黄海夏季底边界层动物生物多样性的研究

黄海夏季底边界层动物生物多样性的研究

章飞军[1]2004年在《黄海夏季底边界层动物生物多样性的研究》文中研究表明根据2002年8月航次的4个昼夜连续站位断面调查和2003年6月航次的大面调查数据,对底边界层动物的种类组成、丰度、多样性及其与环境因子关系进行了分析研究。结果表明,黄海夏季的底边界层动物不仅种类较少,而且缺乏大型个体。浅海底动物和中型浮游动物是黄海夏季底边界层动物的主要类群。主要种类有尖额谐猛水蚤(Euterpina acutifrons)、挪威小毛猛水蚤(Microsetella norvegica)、戴氏猛水蚤(Danielssenia sp.)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)和双刺纺缍水蚤(Acartia bifilosa)等。底边界层动物的丰度,从4个昼夜连续调查站位看,在细砂底质环境的1-3站最低,在其它叁个具有粉砂-粘土底质环境的站位皆较高,通过聚类分析,可将这两种底质环境上的底边界层动物在26.55%相似性水平上分为两个类型;从大面调查结果看,底边界层动物丰度以研究海域东北部的站位较高。多样性分析表明,底边界层动物在4个昼夜连续调查站位的均匀度皆较高(0.7282-0.9146),但种类较少(20-34),多样性指数较低(2.248-2.827),浅海底动物的多样性指数相对较高,中型浮游动物次之,小型浮游动物和大型浮游动物较低,各类群的多样性指数在白天和夜间无显着性差异(p>0.05);从大面站位调查结果也可以看出黄海夏季底边界层动物多样性不高(1.299-2.445),且多样性变化没有明显的平面分布规律。BIOENV分析表明,底边界层动物的种类及丰度,除了与水深、水温有关外,还与近底层的POC、PON以及沉积物的中值粒径密切相关。可见,底质类型是影响海洋底边界层动物种类组成与丰度的重要因子。

章飞军, 张岩松, 张晓凌, 郭学武, 梁振林[2]2005年在《夏季黄海一断面底边界层动物多样性初步研究》文中提出20 0 2年 8月 4日在黄海从青岛至济州岛断面的 4个站位上 ,进行了底边界层动物昼夜连续采样 ,对底边界层动物的多样性及其昼夜变化进行了分析。共鉴定出底边界层动物 32种 ,其中桡足类 19种 ,端足类 3种 ,涟虫 3种 ,糠虾 2种 ,毛颚类 2种 ,枝角类 2种 ,磷虾 1种 ,可划分为中型浮游动物、大型浮游动物和超底栖动物叁个生物类群。主要种类有尖额真猛水蚤 (Euterpinaacutifrons)、挪威小毛猛水蚤 (Microsetellanorvegica)、戴氏猛水蚤 (Danielsseniasp .)、小拟哲水蚤 (Paracalanusparvus)和双刺纺缍水蚤 (Acartiabifilosa)等。超底栖动物和中型浮游动物是两个主要类群。此外 ,桡足类幼体 (无节幼体和桡足幼体 )也是底边界层动物的重要组成部分。多样性分析显示 :底边界层动物在 4个调查站位的均匀度 (d)皆较高 (0 .72 8- 0 .915 ) ,但种类较少 (19- 33) ,故多样性指数 (H′)较低 (2 .2 4 8-2 .82 7)。超底栖动物的多样性指数相对较高 ,中型浮游动物次之 ,大型浮游动物较低。各类群的多样性指数在白天和夜间无显着性差异 (P >0 .0 5 )。底边界层动物的丰度在细砂底质环境的 1 3站最低 ,在其他 3个具有粉砂 粘土底质环境的站位皆较高。通过聚类分析 ,可将这两种底质环境上的底边界层动物在 2 6 .6 %相似性?

