广西北部湾近岸海域营养盐与富营养化状态研究

为全面了解广西北部湾近岸海域营养盐与富营养化程度,于2021年8月和2022年1月在珍珠湾、钦州湾、廉州湾、铁山港和涠洲岛海域共27个站位采集表层水,分析营养盐浓度,并运用营养盐限制因素评价方法和富营养化指数法分析营养盐结构特征和富营养化状况。结果表明：广西北部湾近岸海域夏季表层水体溶解态无机氮（DIN）、磷酸盐（PO₄^3--P）和硅酸盐（SiO₃^2--Si）均值分别为0.177 mg/L、0.019 mg/L和0.578 mg/L,冬季三者分别为0.162 mg/L、0.021 mg/L和0.324 mg/L,营养盐浓度均为SiO₃^2--Si>DIN>PO₄^3--P;其中DIN和SiO₃^2--Si平均值在夏季高于冬季,而PO₄^3--P为夏季略低于冬季。各海湾营养盐浓度大小依次为铁山港和钦州湾>廉州湾>珍珠湾>涠洲岛,且在4个海湾均呈湾内向湾外递减的空间变化趋势。夏季氮磷摩尔比（N/P）、硅氮摩尔比（Si/N）和硅磷摩尔比（Si/P）分别为4.3-35.2,0.5-6.5和12.0-139.9,对应均值分别为19.6,2.0和35.5,以潜在磷（P）限制为主,占所有站位的29.6%;氮（N）限制占14.8%,其余站位无营养盐限制的情况。冬季N/P、Si/N和Si/P分别为4.3-36.2,0.8-2.0和8.4-37.1,对应均值分别为20.4,1.1和21.5,以潜在P限制为主,占所有站位的36.4%;N限制占9.1%。夏季富营养化指数E为0.04-3.92,平均值为1.13;冬季富营养化指数E为0.03-3.68,平均值为1.08,夏季富营养化程度略高于冬季。总的来说,北部湾近岸铁山港富营养化程度最高,其次为钦州湾,两者绝大部分海域均已达到中度富营养,廉州湾30.0%海域达到轻度富营养,而珍珠湾和涠洲岛均属于贫营养。本研究结果可为北部湾海洋环境保护和海水养殖提供基础数据。     

2021年秋季广西廉州湾海域营养盐及水质状况分析

2021年10月(秋季)对廉州湾近岸海域进行现场调查,分析廉州湾营养盐的分布特征,并利用富营养化指数和有机污染指数对该海域海水水质进行等级划分与评价。结果显示：秋季廉州湾海域的溶解态无机氮(DIN)浓度为0.149-1.587 mg/L,均值为0.493 mg/L;溶解态无机磷(DIP)浓度为0.010-0.084 mg/L,均值为0.033 mg/L;化学需氧量(COD)浓度为0.89-3.27 mg/L,均值为1.47 mg/L。DIN呈现近岸高、中部低的分布;DIP由湾内至湾外呈递减趋势,梯度分布明显,受河流输入影响显著。调查区域的富营养化指数为0.48-76.25,均值为12.23,大多数站位的水质状况属于轻度至中度富营养水平,严重富营养化主要出现在南流江口附近的站位;有机污染指数为-0.15-7.20,均值为1.80,研究区域50%的水质受到不同程度污染,南流江水质污染最严重,属于严重污染水域。总体来看,河流输入的陆源污染和人类对廉州湾海域的开发利用,是廉州湾海域富营养化和有机污染程度高的主要原因。     

钦州湾近岸海域六月富营养化水平评价

【目的】调查及评价钦州湾近岸海域夏季海水富营养化水平状况。【方法】2010年6月采集钦州湾近岸海域15个站位的海水样品,测定海水中化学需氧量(COD)、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO4-P)等的浓度;采用单因子污染指数法对污染程度进行评价,采用海水富营养化指数法以及潜在富营养化程度评价模式对海水富营养化水平进行评价。【结果】钦州湾近岸海域夏季海水中COD平均浓度为1.00mg/L,DIN平均浓度为0.12mg/L、PO4-P平均浓度为0.01mg/L。单因子污染指数法评价结果显示,钦州湾近岸海域海水中COD浓度符合国家一类海水水质标准;DIN浓度超标率为20%;PO4-P浓度超标率为20%。海水富营养化指数法评价结果显示,钦州湾海域海水富营养化指数平均值为0.47;海水潜在富营养化程度评价模式评价结果显示,钦州湾海域海水营养级别为Ⅱ级。【结论】钦州湾近岸海域海水受无机氮及活性磷酸盐污染;海水富营养化水平为贫营养;钦州湾近岸海域海水富营养化程度主要受陆源污染物及海水养殖影响。     

