青岛近海物理-生物地球化学过程及其生态响应

近些年来，夏季黄海浒苔大规模暴发，并在青岛近岸海域大面积聚集，引起了广泛的关注。本文基于在夏季和冬季所获得的多学科调查资料，重点研究了青岛近海的水文-生物地球化学过程及其生态影响，阐明了该海域物理-化学-生物等多参数之间的耦合响应。研究显示，夏季黄海冷水团的边界可扩展至青岛近岸海域，并在局部涌升至上层水体，形成沿岸上升流；该上升流可对上层营养盐产生一定的补充，进而促进浮游植物的繁殖，并于底层海域对应形成溶解氧（DO）和pH的低值。夏季青岛近海的上升流可能还有利于随南风漂移至此的浒苔的生长，并在一定程度上引起浒苔的局地旺发；同时，夏季该海域特定的锋面系统对浒苔聚集的影响也不容忽视。冬季黄海暖流在苏北浅滩外侧向山东半岛南部海域延伸，扩展至青岛近海的暖水舌与近岸低温水之间的锋面特征明显，而且在向岸暖水与近岸冷水间还对应形成了明显的营养盐和叶绿素（Chl-a）锋面。该项研究从多学科交叉的视角，增进了对青岛近海物理、化学和生物过程之间耦合关系的认识。     

南黄海物理-生物地球化学过程的时空异质性及内在关联和机制

研究多重物理过程控制下陆架边缘海生物地球化学过程的时空异质性及其生态响应，对于深入认识海洋生态系统具有重要的意义。基于相关历史观测资料和卫星遥感海表温度，本文综合分析了南黄海物理-生物地球化学过程的时空变化和空间异质性特征，探讨了该海域内部典型地理单元之间的内在关联和机制。结果显示，冷季沿岸流南向输送和暖季锋面上升流垂向输运的季节性交替是影响石岛外海与海州湾外侧海域生物地球化学和初级生产的重要物理过程。夏季苏北沿岸水的东北向扩展可形成浒苔离岸/跨区域输送的动力驱动。暖季水体层化显著影响着南黄海中部冷水团海域的生物地球化学过程，春至秋季冷水团海域底层水体中的营养盐逐渐累积，形成了营养盐的重要贮库；层化季节黄海冷水团边界锋区上升流系统的存在使得南黄海叶绿素a和初级生产力高值区位置同海表低温涌升流区总体相一致。冷季南黄海西部南下的冷水与中部北向入侵的暖水共同导致了“S”型锋面的形成；暖季黄海冷水团边界锋区的上升流系统是连接层化海域和近岸区的纽带，可实现对冷水团内部营养盐的提取，从而将冷水团内部和边界区的生物地球化学过程形成有机连接，并在成山角-石岛外海、海州湾外侧、苏北浅滩东部形成三个典型的物理-生物地球化学相互作用区。本研究细化和整合了南黄海区域海洋学研究，揭示了该海域物理-生物地球化学过程的空间异质性特征和不同地理单元之间的关联性及机制，获得了对南黄海水文-生物地球化学-生态过程的综合、系统认知。     

黄河入海口壬基酚污染分布特征

黄河口表、底层水体和沉积物中壬基酚的浓度分布特征研究结果表明,表层水体中壬基酚浓度为15.7~148.6 ng/L,平均值为47.5 ng/L;底层水体中壬基酚浓度为15.8~52.7ng/L,平均值为31.0 ng/L;表层沉积物中壬基酚浓度为2.31~5.47 ng/g,平均浓度为3.87ng/g。黄河口水体中壬基酚浓度呈现由河道向出海口外逐渐降低的趋势;河道中表层沉积物壬基酚含量高于出海口外。黄河口水体中壬基酚浓度低于文献中报道的海河口水体中的浓度,表层沉积物中壬基酚含量低于珠江口文献报道值。水体中壬基酚浓度超过抑制藤壶附着浓度(10 ng/L),河道最上游的站点水体中的浓度超过影响太平洋牡蛎幼苗的发育并增加幼苗死亡率的浓度(100 ng/L)。     

胶州湾及其邻近河流中壬基酚等有机污染物的分布特征

为分析青岛胶州湾及其邻近河流中的壬基酚（NP）及其短链氧乙烯醚母体化合物、壬基酚单氧乙烯醚（NP1EO）和壬基酚二氧乙烯醚（NP2EO）的污染状况和分布特征，在研究区域内设置了17个站位分别采集了海水和沉积物样品，样品经萃取、浓缩、净化后采用气质联用仪测定各污染物的浓度。胶州湾水体中的NP、NP1EO和NP2EO的浓度分别为20．2-268．7、11．2-200．4和4．8-32．5ng／L。胶州湾沉积物中上述3种污染物的浓度分别为3．6-299．3、3．8-25．2和4．9-103．2ng／g。胶州湾邻近河流中的污染物浓度远远高于湾内，其中墨水河的污染最严重，水体和沉积物中NP的浓度分别达到28656ng／L和31704ng／g。与世界其他海湾NP等污染物的浓度相比，胶州湾属于严重污染地区之一，已经超出了其生物效应临界浓度。研究区域内50％的站位中NP浓度已经超过导致扇贝苗死亡的临界浓度，10％的站位已经超过引起雄性鱼类雌性化的临界浓度。     

