海上锚定抗冰环境监测平台技术研究

海上锚定环境监测平台是海洋环境长期定点立体实时观测的基本手段,是海洋环境监测的重要技术装置。它可以在无冰海域实现无人值守的全天候、全天时观测,不仅可以观测海面附近的环境参数,还可观测水下剖面环境参数。冬季海洋结冰区域的环境监测数据长期缺失,一定程度上影响了海洋观测和海上资料的连续性,给预警预报、科研生产、国防建设和海洋开发等人类活动带来重大影响。文中提出了困扰我国科研及预报等部门的冬季冰期海洋环境监测数据缺失的问题,通过对锚定抗冰平台工作载荷的理论分析和结构设计计算,可为具有抗冰能力的平台结构设计和锚泊系统设计提供依据,完成海上相对固定抗冰平台系统的样机研制,对实时获取海上冰期和非冰期连续现场数据,以及海上抗冰平台的产业化具有重要意义。

秦皇岛海水浴场环境质量评价

文章分析秦皇岛4个海水浴场6个监测站位2015—2018年采集水质样品中粪大肠菌群和溶解氧的变化趋势,并结合《海水水质标准》和《海滨浴场游泳适宜度分级规定》,对4个浴场的水质进行分析评价。结果表明:粪大肠菌群是海水浴场的主要污染物,粪大肠菌群浓度的变化主要受降雨、游客数量、温度和陆源污染物影响。尤其强降雨后,粪大肠菌群浓度升高较明显。浴场的溶解氧含量变化不大,年均值均满足二类水质标准,其主要受水温和浮游生物等因素影响,高峰值多出现在9月和10月。秦皇岛4个海水浴场的水质优良状况表现为南戴河浴场最好、东山浴场和北戴河浴场次之、西浴场最差。

汞、砷、镉在秦皇岛近海几种典型底栖生物体内的富集特征

采集秦皇岛港口附近海域的紫贻贝、太平洋牡蛎和脉红螺,对其体内富集汞(Hg)、砷(As)、镉(Cd)的质量分数进行分析,比较3种生物对这3种元素的富集能力,并对Hg、 As、 Cd的质量分数与3种底栖生物的生长参数进行相关性分析.结果表明,脉红螺更易富集Hg和As,而牡蛎对Cd的富集能力较强.紫贻贝和太平洋牡蛎体内Hg的质量分数受到生长参数的显著(P<0.05)影响;脉红螺对As和Cd的生物富集因子随其生长而显著(P<0.05)降低.考虑到富集能力和生长参数的影响,在秦皇岛海域,太平洋牡蛎和脉红螺分别具有作为Cd和Hg监测生物的应用潜力.

关于秦皇岛海域的海洋灾害概况及其应对策略思考

目前秦皇岛正处于经济快速上升时期,近几年更是着重发展海洋产业,然而海滨城市的发展自始至终都面临一个严重问题,那就是海洋灾害。海洋灾害是指海洋自然环境发生异常或激烈变化,导致在海上或海岸带发生的严重危害社会、经济和生命财产的事件。文章根据历史资料列举秦皇岛近岸海域历年海洋灾害情况,并提出防治建议,为完善海洋灾害防治体系提供参考。

秦皇岛入海口邻近海域夏季大型底栖动物群落结构变化及影响因子研究

2009年夏季和2012年夏季对秦皇岛入海口邻近海域大型底栖动物群落进行调查,并对大型底栖动物群落结构变化及影响因子进行了研究分析。结果表明:(1)2009年和2012年调查海区大型底栖动物种类组成皆以多毛类和节肢动物为主,物种数和丰度皆呈现由近岸向外海递增的趋势。与2009年相比,2012年大型底栖动物种类数有所减少,优势种种类变化较大,但物种优势度变化不明显。(2)2009年和2012年调查海域大型底栖动物的总生物量组成变化明显,各生态类群的优势地位出现了明显更替。(3)2009年大型底栖动物可划分为3个群落,2012年大型底栖动物可划分为4个群落。两次调查中不同群落类型之间大型底栖动物组成皆呈显著性差异,群落不相似性主要贡献者差异性较大。(4)根据BIOENV和BVSTEP分析结果表明,2009年影响大型底栖动物群落结构的主要环境因子是水深和无机磷含量;2012年影响大型底栖动物群落结构的主要环境因子是水深、盐度和沉积物有机碳含量。