涠洲岛海域重金属质量状况及评价

本研究拟分析评价广西涠洲岛海域海水和表层沉积物中的重金属(铜、铅、锌、镉、铬、汞)污染情况,为该海域环境保护和可持续发展提供科学依据。实验于2018年12月和2019年6月采集涠洲岛海域8个站位水质和7个表层沉积物样品,利用原子吸收光谱和DMA-80型直接测汞仪测定重金属含量,分析评价水质和表层沉积物受重金属污染程度。结果表明,调查海域海水重金属平均含量均未超过海水水质一类标准限值,夏季部分站位Pb和Zn含量超标,海水中的重金属污染程度为PbZnHgCuCdCr;表层沉积物重金属综合污染程度和潜在生态风险均较低,重金属污染指数大小为CdCrZnCuPb=Hg,重金属对海洋生态系统潜在危害的影响程度为CdHgCrPbCuZn,该海域沉积物中主要潜在生态风险因子为Cd和Hg。总体来说,涠洲岛海域重金属污染属于低污染水平。     

2017-2018年北部湾东北部海湾营养盐的时空分布特征

近海营养盐浓度显著受到人类活动和自然条件等因素影响，且会对海洋生态系统造成一定程度的干扰。本文根据2017-2018年北部湾东北部海湾秋季、冬季、春季和夏季4个季节的溶解态营养盐及其他环境参数数据，分析调查海域溶解态营养盐的时空分布、结构特征和变化趋势，并讨论该海域的营养盐限制因子。研究结果表明：溶解态营养盐分布表现为近岸高、远岸低的特点，高值区主要集中在铁山港、英罗港以及安铺港湾口。溶解无机氮 (DIN) 浓度为1.50-28.63 μmol/L，夏季浓度最高。磷酸盐 (SRP) 及硅酸盐(DSi)平均浓度均以秋季最高，全年SRP浓度为0.02-0.94 μmol/L，DSi浓度为1.03-18.19 μmol/L。调查海域的DIN、DSi受陆源输入的影响较大；夏季SRP的消耗速度大于输入速度，导致夏季SRP浓度较低。调查海域氮磷化(N/P)、硅磷比(Si/P)值均高于Redfield比值，其中夏季N/P平均值达175.3±94.5，SRP是该海域的主要营养盐限制因子。调查海域DIN季节平均浓度均低于钦州湾、珍珠湾和廉州湾3个海湾相应季节的DIN浓度，夏季SRP平均浓度低于廉州湾、钦州湾和珍珠湾，自20世纪80年代以来铁山港营养盐浓度呈现先升后降的趋势。     

钦州湾近岸海域水质污染状况评价

【目的】调查及评价钦州湾近岸海域水质污染程度。【方法】2010年3月(春季)及2010年9月(秋季)在钦州湾近岸海域布设9个站位进行水质、浮游植物及浮游动物调查。采用水质综合污染指数及生物多样性指数对调查结果进行评价。【结果】钦州湾近岸海域春季、秋季水质综合污染指数平均值分别为3.20、3.68;浮游植物多样性指数分别为3.37、3.35;浮游动物多样性指数分别为2.33、2.89。【结论】以水质综合污染指数评价,2010年钦州湾近岸海域污染等级为轻污染;以浮游植物多样性指数评价,污染等级为轻度污染至无污染;以浮游动物多样性指数进行评价,污染等级为轻中污染。相对于浮游动物多样性指数,浮游植物多样性指数能更灵敏地指示和评价海洋环境的污染形势,但其评价标准和方法有待更多的调查和研究来进行验证和修正。单一利用生物多样性指数进行海域污染评价,具有一定的局限性,但仍可在一定程度上反映出海洋环境的污染程度。     

广西4个港湾海洋环境质量现状调查

分别在1996年夏冬季对广西沿岸铁山港、廉洲湾、钦州湾、防城湾海洋环境质量现状进行调查,调查测站29个,其中河口区3个,港口区5个,养殖区7个,浅海区14个。调查项目包括PH值、溶解氧、化学耗氧量、油类、Cu,Pb,Zn,Cd,Hg,无机磷、无机氮、硫化物和有机质。除近岸局部区域外,大部分海域的水质符合一类海洋水水质标准,港湾沉积物和生物体污染较轻,海洋环境质量状况良好。廉洲湾海域的污染要比其他3个港湾的严重。     

广西4个谱湾海洋环境质量现状调查

分别在1996年夏冬季对广西沿岸铁山港、廉洲湾、钦州湾、防城湾海洋环境质量现状进行调查,调查测站29个,其中河口区3个,港口区5个,养殖区7个,浅海区14个.调查项目包括pH值、溶解氧、化学耗氧量、油类、Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、无机磷、无机氮、硫化物和有机质.除近岸局部区域外,大部分海域的水质符合一类海水水质标准,港湾沉积物和生物体污染较轻,海洋环境质量状况良好.廉洲湾海域的污染要比其他3个港湾的严重.     

