23.0 m,相应管底高程为-19.4 m。

黄河三角洲南部潮间带大型底栖动物群落结构及多样性

于2004—2010年5和8月对黄河口三角洲南部小岛河口潮间带的大型底栖动物进行调查,共采集到潮间带生物89种,以多毛类、软体动物和甲壳动物为主,分别占总种数的34.8%、29.2%和27.0%;高潮带优势种主要为天津厚蟹(Helice tientsinensis)、日本大眼蟹(Macrophthalmus japonicas),中、低潮带的主要优势种主要为光滑河蓝蛤(Potamocorbula laevis)、泥螺(Bullacta exarata)、托氏虫昌螺(Umbonium thomasi)和四角蛤蜊(Mactra veseriformis)。Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数历年来平均值分别为1.46、1.15和0.66,其中Shannon多样性指数及Pielou均匀度指数近年来有所上升。物种分布存在明显的分潮带现象,而年际间并无显著变化,这也与聚类分析的结果相吻合。分析发现,自2005年建设堤坝之后,由于高潮带生境条件发生了变化,高潮带生物资源量明显升高。与历史资料相比,调查区域内优势种类变化不大,但多毛类占据了更大的比重,这也与调查区域内人为干扰、部分生态环境变化等有关。

黄河入海口潮间带大型底栖动物群落组成及次级生产力

为了解黄河入海口潮间带大型底栖生物现状,于2008年和2009年黄河枯水期的5月和丰水期的8月分别对黄河入海口5条潮间带断面大型底栖动物进行了采样调查。结果表明,采集到大型底栖动物65种,其中软体动物26种、甲壳动物22种、多毛类12种、腔肠动物2种、腕足动物、棘皮动物和鱼类各1种。软体动物和甲壳动物是构成潮间带底栖动物的主要类群。黄河入海口潮间带大型底栖动物平均栖息密度为(929.60±356.53)/m2,平均生物量(湿重)为(169.92±7.31)g/m2。在栖息密度组成中,软体动物占绝对优势,其次甲壳动物和多毛类,其他类群较低。Shannon-Weiner多样性指数为1.44±0.44,Margalef物种丰富度指数1.57±0.15,Pielou均匀度指数0.42±0.11。年平均去灰干重(13.96±0.61)g(AFDW)/m2,年次级生产力(11.26±0.62)g(AFDW)/(m2.a),P/B值平均(0.89±0.11)/a,表明黄河入海口潮间带个体较大、生活史较长的大型底栖动物种类所占比例较高。