2021年秦皇岛近岸典型海域浮游植物群落结构的时空变化特征

为了解秦皇岛近岸典型海域浮游植物的群落特征及其影响因素,基于2021年4~10月在秦皇岛金梦海湾、东山浴场两个典型海域7个航次的逐月调查结果,对该海域网采浮游植物种类组成、优势种、丰度、多样性等特征及其与环境因子的关系进行了研究,并对两个典型海域海水水质和浮游植物群落之间的差异进行了比较。结果表明:研究海域共检出浮游植物3门45属92种(包含变种和变型),其中硅藻门(Bacillariophyta)32属67种,甲藻门(Pyrrophyta)12属24种,金藻门(Chrysophyta)1属1种,硅藻门占绝对优势。全年优势种共26种,其中硅藻20种,甲藻6种,且多出现在4~7月,未出现7个月份共有的优势种。浮游植物丰度在8月达到全年最高值,为1.01×108 cells/m3,其余月份浮游植物丰度均在106 cells/m3量级。聚类分析表明,研究海域浮游植物群落有明显的季节更替现象。生物与环境(BIOENV)相关分析表明,水温和盐度是影响研究海域浮游植物群落结构的主要环境因子。两个典型海域浮游植物种类组成差别不大,但金梦海湾海域的营养盐环境和水动力条件更适合甲藻生长。

秦皇岛海域微微型藻华期间叶绿素a分级研究

2011年6月秦皇岛北戴河海域暴发微微型浮游植物赤潮,对北戴河海域进行了3次海域调查,探讨和分析了秦皇岛海域赤潮暴发期间的6月和非赤潮期间的7、8月表层浮游植物的粒级结构分布特征,并对环境因子进行了相关影响分析。赤潮期间整个调查海域范围内叶绿素a(Chl.a)平均含量为10.85±5.13μg/L,非赤潮期间7月、8月Chl.a的平均含量为5.50±3.60μg/L。赤潮期间和非赤潮期间各粒级浮游植物Chl.a含量对Chl.a总量的贡献率有所差异,赤潮期间6月小型(Microphytoplankton,>20μm)、微型(Nanophytoplankton,2～20μm)和微微型(Picophytoplankton,0.74～2μm)浮游植物对总Chl.a的贡献率分别为2.1%、48.3%和49.6%。非赤潮期间7月小型、微型、微微型对总Chl.a的贡献率分别为14.4%、51.6%、24.0%。通过浮游植物粒径分级Chl.a和环境因子的相关性分析,发现在赤潮期间调查海域浮游植物Chl.a与硝酸盐的相关性系数随着浮游植物粒径的增大而从负逐渐变正。发现在非赤潮区微型和微微型浮游植物与OD显著正相关(p<0.01)。

秦皇岛近岸海域大型底栖动物生态位及其分化的研究

为了解秦皇岛近岸海域大型底栖动物的生态位特征,掌握秦皇岛海域底栖生物分布状况,于2017年8月和2021年8月对该海域底栖动物和环境因子进行调查,分析群落结构、生态位宽度和生态位重叠程度,并进一步探讨其与环境因子的关系。结果表明,2017年和2021年分别采集到大型底栖动物41种和60种,其中优势种有6种和12种。两次调查生态位宽度值范围分别为0.69~2.31和0.64~2.19。2017年和2021年底栖动物优势种中广生态位种均为2种,分别为梳鳃虫(Terebellides stroemii)和小头虫(Capitella capitata)、豆形短眼蟹(Xenophthalmus pinnotheroides)和经氏壳蛞蝓(Philine kinglipini)。2017年和2021年均仅有1种窄生态位种,分别为海湾扇贝(Argopecten irradias)和中国蛤蜊(Mactra chinensis)。其余均为中生态位种。2017年和2021年生态位重叠值变化范围分别为0.00~0.49和0.00~0.91,其中2017年没有生态位重叠值大于0.6的种对;2021年有3对大于0.6,占总对数的4.5%,其中,日本臭海蛹(Travisia japonica)和青岛文昌鱼(Branchiostoma belohgi tsingtauense)重叠值最高(0.91)。冗余分析结果显示,2017年水温、叶绿素a、无机磷和pH是影响大型底栖动物分布的主要环境因子,2021年水深、盐度、温度、叶绿素a和无机氮对底栖动物分布影响较大。

