山东半岛东部近海海水溶解氧时空变化

山东半岛沿岸海域陆海相互作用强烈,有着复杂水动力环境的同时也是我国重要的渔业资源区和水产养殖区,针对其DO时空变化特征及影响机制的研究具有重要意义。本文基于2015—2017年期间的监测数据,研究了山东半岛东部近海海水溶解氧的时空变化特征,并结合实测的温度、盐度、pH数据探究其影响机制。结果表明：表、底层溶解氧的空间分布形态基本一致,水平上呈现出北高南低、外海高近岸低、湾内低于湾外的块状分布特点,垂向上表层高于底层。在监测期间内,溶解氧的季节变化规律为春季最高,夏季最低,具体表现为3月>5月>10月>8月,乳山湾等海湾处的季节波动较大;表底层溶解氧的年际变化略有不同,但均趋于稳定,靖海湾和五垒岛湾近海溶解氧的年际变化显著。表观耗氧量在整个研究阶段的均值为–0.33 mg/L,呈现出基本平衡状态,但乳山湾沿岸海域受到陆源输入有机物的显著影响,贫氧状况频发。监测期间,溶解氧与海水温度呈显著负相关,两者相关系数高达–0.95,其中成山头至石岛海域的溶解氧浓度高值区与当地的低温海水相对应;盐度对溶解氧的影响则相对较弱;有机污染物的聚集常造成乳山湾近岸海域的pH异常,其大量耗氧是导致当地为溶解氧浓度低值区的重要原因。     

乳山湾外低氧海域沉积物中有机碳、氮、磷及其形态特征分析

根据2009年8月在乳山湾及其毗邻海域的综合调查,分析了该海域表层沉积物中有机碳、氮、磷含量及其组成形态的变化,初步探讨了影响底质理化参数变化的原因及对乳山湾外近岸底层低氧形成的影响.结果表明,乳山湾外近海为粉砂质岸滩,以细颗粒为主;底质中有机碳含量介于0.49％ ～0.93％,平均值为0.69％;总氮含量介于382～1020 mg/kg,平均值为671 mg/kg;可溶性总氮含量介于23.0 ～ 60.0 mg/kg,平均值为44.0mg/kg,其中可溶性有机氮和氨氮分别占可溶性总氮的58.8％和38.8％;总磷含量介于138～769 mg/kg,平均值为356 mg/kg,有机磷是占有绝对优势的磷形态(62.5％).研究区域沉积物中总氮和湾内相当,有机碳、总磷含量普遍低于乳山湾内,但均明显高于南黄海区域,且呈还原性状态.调查区域内沉积物中相对较高的有机碳、氮、磷可能是在潮流作用下乳山湾与外海的物质交换所致,其耗氧过程是导致底层溶解氧亏损的重要原因,值得进一步关注.     

长江口邻近海域溶解氧的时空分布及影响因素研究

基于2018年早春和夏季长江口邻近海域的调查数据,分析溶解氧(DO)的时空分布,并讨论其影响因素.结果表明,夏季DO浓度变化范围为1.58～9.37 mg/L,浮游生物光合作用产生的DO是夏季表层水体过饱和的主要因素;夏季调查海域受台湾暖流北上引起海水层化加强,同时水体富营养化导致表层生物大量繁殖所引起有机碎屑的沉降和耗氧分解作用是底层低氧区存在的主要因素.夏季在台湾暖流影响下底层水体表观耗氧量(AOU)与营养盐成正相关关系,底层有机物耗氧降解过程与营养盐的再生密切相关.早春DO浓度变化范围为7.90～10.1 mg/L,长江口外北部海域和浙江近岸海域海水混合均匀,DO浓度主要受温度控制,而台湾暖流影响区海水出现层化现象,其低DO含量也为低氧区的形成奠定了基础.     