广西北部湾近岸海域近20年赤潮灾害特征分析

本研究对广西北部湾近岸海域2002-2021年发生的20次赤潮灾害进行综合分析,结果表明：近20年广西近岸海域赤潮平均每年发生1次,发生面积约为384 km²,持续时间为3.65 d,主要集中在春夏季,近10年（2012-2021年）相对前10年（2002-2011年）赤潮发生面积增加（18倍）。引发赤潮的生物种类共有10种,其中次数最多的是球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）,其次是夜光藻（Noctiluca scintillans）、水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）和红海束毛藻（Trichodesmium erythraeum）,但近10年不断有新的赤潮藻种出现。赤潮发生总数中,有毒或有害赤潮11次,分别为球形棕囊藻4次,夜光藻和水华微囊藻各3次,链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）1次。广西近岸海域赤潮发生的分布范围广,2008年以前主要发生在北海市涠洲岛海域,2008年以后钦州市三娘湾和三墩岛海域、北海市廉州湾及防城港市防城湾陆续开始发生赤潮。通过综合分析近20年北部湾近岸海域赤潮发生和分布的基本特征,为北部湾赤潮预警预报及治理工作提供科学依据。     

涠洲岛西面及西南面沉积物重金属污染分析

【目的】研究广西涠洲岛海域沉积物污染情况并进行分析与评价。【方法】通过分析2014年涠洲岛沉积物重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Cr含量水平,运用单因子评价法、潜在生态风险指数法和地累积指数法进行污染程度评价。【结果】涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量均值从小到大依次为CdCuPbCrZn,分别对应未检出、3.02 mg·kg~(-1)、3.19 mg·kg~(-1)、6.47 mg·kg~(-1)、10.10 mg·kg~(-1),含量范围分别为未检出、0.95~8.29mg·kg~(-1)、2.68~4.07mg·kg~(-1)、1.81~18.46mg·kg~(-1)、ND~34.59mg·kg~(-1)。重金属污染程度属于"低水平",单个及多种重金属生态风险分级均为"轻微",其中Cu是引发生态风险的主要元素,地累积指数亦表明该海域各重金属污染程度均为0级。【结论】总体来说,涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量与污染程度较广西沿海其他海域低,仍属清洁水平。     

北部湾防城港近岸海域海水环境参数变化与水质状况评价

根据2004～2010年北部湾防城港近岸海域的水质监测数据,对北部湾防城港近岸海域的海水环境参数变化与水质状况进行评价。检测海水环境参数:化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐、溶解氧、石油类和重金属的变化情况。结果表明,北部湾防城港近岸海域水质状况总体良好,存在的主要超标因子是无机氮和活性磷酸盐,其中北仑河口主要受到无机氮污染,防城湾主要的污染物是活性磷酸盐,珍珠湾水质较清洁,市政排污、养殖排污和工业排污是防城港近岸海域的主要污染来源。近岸海域化学需氧量、无机氮和活性磷酸盐均呈现明显上升趋势,其中无机氮和活性磷酸盐年均值增长较快,由此说明北部湾防城港近岸海域水质污染程度正逐步加大,需引起足够重视。     

北部湾海域水质综合污染指数和浮游植物多样性指数评价

【目的】探讨环境污染评价方法,以期反映广西北部湾海域污染水平的客观情况,推进海洋生态环境质量评价方法的进一步发展,为该海域的环境生态研究以及富营养化问题研究提供依据。【方法】利用水质综合污染指数和浮游植物多样性指数分别对广西北部湾海域2010年6月和2010年9月调查的数据进行污染程度评价,并讨论利用多样性指数评价的合理性。【结果】广西北部湾海域污染等级处于轻中污染至无污染之间,其中利用水质化学因子进行综合评价的结果为轻污染,利用浮游植物多样性指数进行评价的结果为轻中污染至轻污染或无污染。【结论】水质化学评价与水质生物学评价在海域污染程度上存在一定的偏差。利用浮游植物多样性指数评价海域水质污染程度,其评价标准仍有待更多的调查来验证和修正。在实际评价中不能单从指数结果就轻易下定论,应结合理化监测结果,才能得到实际结论。     