张岩松[3]2004年在《黄、东海沉降颗粒物的垂直通量》文中指出海水中的颗粒物是碳元素垂直转移的主要载体,,因此在全球碳循环中有重要作用。黄、东海是典型的陆架边缘海,生物多样性丰富。此类海区的颗粒物质不仅为底栖生物提供丰富的食物来源,而且在水层—底栖系统耦合过程发挥重要作用。因此颗粒物通量研究对陆架边缘海的生态动力学研究有着积极的意义。 本论文采用Bloesch柱形多管沉积物捕获器,分夏(2002年8月)、秋(2002年9月)两季,于黄、东海具代表性的水域—海州湾外侧、黄海冷水团、黄海和东海分界处、长江口、东海中陆架区以及浙江近岸上升流区等10个站位,采集沉降颗粒物。 镜检发现,细小的无机颗粒物和较大颗粒物聚合体是沉降颗粒物的两种主要类型。颗粒物聚合体主要包括:住囊类、硅藻聚合体、粪球聚合体和混杂聚合体。样品中也发现主要由硅鞭藻骨骼形成的另一种颗粒物聚合体—硅鞭藻聚合体,但含量较少。底层颗粒物聚合体大小明显小于上、中层聚合体,可能与水体底部湍流有关。测定结果显示沉降颗粒物中有机碳(POC)、有机氮(PON)、总碳(PC)、总氮(PN)和总磷(PP)的百分含量均呈现从表层到底层逐渐下降的趋势,而颗粒物及各组分的沉降通量却呈现从表层到底层逐渐上升的趋势。再悬浮造成的无机颗粒物增加可能是这两种相反走势的主要原因。 研究表明,温跃层是黄海夏季水体自身产生颗粒物的主要区域。1-3站和1-8站温跃层顶部各组分含量较高可能是分别受到黄海沿岸流和黄海暖流的影响的结果。1-3站温跃层底部POC沉降通量为176mg·m~(-2)·d~(-1),而其他3个站位相应水层POC的沉降通量约为1-3站的两倍,这可能与上升流有关。在1-5站,底部平流作用较强,这可能与该站位处于冷水团两冷中心之间,环境较不稳定有关。 再悬浮作用和生源颗粒物是海洲湾外侧E1站POC垂直通量较高的主要原因,而黄、东海分界处的E3站,颗粒物及POC垂直通量较高的主要原因是再悬浮,且E3站的再悬浮强烈程度和影响深度高于E1站。温跃层的存在导致了黄海中部颗粒物及POC通量的季节性差异。在黄海中部,底部平流对再悬浮通量黄、东海沉降颗粒物的垂直通量的影响在夏季强于秋季。EZ、E3两站的沉积物较El站更有利于有机碳的保存。 研究表明,长江口颗粒物C闪比主要受到陆源物质的影响。较高的浮游动物生物量对秋季东海中陆架区的底层颗粒物及POC通量有所贡献。浙江近岸上升流区是POC向海底垂直转移的重要区域之一,其POC垂直转移能力高于东海中陆架区。浙江近岸上升流区的水体底层颗粒物受底部平流的影响比东海中陆架区相对较强。 在陆架浅海区,受沉积物再悬浮的影响,再悬浮颗粒物一般是此类海区沉降颗粒物的主要组成部分。本论文运用两种模型对有温跃层存在的6个站位水体底层的沉积物再悬浮比率进行计算。两计算结果基本吻合,表明在无法准确获得水体中颗粒物净沉降通量的情况下,用温跃层底部颗粒物的沉降通量可以作为水体中颗粒物的净沉降通量。

