福建三沙湾水体环境特征及其在沉积硅藻中的记录

摘要

福建三沙湾是典型的封闭型港湾。良好的避风条件以及消浪能力，使其成为港口建设和水产养殖的首选地，同时也是海洋生物非常重要的栖息地、产卵场和育幼场，是福建省沿海社会和经济发展的战略区域。但是和其他封闭港口一样，由于湾内水体交换能力弱，水体更新周期长，对于水体中污染物的物理自净能力差，三沙湾在发展的过程中不可避免地出现了泥沙淤积、污染物长期积累等问题。随着政府对于海峡西岸经济区建设的全面推进，如何实现三沙湾区域可持续发展的问题显得迫在眉睫。在这样的背景下，我们开展了本次的研究。本次研究的目的和内容是调查研究三沙湾水体的水质现状及富营养化程度，以及三沙湾表层沉积硅藻群落组成，为三沙湾今后的发展规划和环境治理提供科学依据。本文的主要研究结果如下:
　　 (1)夏季和冬季三沙湾水体各理化性质差异显著。从季节变化上看，夏季的温度、盐度、叶绿素a以及pH都大于冬季，而冬季的活性磷酸盐、铵盐、硝酸盐、化学需氧量(COD)以及溶解氧(DO）浓度都大于夏季;垂向上，冬季不同水层间的混合要强于夏季;而平面分布上，温度、活性磷酸盐、铵盐、亚硝盐、硝酸盐以及COD在夏季和冬季都呈现出从湾顶到湾口逐渐减小的趋势，叶绿素a、盐度以及pH则相反，从湾顶到湾口逐渐增大。
　　 (2)水体各化学要素的相关分析表明，活性磷酸盐和无机氮以及COD具有显著正相关，和盐度、温度以及叶绿素a呈显著负相关。浮游植物以及温度是影响夏季和冬季活性磷酸盐、无机氮以及COD浓度的重要因素。
　　 (3)三沙湾水体中活性磷酸盐、无机氮以及COD自20世纪90年代以来不断地增加。
　　 (4)三沙湾夏季和冬季水体中主要污染物是活性磷酸盐和无机氮。COD在夏季和冬季都符合国家海水二类海水的标准。从综合污染指数的平面分布来看，污染程度有从湾顶到湾外逐渐减小的趋势。夏季和冬季三沙湾的富营养化指数平均值为2.3和11.5，除了在夏季青山岛附近的海域处于比较严重的磷限制的清洁海域外，其他海域在夏季和冬季均处于不受氮磷限制的富营养化状态。
　　 (5)夏季和冬季三沙湾表层沉积物分别鉴定出硅藻31属71种和31属67种，都以中心纲硅藻为主，分别占到71.2％和73.5％;夏季表层沉积硅藻的平均丰度高于冬季，分别为9003cells/g和6477cells/g;夏季和冬季的表层沉积硅藻主要以底栖海水种硅藻为主;其中夏季的底栖硅藻和咸水种硅藻百分含量占70.4％和71.0％，而冬季则占73.7％和66.2％。
　　 (6)夏季三沙湾表层沉积硅藻的优势种为波状辐裥藻(Actinoptychusundulatus)、横滨盒形藻(Biddulphiagrundleri)、中心圆筛藻(Coscinodiscuscentralis)、线性圆筛藻(Coscinodiscuslineatus)、辐射列圆筛藻(Coscinodiscusradiatus)、细弱圆筛藻(Coscinodiscussubtilis)、条纹小环藻(Cyclotellastriata)、柱状小环藻(Cyclotellastylorum)、具槽直链藻(Melosirasulcata)、卵形菱形藻(Nitzschiacocconeiformis)、盾卵形藻小型变种(Cocconeisscutellumvar.parva)和流水双菱藻Surirellafluminensis）。冬季三沙湾表层沉积硅藻的优势种有盾卵形藻小型变种(Cocconeisscutellumvar.parva)、柱状小环藻(Cyclotellastylorum)、具槽直链藻(Melosirasulcata)、卵形菱形藻(Nftzschiacocconeiformis)、舌形圆筛藻(Coscinodiscusblandus)、线性圆筛藻(Coscinodiscuslineatus)、辐射列圆筛藻(Coscinodiscusradiatus)、条纹小环藻(Cyclotellastriata)、细弱圆筛藻(Coscinodiscussubtilis)、横滨盒形藻(Biddulphiagrundleri)、波状辐裥藻(Actinoptychusundulatus)、爱氏辐环藻(Actinocyclusehrenbergii)、多束圆筛藻Coscinodiscusdivisus)。
　　 (7)三沙湾表层沉积硅藻的RDA分析结果表明，影响表层沉积硅藻分布的主要环境因子是pH、水深、盐度和COD。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 水质污染评价研究现状

1．2．2 富营养化评价的研究现状

1．2．3 沉积物硅藻的研究与应用

1．3 研究目的

1．4 研究内容

1．5 技术路线

第二章 三沙湾概况

2．1 三沙湾自然条件

2．1．1 三沙湾地理位置

2．1．2 三沙湾气候条件

2．1．3 陆地水文条件

2．1．4 海洋水文条件

2．1．5 三沙湾海洋资源概况

2．2 三沙湾社会经济条件

2．2．1 三沙湾人口

2．2．2 社会经济

2．3 三沙湾生态环境的研究现状

2．4 三沙湾沉积物硅藻的研究现状

第三章 材料与方法

3．1 样品的采集

3．2 样品分析项目及分析方法

3．2．1 水样的分析方法

3．2．2 沉积物硅藻的分析方法

3．2．3 沉积物粒度的分析

第四章 三沙湾水环境要素时空分布特征、相关性分析及水环境要素的历年变化

4．1 夏季和冬季三沙湾水环境要素分布特征

4．1．1 夏季和冬季三沙湾水体温度时空分布特征

4．1．2 夏季和冬季三沙湾不同层位盐度时空分布特征

4．1．3 夏季和冬季三沙湾水体不同层位pH时空分布特征

4．1．4 夏季和冬季三沙湾水体不同层位营养盐分布特征

4．1．5 夏季和冬季三沙湾水体不同层位COD分布特征

4．1．6 夏季和冬季三沙湾水体不同层位DO分布特征

4．1．7 夏季和冬季三沙湾水体中叶绿素a含量的分布特征

4．2 夏季和冬季三沙湾水质要素的相关性分析

4．3 三沙湾水体水环境要素的历年变化

4．4 小结

第五章 夏季和冬季三沙湾水质评价及富营养化评价

5．1 夏季和冬季三沙湾水体质量评价

5．2 三沙湾富营养化状态评价

5．3 小结

第六章 三沙湾表层沉积硅藻分布特征及其环境指示意义

6．1 夏季和冬季三沙湾表层沉积物硅藻分布特征

6．1．1 夏季三沙湾表层沉积硅藻分布特征

6．1．2 冬季三沙湾表层沉积硅藻分布特征

6．1．3 夏季和冬季表层沉积硅藻对比分析

6．2 三沙湾表层沉积硅藻优势种的RDA分析及其环境指示意义

6．2．1 数据处理

6．2．2 表层沉积硅藻与环境数据分析结果与分析

6．3 小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

研究生期间参加的课题及研究成果

致谢

参考文献

附表

图版