秦皇岛近岸海域保守污染物漂移的数值模拟与分析

采用FVCOM数值模型的水动力模拟结果为拉格朗日粒子追踪漂移模型提供背景潮流场,模拟了秦皇岛近岸7个河口保守污染物在风和潮流作用下的漂移轨迹,分析了两种作用对污染物在近岸运移轨迹的影响关系。结果表明:无风状态下,以金山嘴为界,金山嘴以南各河口粒子漂移距离相对较长,受到近岸潮流的影响,粒子运动轨迹与秦皇岛近岸流场走向相符;1级风力下,漂移轨迹顺着潮流的方向移动,漂移距离甚至会小于无风状态,尤其是1级风力下的NE风和NWN风;在2-3级风力下,风的去向即为粒子漂移的方向,风力越大漂移距离越远、漂移范围也越大。

秦皇岛近岸海水和沉积物中重金属的含量分布及生态风险评价

对秦皇岛海域46个站位的海水和表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As的含量进行了分析。海水中Cu、Cd、As含量在第一类海水水质标准范围内波动,部分站位Pb、Zn、Hg含量超过第一类海水水质标准,符合第二类海水水质标准,调查海域北部海水重金属综合污染指数略高,各季节综合污染指数比较稳定,海水没有受到重金属污染。表层沉积物中重金属全部符合第一类海洋沉积物质量标准,重金属潜在生态危害指数高的区域主要位于戴河口以北的近岸海域,6种重金属潜在生态危害由大到小依次为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Zn,调查海区表层沉积物没有受到重金属污染,多种重金属总的潜在生态危害程度低。

秦皇岛近岸海域大型底栖动物功能群研究

2013年8月和2021年8月对秦皇岛近岸海域24个站位进行了2个航次的大型底栖动物调查,初步研究了调查海域大型底栖动物功能群分布规律以及环境因子对其的影响。结果表明,调查海域大型底栖动物种类组成以环节动物、软体动物和节肢动物为主要类群。大型底栖动物功能群组成以肉食者和碎屑食者为主。2013年大型底栖生物杂食者丰度和生物量低于2021年,其余各功能群均高于2021年。水深、盐度、溶解态无机磷、有机碳和叶绿素a对2013年底栖动物功能群分布的影响较大,水温、水深、盐度、叶绿素a和有机碳是影响2021年底栖动物功能群分布的主要环境因子。

秦皇岛近岸海域沉积物重金属污染研究

分析了秦皇岛近岸海域沉积物重金属(Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As)的分布特征,研究了各项重金属因子的相互关系,并应用潜在生态风险指数法评价了重金属潜在生态风险。研究结果表明重金属总体含量处在较低的水平,各项重金属之间表现出显著的相关性,重金属平面分布基本上呈现自北向南逐渐降低、至滦河口海域又有所升高的趋势,调查海域重金属总的潜在生态风险低。

秦皇岛近岸海域水质状况调查与评价

根据2011年对秦皇岛近岸海域水质调查结果,应用单因子法、有机污染指数法和富营养化指数法对该海域海水的质量状况进行了评价与分析。结果表明,pH、DO、COD、PO43--P和DIN均存在不同程度的超标,其中pH、COD和PO43--P超标严重;调查海域春季海水状况好于夏季和秋季,由春季到秋季,调查海域受到有机污染的范围逐渐扩大,贫营养水平海水范围逐渐缩小,中营养和高营养水平海水范围逐渐扩大。