寿玮玮[4]2017年在《大气沉降对渤海营养盐的贡献及生态效应》文中认为环渤海地区经济发达,港口众多,入海径流污染较重,每年有大量的含氮、磷污染物被输送入海,对海域生态水环境造成了极大的影响,导致水体污染加剧、生态功能退化。同时,诸多研究表明,大气营养盐沉降对渤海生态水环境亦有显着影响,是水体富营养化的重要影响因子之一,且营养盐沉降通量可与河流携带输入量相当。然而,就大气沉降通量及对海域生态水质的定量化研究仍相对缺乏。通过构建数学模型,定量研究大气沉降对渤海生态水环境的影响,探讨其影响机制,不仅对深化渤海营养盐生物地球化学循环的认识具有重要的理论意义,而且对解决渤海生态退化、水质污染具有重要的参考价值。本文根据自1959年以来渤海的水环境调查资料,分析了渤海营养盐(氮、磷)和叶绿素a的时空分布和变化。结果表明,渤海营养盐和叶绿素a空间分布没有显着变化,而长期变化过程显着。N、P营养盐呈现的最显着特征是渤海湾、莱州湾和辽东湾浓度高,其它近岸海域次之,渤海中部浓度低的空间分布格局。从全海域分析结果来看,DIN浓度有一定增加,近年来尤为显着。近30年来,硝酸盐氮(NO_3-N)平均浓度从35.0μg/L增加到超过200.0μg/L。河流入海径流的减少,导致河口附近海域PO_4-P高浓度范围缩小,但由于沿岸排污增加,近岸水体PO_4-P浓度有一定增加,叁个海湾仍是营养盐异常高值的聚集区。从时间尺度来看,PO_4-P浓度变化相对较稳定,变化幅度小于DIN。叶绿素空间分布与N、P营养盐相似,整体上其浓度经历了先减小后增加的变化过程。渤海特殊地形、河流入海位置、大气沉降分布以及渤海环流结构的共同作用,决定了渤海营养盐等物质的空间分布格局。通过收集渤海地区连续多年的降雨、大气沉降等数据,分析了大气沉降的物理机制,估算了各监测站的大气干、湿沉降通量。在此基础上,分析了大气沉降与氮氧化物排放量、大气二氧化氮浓度及降雨量的关系,并对已有大气沉降监测数据进行织补和延拓。分析结果表明,渤海大气N沉降通量存在显着的地域性差异,渤海西南部的渤海湾是大气N沉降最严重的地区。环渤海多年平均大气干、湿沉降通量分别为1.44~6.72 g N/m~2/a和1.58~5.09 g N/m~2/a,总沉降通量显着高于我国及世界其它近岸海域,是全球大气N沉降的一个“热区”。从多年变化来看,大气N沉降呈现一定的增加趋势。通过收集与观测生态过程相关资料,分析了渤海营养盐结构特征、浮游植物生长营养盐和温度限制等过程。根据分析结果,对原有生态动力学模型进行二次开发,添加了元素P的生物地球化学过程,使渤海生态模型表达更为完整。另外,本文分析了渤海主要藻类种群生长对水温的响应,发现渤海地区藻类生长最适宜温度在18~26℃之间,并据此改进了模型中水温对浮游植物生长率的限制关系。在上述工作基础上,综合考虑营养盐径流输入、大气沉降和沉积物-水界面交换等营养盐边界条件,构建了渤海生态系统动力学模式,定量分析了大气沉降对渤海营养盐的贡献与生态效应。模型在经过实测数据检验后,着重考虑时空变化的大气营养盐沉降对渤海营养盐的贡献及生态效应分析。模拟结果显示,大气N沉降对渤海营养盐有显着的贡献,大气沉降输入的DIN与径流输入相当,局部海域甚至占绝对优势,大气营养盐沉降对渤海营养盐浓度的空间分布有不可忽视的影响,且对生态环境产生显着的影响效应。大气N沉降对整个渤海的贡献率超过其与河流输入两者总量的50%以上,由此造成叶绿素a含量增加也超过50%,其生态效应显着。