大沽河口底层海水溶解氧浓度分析

大沽河是胶州湾入海径流量最大的河流,对其入海口海水溶解氧含量进行分析可以衡量水质的好坏,为大沽河污染治理效果提供依据。本文基于2016年11月6日—2017年6月20日期间大沽河口底层海水温度和溶解氧浓度等数据,对其底层海水溶解氧浓度的时间变化特征及影响因素进行了分析,并对水质进行了评估。结果表明,观测期间大沽河口海水溶解氧浓度以季节变化为主,秋季至冬季升高,冬季至夏季降低,其中1月平均值最高,约为11.86mg/L,6月份最低,约为6.17mg/L。影响大沽河口海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。在大风天气的影响下,溶解氧浓度在秋季末至春季初期出现了过饱和的现象。大沽河口底层海水溶解氧浓度受到潮汐作用的影响存在半日周期和日周期的变化特征。在观测期间大沽河口不存在溶解氧浓度低于二类水质标准的现象。     

近50年来长江口及邻近海域溶解氧的时空分布变化

长江口及邻近海域是我国最重要的河口海岸区域之一。基于多源、长时间序列的溶解氧资料,本文对近50年来长江口及邻近海域溶解氧的时空分布特征进行了研究。结果表明,近50年来,长江口及邻近海域表层溶解氧基本保持稳定,仅冬季呈现出一定的上升趋势。冬、春两季溶解氧浓度范围在7-11 mg/L,夏、秋两季为6-8 mg/L。长江口及邻近海域低氧值首先出现于5月,浙闽沿岸底层海域形成低氧水舌。水舌在夏季不断向北推进,北部断面低氧程度明显高于南部断面。到了秋季,低氧区逐渐消退,至冬季完全消失。在过去的50年中,长江口及邻近海域的低氧现象始于20世纪80年代。2000年起,低氧程度逐渐加深,低氧分布深度逐渐升高。本文基于大量的溶解氧历史数据开展研究,研究结论对于探讨长江口及邻近海域低氧区的发展变化具有非常重要的意义。     

长江口邻近海域溶解氧分布特征及主要影响因素

根据2002年11月5~10日对东海长江口邻近海域(29.0°N~32.0°N,122.0°E~124°E)的现场调查数据,初步分析了调查海域秋季溶解氧分布特征及主要影响因素。结果显示:调查海域秋季溶解氧平面分布整体上呈近岸高、外海低,表层高、底层低的分布趋势,在约20m深度存在溶解氧跃层。调查海域溶解氧饱和度均<100%,表观耗氧量最高达4.0mg/L,氧不饱和状态由表层至底层逐渐加剧,在123°E附近底层仍然存在明显的溶解氧低值区,但其溶解氧含量已较夏季有所回升,含量范围在3.31~8.47mg/L之间,平均为(6.73±1.09)mg/L。该海域秋季溶解氧分布主要受物理过程控制,生物活动仅在底层溶解氧低值区有较大的影响。     

东海赤潮高发区春季溶解氧和pH分布特征及影响因素探讨

根据2002年4月27日-5月2日长江口邻近海域的大面调查,分析了东海溶解氧及pH值的分布特征,并对长江口外溶解氧低值区的成因及其与赤潮发生的关系进行了初步探讨.结果表明,调查海域pH值呈近岸低、外海高的分布趋势,溶解氧整体处于过饱和状态,呈近岸高、外海低的分布趋势.4月下旬在调查海区东南部底层已开始出现溶解氧低值区,面积约为15400km^2,该水域表观耗氧量AOU一般在1.50mg/L以上,并伴随有氧的亏损发生,形成原因主要是水交换较弱和有机物分解耗氧.溶解氧低值区可能是有机碎屑的沉降汇集区,随着夏季温度的升高及长江丰水期的到来,有机碎屑有可能在台湾暖流的影响下产生西、北向的爬升而造成溶解氧低值区扩大和溶解氧含量的进一步降低.     