南黄海及长江口附近海域绿潮暴发前期微观繁殖体的动态变化

基于2011年3至5月对南黄海及长江口附近海域的水体与沉积物样品采集及实验室萌发培养实验,分析了绿潮暴发前期该海域微观繁殖体的时空分布特征。结果表明,在调查期间,南黄海水体中微观繁殖体空间分布趋势表现为近岸高远岸低,高值区主要集中在紫菜筏架养殖区附近海域,在122°30'E以东区域未发现有微观繁殖体存在。3,4,5月份该区域海水中平均微观繁殖体数分别为144 ,164和140株/dm3,最大值分别为278,426,和537株/dm3;南黄海沉积物中微观繁殖体数量分布范围介于19~127株/层,表层微观繁殖体数高于底层。长江口以北靠近江苏近岸区域有微观繁殖体存在,数量介于1~10株/dm3,31°N以南区域和河口内未发现有繁殖体分布,由此可排除黄海浒苔等绿藻微观繁殖体由长江水携带入海或来源于长江口南部海域。在春季绿潮暴发前开展该海域微观繁殖体的研究,可为查明绿潮发源地及早期发生发展过程提供基础资料,为预测和预警绿潮发生提供科技支撑。     

中国苏北浅滩海域定生海藻繁殖体的来源

自2007年以来，黄海海域已连续爆发大规模浒苔绿潮并造成了严重的经济损失。在苏北浅滩条斑紫菜养殖筏架上的定生浒苔被认为是漂浮绿潮藻的主要来源。然而，现阶段对筏架定生绿藻的种源基础并不清楚。因此，在本研究中，我们通过现场调查结合室内试验来揭示了筏架定生绿藻的繁殖体源。同时，为了对黄海大规模绿潮进行防控，我们对防止绿藻在紫菜养殖筏架的附着做了相关研究。结果表明，（1）包括浒苔、缘管浒苔、扁浒苔、曲浒苔以及盘苔这五种海藻的微观繁殖体共同存在于苏北浅滩海域的水体及沉积物中，而且在不同时期它们的比例变化明显。（2）经过去皮处理后的毛竹可明显抑制浒苔微观繁殖体的附着。通过本研究，我们明确分布于苏北浅滩海域的绿藻微观繁殖体是黄海大规模绿潮的种源基础。同时，我们为从源头防控黄海大规模绿潮的发生提供了一个可行的手段。     

夏季南黄海主要环境因子对微微型浮游生物分布影响

利用流式细胞技术, 获取南黄海夏季微微型浮游生物丰度数据, 分析了其组成和分布规律, 并探讨了主要的影响因子。2011年夏季, 聚球藻、微微型真核藻、异养细菌在整个调查海区的平均丰度分别在1×104、1×103、1×106 cells/mL数量级上。在全调查海区, 聚球藻和微微型真核藻受温度和光照的限制明显, 主要集中分布在温跃层及其以上水层;而营养盐的限制较小, 它们的影响只有在沿岸流影响明显的西部海区才能较为明显的体现出来。结果表明在该海域浓度较高的营养盐能够促进微微型浮游生物的生长, 但不是其限制因素;异养细菌受环境因子限制较小, 即使在深海也保持着较高的丰度。     

南黄海夏季微微型浮游植物丰度的分布

2008年8月中韩合作对南黄海生态系统进行了整体调查,调查站位共计37个。利用流式细胞仪测定了南黄海微微型浮游植物丰度,结合理化环境因子,分析了它们在夏季南黄海的分布特征。所测微微型真核浮游植物丰度平均值为1.9×103个/mL,最大值为2.4×104个/mL;聚球藻丰度平均值为5.3×104个/mL,最大值为5.1×105个/mL;从河口近岸到南黄海中部的宽阔海域,随着环境因子的变化,微微型浮游植物在各海区的分布明显不同,表现为河口近岸区域丰度大,离岸丰度小的特点;各站位丰度垂直分布主要趋势是上大下小,在跃层突出。根据分布趋势,聚球藻可分为两种垂直分布类型,微微型真核浮游植物分为三种。这些分布差异源于长江冲淡水和黄海冷水团的影响。     

南黄海及长江口附近海域绿潮暴发前期微观繁殖体的动态变化

基于2011年3至5月对南黄海及长江口附近海域的水体与沉积物样品采集及实验室萌发培养实验,分析了绿潮暴发前期该海域微观繁殖体的时空分布特征。结果表明,在调查期间,南黄海水体中微观繁殖体空间分布趋势表现为近岸高远岸低,高值区主要集中在紫菜筏架养殖区附近海域,在122°30'E以东区域未发现有微观繁殖体存在。3,4,5月份该区域海水中平均微观繁殖体数分别为144 ,164和140株/dm³,最大值分别为278,426,和537株/dm³;南黄海沉积物中微观繁殖体数量分布范围介于19~127株/层,表层微观繁殖体数高于底层。长江口以北靠近江苏近岸区域有微观繁殖体存在,数量介于1~10株/dm³,31°N以南区域和河口内未发现有繁殖体分布,由此可排除黄海浒苔等绿藻微观繁殖体由长江水携带入海或来源于长江口南部海域。在春季绿潮暴发前开展该海域微观繁殖体的研究,可为查明绿潮发源地及早期发生发展过程提供基础资料,为预测和预警绿潮发生提供科技支撑。