李杰[5]2010年在《Falls Lake水库水质的数值模拟研究及分析》文中进行了进一步梳理作为一种重要的水体形式,水库与人类的日常用水密切相关。Falls Lake水库位于美国北卡罗来纳州,为北卡州府罗利及其周边地区提供生活用水。当地政府对水库的治理颇见成效,水质状况较历史水平已有明显改善。但近几年的观测资料显示:水库中Chl-a经常会出现超标现象。为了防止可能出现的水体富营养化问题,更加有效地保护水库的水质,确保当地饮用水的质量,有必要对水库目前的水质状况以及演变趋势进行深入研究,以便全面了解水库内是否存在富营养化问题。如果已经存在,那么将就富营养化问题对水库水质在时间和空间上产生的影响深度及广度进行研究分析,揭示各要素的对水质状况的影响机制,为管理方案的制定提供科学依据。本文以水库及其周边地区的水文、水质及气象观测资料为基础,对历史数据进行了综合分析,并利用一个叁维富营养化-水动力数值模型HEM-3D,对2005、2006、2007年水库内的水质状况进行模拟研究。力求从生态动力学角度揭示水库内能流、物流的循环特点。本文研究着重从以下几方面进行分析:1)水库水质在干、湿年份表现出来的特点和差异,以及形成这些特点和差异的根本原因;2)存在于下游深水区的季节性温跃层对水质状况的影响;3)悬浮颗粒物对水质状况的影响;4)点源污染和面源污染对水质的影响;5)营养盐在水库内的输运过程以及水质要素与之的响应关系;6)各因子对水质状况的影响机制。通过对涉及25年的历史资料进行分析发现:1)千年份的水质状况较差,产生原因主要由于水位较低,营养盐在水体中的浓度较高;就区域而言,上游的水质明显较下游差,夏、秋两季的Chl-a超标严重。近几年对水库污染的有效控制,Falls Lake水库内的水质状况有了明显的改善,但夏、秋两季水库的上游仍存在较为严重的富营养化问题。2)统计结果显示,观测资料中无机N与无机P的比值与Redfield Ratio非常接近,所以与湖泊、水库中经常出现的单一P限制所不同,N、P在特定的时间、特定的区域都可能限制水体中的初级生产观测资料存在时间和空间上的局限性,因此有必要运用数值模型对FallsLake水库的水质状况进行模拟研究。不仅可以弥补观测的缺失,使得我们对水库的富营养化状况有更为全面的认识,并且有助于对某些相关科学问题的理解和分析,从本质上揭示水库内能量、物质的循环过程。研究结果表明:1)通过径流输入和底部溶出两种不同形式进入水体的营养盐对水库水质的影响区域和表现形式有本质的差别:径流输入主要源于上游,水体中营养盐的比例表现为N限制,由于污染物在水库内的滞留时间比较长,所以径流输入主要影响上游的水质状况;下游营养盐主要来源于底部溶出对水体的补充,并呈现P限制。光照对初级生产的影响也比较明显,特别是在下游深水区。2)季节性温跃层主要存在于深水区,它的存在和消失对于下游水质状况的变化趋势产生重要的影响。春末至秋初这段时间,温跃层的存在使得底部溶出的营养盐在底层堆积;当温跃层消失后强烈的垂向混合将这些营养盐输送到上层水体,满足了秋末及次年春季“水华”的需求。3)持续时间较长的水体交换对改善水库内的水质状况有促进作用;但当大规模的水体交换在短时间内发生时,使得水库内营养盐充分混合,此时不仅起不到改善水质的作用,甚至还会导致水质的进一步恶化。4)利用示踪模型对物质输运过程的试验研究表明,平均年龄、滞留时间和周转时间基本上都与水库内水体交换量呈反比关系,特别是后两者。利用水体交换量计算平均年龄时需要考虑储水量的影响,同等水交换条件下,较少的储水量会加速物质在水库内的输运过程。研究得到平均年龄的半经验计算公式:(?)τDis(τ)/Vol(τ)dτ=c,在根据水库的特点确定常数c之后,依据径流量和水库储水量可以简单有效地分析污染物在水库内的输运过程。5)水库内沉积物的再悬浮主要受到风浪产生的底部剪切力的影响。悬浮颗粒物对初级生产的影响较小,模型对两者关系诊断分析的结果为:悬浮颗粒物对初级生产主要表现为抑制作用;但当水体中营养盐浓度较低,且存在大规模水体置换的时段,沉积物通过再悬浮大量进入上层水体,它吸附的底部营养盐对上层水体有微弱的补充作用,可以对初级生产起到一定程度的促进作用。

参考文献:

[1]. 黄海夏季底边界层动物生物多样性的研究[D]. 章飞军. 中国海洋大学. 2004

[2]. 夏季黄海一断面底边界层动物多样性初步研究[J]. 章飞军, 张岩松, 张晓凌, 郭学武, 梁振林. 生物多样性. 2005

[3]. 黄、东海沉降颗粒物的垂直通量[D]. 张岩松. 中国海洋大学. 2004

[4]. 大气沉降对渤海营养盐的贡献及生态效应[D]. 寿玮玮. 华东师范大学. 2017

[5]. Falls Lake水库水质的数值模拟研究及分析[D]. 李杰. 中国海洋大学. 2010

标签:;  ;  ;  

黄海夏季底边界层动物生物多样性的研究
下载Doc文档

猜你喜欢