秦皇岛海水浴场溶解氧评价及其影响因素分析

基于2015~2018年秦皇岛四个海水浴场溶解氧监测数据,对溶解氧进行评价,并分析水文气象等因素与溶解氧的相关性。结果表明:2015年四个浴场水质状况相对较好,2018年次之,2016年和2017年水质状况较差,其中西浴场在四个海水浴场中水质状况最差。水温、气温与溶解氧呈负相关关系;气压与溶解氧呈正相关关系。四个浴场比较,南戴河浴场溶解氧与各影响因素之间的相关性最强,西浴场溶解氧与各影响因素之间的相关性较弱。

秦皇岛海域浮游动物群落及生态位分析

近几年对秦皇岛海域浮游动物进行调查,并对物种生态位宽度、生态位重叠值以及环境因子对浮游动物群落结构的影响进行了分析。结果显示,秦皇岛海域共鉴定出浮游动物36种。浮游幼虫、节肢动物和腔肠动物是调查海域主要的浮游动物种群,种类以温带近岸性种类为主。生态位宽度变化范围在0.08~0.64之间;浮游动物生态位重叠值变化范围在0~0.81之间,长尾类幼虫和短尾类幼虫、多毛类幼虫和双壳类幼虫的重叠值最高,均为0.81。RDA分析结果显示,pH、亚硝酸盐、盐度和磷酸盐对浮游动物群落结构影响较大。

以粪大肠菌群为指标评价秦皇岛海水浴场水质

基于2015-2018年秦皇岛四个海水浴场水质监测数据,以粪大肠菌群为指标,对浴场水质状况进行分析评价,结果表明,南戴河浴场水质最好,西浴场最差。最后对浴场水质的改善提出建议。

风暴潮过后秦皇岛海域两次赤潮过程浮标数据变化

使用2016年7月22日-8月12日水质自动监测浮标数据,对秦皇岛近岸海域两次赤潮的诱因进行分析。第一次赤潮由夜光藻(Noctiluca scintillans)引发,赤潮期间Chl a浓度最高达到38.84μg/L,平均水温为26℃,盐度在15.9~29.1之间大幅度波动;第二次赤潮由诺氏海链藻(Thalassiosira nordenskioldi)和丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)引起,赤潮期间Chl a浓度最高达到35.12μg/L,水温较赤潮发生前升高2℃。研究结果表明,风暴潮为夜光藻赤潮的重要诱因,温盐变化也影响着赤潮生物种类的演替。

秦皇岛湾人工智能赤潮预警研究

本文提出了多指标阈值和基于机器学习的人工智能赤潮预警模型两种赤潮灾害预警方法。其中,多指标阈值法根据赤潮生消过程中环境因子的变化规律,基于已知藻类密度超过基准密度或发生赤潮事件数据极少的现状,结合秦皇岛湾海域的地域特色,找出主要影响因子并基于这些影响因子的数值分布分别设置阈值,预测赤潮现象的发生;基于机器学习的赤潮综合预警模型是将发生赤潮与未发生赤潮的数据集建立对照组,从数据中学习并掌握赤潮发生规律,继而对赤潮现象做出预测。实验结果表明本文提出的赤潮预警方法具有较准确的预测结果。

秦皇岛近岸海域水质富营养化概况分析

根据2016—2018年对秦皇岛近岸海域表层水质的监测结果,采用富营养指数法、有机污染评价指数法和潜在性富营养化评价法,对该海域海水富营养化状况进行分析。结果表明,富营养指数法分析2016年8月和2017年5月EI值偏高,处于轻度富营养化状态;有机污染评价指数法2016年8月A值为1.72,水质状况为受到污染,但整体海域状况处于良好,表明秦皇岛海域水质没有富营养化,有机污染评价指数法结果与富营养指数法结果相一致;潜在性富营养化评价法评价海区状况大部分为I级贫营养状态。

秦皇岛近岸爆发褐潮重金属分布研究

2009年以来秦皇岛海域爆发褐潮,赤潮种是抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens),2017年8月对秦皇岛北戴河海域进行了海域调查,探讨和分析了秦皇岛海域抑食金球藻赤潮爆发期间的海水环境因子,主要分析海水重金属分布特征,并对环境因子进行了相关影响分析。赤潮期间整个调查海域大部分区域重金属含量符合海水一类水质标准。褐潮爆发区域海水中的重金属含量较其他海域偏高。