中街山列岛海域增养殖区表层营养盐及富营养化评价

调查2010年春、夏、秋季中街山列岛增养殖区表层海水中溶解态无机氮(DIN)、活性磷酸盐(DIP)和化学需氧量(COD)等水质指标及该海域的富营养化程度。结果表明,海水温度、盐度、pH、溶解氧、COD、无机氮(DIN)、无机磷(DIP)的月平均值均呈季节性显著差异。COD平均值较低,均低于一类海水标准;就DIN而言大多数站位为劣四类海水,而DIP表现为大多数站位属于二或三类海水。E值表明海水基本处于高富营养状态,且富营养化状态指数中COD占优势,其次为DIN,这两者起到绝对性作用;N:P值表明调查海区的海水基本处于P限制潜在性营养;有机污染指数A值表明所调查海域海水基本处于轻度有机物污染。营养盐与盐度和pH都呈显著的负相关,其中与磷酸盐的负相关最为显著,且各营养盐之间大都呈正相关。     

北部湾环流研究述评

针对北部湾环流的季节变化和琼州海峡水体输送的传统观念,根据近20多年的海流、底质、浮游生物的实地调查资料,对众多的研究结果进行对比和评述。认为:从平均态来说,琼州海峡水体输送全年都是从东向西,冬季多于夏季;冬季北部湾环流是气旋式,夏季,北部湾北部环流是气旋式,南部是反气旋式,其中分界线大致在19°30′N处。北部湾存在多处上升流区域,不计越南沿岸,仅靠近我国大陆,就有广西沿海铁山港和北海的上升流区;海南省西部,从八所—莺歌海的上升流区;海南省南部上升流区。虽然,北部湾环流研究已取得长足进步,但是,还存在许多不足之处,如潮汐余流的研究:未能在充分考虑水体边界、实际风场、真实地形、潮汐余流、密度流等诸多要素情况下,计算出北部湾真实环流。     

北部湾海洋环流研究进展

20世纪60年代初中越合作开展的北部湾海洋综合调查,分析北部湾潮汐和潮流运动,标志着北部湾物理海洋学研究工作的开始。此后的一些调查,例如1964—1971年中国科学院南海海洋研究所等利用投放大量漂流瓶来研究北部湾表层海流的试验、1980—1986年全国海岸带和海涂资源综合调查、1988—1995年全国海岛资源综合调查等,令人们对北部湾环流结构有了进一步认识。最近20年,不少学者通过调查资料和数值模拟方法分析北部湾季节性环流结构后得到与以往研究调查相反的观点。本文回顾近年来北部湾海洋环流研究的主要进展,阐述利用调查资料、数值计算等不同研究手段获得的对北部湾环流分布的整体认识,以及在环流结构方面存在的不同观点,进而介绍北部湾环流尤其是北部环流机制的一些新进展。以前的研究多认为北部湾环流主要受风场控制,夏季为反气旋式环流,冬季则为气旋式环流,然而近年研究发现北部湾夏季也为气旋式环流;也有人认为北部湾北部被气旋式环流控制,但南部环流呈反气旋式;在形成机制上,北部湾环流受地形、风、外海水、海水密度分布及河流冲淡水注入等影响呈现复杂的态势;风对北部湾北部环流形成有影响但不起主导作用;琼州海峡东部水进入北部湾对广西沿海气旋式环流的形成有着重要的影响。北部湾海洋环流与海域物质输运扩散密切相关,依托更精细化的数值计算手段,结合动力场探究近海海洋环境污染净化及生态平衡问题,是今后的重要发展趋势之一。     

钦州湾疏浚工程磷释放对海湾生态环境的影响

为了解近海工程疏浚对海湾生态环境的影响,2015年7月,分别在不同工期（施工期、非施工期）和潮时（高潮、低潮）,对广西钦州湾疏浚工程进行共4个航次的现场跟踪监测,比较不同施工状态下疏浚工程对海湾生态环境的影响。结果显示,疏浚工程的施工扰动使水体中悬浮物、溶解无机氮（Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN）和溶解无机磷（Dissolved Inorganic Phosphorus,DIP）浓度显著增加。疏浚工程附近站点DIN和DIP浓度比对照站点大幅增加,最大增幅分别为151.7%和580.0%,DIP增加幅度大于DIN增加幅度。疏浚活动导致沉积物营养盐释放,明显改变了局部海区营养盐浓度的分布格局。在钦州湾外湾,疏浚工程引起的内源磷元素释放强于氮元素,改变了海湾的营养盐结构特征（c_N/c_P值）及浮游植物磷胁迫/限制状态,可能引发水华或赤潮,需要加以关注。