胶州湾水体镉的分布及来源

根据1980年的胶州湾水域调查资料,分析了重金属Cd在胶州湾水域的水平分布、垂直分布和季节变化以及来源.研究结果表明:在整个胶州湾水域,1年中Cd质量浓度的变化范围为0.00～0.48 μg/L,都符合国家一类海水水质标准(1.00 μg/L),整个胶州湾水域水质没有受到任何Cd的污染.在胶州湾水域只有1个来源:是湾口外的水域,整个胶州湾水域的Cd表层水平分布展示了海流输送Cd到胶州湾的湾口外、湾口以及湾口内的水域.海流的输入Cd的质量浓度为0.00～0.48 μg/L,胶州湾水域Cd的环境本底值为0.00～0.48 μg/L.Cd垂直分布展示了:在春、夏、秋季,Cd的表、底层都相近;Cd表层、底层质量浓度的季节变化都形成了春、夏、秋季的一个峰值曲线.Cd底层水平分布展示了:在6、7、9和10月,Cd的底层质量浓度都是湾外高,湾内低.而且,在海流输送Cd的过程中,沿着海流进入了胶州湾水域的路径,Cd的表层质量浓度比底层质量浓度高,在海洋输送的路径周围水域,Cd的表层质量浓度一直都比底层质量浓度低.     

乳山湾外海溶氧低值区细菌多样性初步研究

采用化学裂解法从乳山湾外海溶氧低值区不同溶解氧质量浓度(3.7～7.0mg.L-1)的6个站位海水样品中提取了环境DNA样品。以试剂盒纯化后的DNA样品为模板扩增其16SrRNA基因V3区,通过变性梯度凝胶电泳、分子文库构建及DNA测序对溶氧低值区海水中的细菌群落结构进行研究。结果表明,乳山湾外海溶氧低值区不同溶解氧质量浓度的6个站位底层海水样品中的细菌群落结构是相似的,它们均由隶属于Alteromonas(交替单胞菌属)、Salegentibacter(需盐杆菌属)等10个属的18种细菌组成。系统发育分析发现这些细菌分别属于α变形菌纲(2种)、γ变形菌纲(12种)和黄杆菌纲(3种)三个大类。在乳山湾外海溶氧低值区的海水样品中细菌多样性最高的类群是γ变形菌纲。     

秦皇岛外海夏季溶解氧与pH的变化特征分析

溶解氧(DO)是海洋生物生存不可缺少的要素。随着人类活动的增加,全球近岸海域低氧情况愈发严重,已经成为威胁海洋生态系统健康的重要因素。通过对2017年5?9月秦皇岛外海区域的观测调查,探讨了该海域低氧与酸化的形成机制并计算了月平均耗氧速率。结果表明,5月秦皇岛外海水体混合较为均匀,表、底层DO浓度一致,均大于8 mg/L;6月开始形成密度跃层,与此同时底层DO浓度和pH开始下降;8月底层呈现明显的低氧和酸化状态,DO浓度下降至2～3 mg/L,pH下降至7.8以下;9月随着层化消失,底层水体DO浓度和pH逐渐升高。相关性分析显示,DO和叶绿素a (Chl a)以及pH具有良好的耦合性,说明秦皇岛外海区域的低氧发生过程主要为局地变化。同时表明DO浓度和pH主要受水体中浮游植物的光合作用和有机物有氧分解的影响。通过箱式模型计算得到2017年6?8月密度跃层以下水体及沉积物耗氧速率为951～1193 mg/(m2·d)[平均为975 mg/(m2·d)]。综合来看,水体分层是秦皇岛外海低氧和酸化发生的先决条件,跃层以下的有机物分解耗氧则是底层水体发生低氧和酸化的重要原因。     

The mechanism of bottom water DO variation in summer at the northern mouth of Isahaya Bay,Japan

Recently, bivalves have been massively killed by anoxia or hypoxia in summer at the northern part of Isahaya Bay, Japan, which constituted a major problem for fisheries. However, the mechanism behind the occurrence of hypoxic water masses is unclear. It is known that the bottom water dissolved oxygen (DO) in this area is affected by the inflow of seawater into the northern mouth of Isahaya Bay. To understand the mechanism of hypoxia, it is necessary to determine the physical processes that cause changes in the bottom DO concentrations in this area. This study shows that there is a neap-spring tidal variation in bottom DO due to a change in vertical tidal mixing, and it also suggests that the decrease in bottom DO was generated by a baroclinic flow, which is due to the internal tide, and a shear flow, which is induced by the external tide in the bottom boundary layer. In addition, our study suggests that the source of cold and hypoxic water that appears in the bottom layer at low tide is the inner area of the Ariake Sea.     

北部湾北部海域潜在低氧分布及影响研究

通过对2011年北部湾北部海域春季和夏季溶解氧（DO）及其他环境要素进行分析讨论,发现DO的季节性差异较大,春季DO含量（平均8.11 mg/L）明显高于夏季（平均6.05 mg/L）。夏季北部湾底层部分区域存在DO低值,该低值区常年存在,并且DO最低值逐渐降低、低值区范围逐渐扩大。利用相关性分析和灰色关联度分析的方法,对夏季底层DO低值的成因进行分析发现：夏季底层水体浮游植物产氧作用较弱,海水层化作用强,阻碍了表底层DO的交换;另外底层有机质分解的耗氧作用明显,出现了氧气的净消耗,由此导致夏季底层水体出现DO的低值。同时,由于2011年之后北部湾北部海域陆源污染排放和赤潮的频发使得该海域低氧状况加剧,潜在低氧区逐渐发展为低氧区。     

渤海夏季底层氧亏损分布的年际差异分析

通过2014年和2019年观测资料分析了渤海夏季底层水体氧亏损空间分布的年际差异,同时首次揭示了黄河口东侧莱州湾 口区域的氧亏损现象,并利用三维物理生态耦合模式ROMS-CoSiNE探究了氧亏损分布年际差异的影响因素.2014年秦皇岛外氧亏损区(以溶解氧(dissolved oxygen,DO)饱和度小于70％为统计范...     

夏季长江口缺氧区、低氧区和正常溶解氧海区浮游动物群落特征比较研究

夏季,长江口底层极易发生大面积低氧甚至缺氧.比较2016和2017年夏季长江口缺氧区(DO<2 mg/L)、低氧区(2 mg/L3 mg/L)浮游动物群落(>160μm)特征发现:2016年群落丰度和生物量均表现为缺氧区明显高于低氧区和正常海区;中小型桡足类、胶质浮游动物丰度表现...     

Seasonal and sub-seasonal oxygen and nutrient fluctuations in an embayment of an eastern boundary upwelling system: St Helena Bay

Seasonal, sub-seasonal and spatial fluctuations in bottom dissolved oxygen (DO) were examined in St Helena Bay, South Africa’s largest and most productive embayment, between November 2013 and November 2014. Alongshore bay characteristics were assessed through comparison of variables along the 50-m depth contour. A mean coefficient of variation of 0.35 provided a measure of the relative variability of near-bottom DO concentrations along this contour. Consistently lower DO concentrations in the southern region of the bay in summer and autumn are attributed to enhanced retention. Across-shelf transects captured the seasonal development of hypoxia in relation to the distribution of phytoplankton biomass. Exceptional dinoflagellate blooms form extensive subsurface thin layers preceding the autumn DO minima in the south of the bay, prior to winter ventilation of the bottom waters. The seasonal decline in DO concentrations in the bottom waters was marked by sub-seasonal events of hypoxia, and ultimately anoxia linked to episodic deposition of organic matter, as indicated by increases in bottom chlorophyll-a concentrations. Seasonal changes in bottom water macronutrient concentrations followed trends in apparent oxygen utilisation (AOU), both of which mirrored DO concentrations. In the south of the bay, nitrogen loss through denitrification/anammox in suboxic waters was indicated by a dissolved inorganic N deficit in the bottom waters, which was most pronounced in autumn.