我室在渤海中部季節(jié)性低氧發(fā)生機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展
溶解氧（DO）對大多數(shù)海洋生物的生存至關(guān)重要，不同的水生生物需要特定的DO濃度來維持其生命活動。當(dāng)DO值降至3-4 mg/L時，許多海洋生物受到顯著影響；當(dāng)DO值< 3 mg/L時，部分魚類可能死亡，嚴(yán)重影響底棲生物的生長和生存；當(dāng)DO值< 2 mg/L時，大多數(shù)生物要么死亡，要么遷移至更適宜居住的環(huán)境。已有研究表明，夏季渤海中部也有季節(jié)性低氧事件發(fā)生，但是目前對于河口海灣低氧事件的物理生物地球化學(xué)驅(qū)動機(jī)制的系統(tǒng)認(rèn)識不足。近日，中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所過杰研究員課題組基于渤海中部2022年春、夏兩季的調(diào)查數(shù)據(jù)（5月28日至6月2日和8月29日至9月4日），探討了2022年渤海中部夏季低氧的原因及機(jī)制。
圖1?渤海中部研究區(qū)域春夏表底層溫度(ST)、鹽度(SAL)和溶解氧(DO)的分布
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2022年夏季渤海南部冷水區(qū)出現(xiàn)低氧帶（DO值< 4 mg/L），該帶主要分布在深水區(qū)（22.7 ~ 30.5 m），DO最低值為2.92 mg/L。主要發(fā)生機(jī)制為：首先，夏季溫度升高導(dǎo)致海水層化，直接阻礙了表底層DO交換；渤海夏季水動力弱，風(fēng)速低，受黃河調(diào)流調(diào)沙的影響，為渤海南部冷水區(qū)發(fā)生低氧事件提供了物理基礎(chǔ)。其次，2022年春季渤海中部的輕度富營養(yǎng)化提供了養(yǎng)分基礎(chǔ)，導(dǎo)致夏季浮游植物密度增大，其生長和消衰過程消耗了更多的溶解氧；加之夏季水溫升高，加速了海底有機(jī)質(zhì)的礦化和分解，各種耗氧活動加劇了低氧事件形成。
綜合來看，水體層化的物理機(jī)制是主導(dǎo)2022年渤海中部底層水體發(fā)生低氧的主要原因。浮游植物自身密度的增加、生長及其消衰過程，加之溫度上升所促進(jìn)的有機(jī)質(zhì)降解和礦化等耗氧過程的生化機(jī)制增加了低氧事件發(fā)生的嚴(yán)重程度。該研究為深入探討典型半封閉海灣頻繁人類活動對海洋環(huán)境的影響提供了科學(xué)依據(jù)，也為渤海低氧的研究提供實(shí)證支持。
圖2?十四個站位水質(zhì)和沉積物數(shù)據(jù)對比
（夏季DO、Chl-a、AOU值來自水體底部；ΔCOD為春夏季水體底層COD的差值；ΔTOC為春季和夏季沉積物中TOC的差異。條形圖中沒有紅框表示缺少測試數(shù)據(jù)）
相關(guān)研究成果以“Investigation of the causes and mechanisms of hypoxia in the central Bohai Sea in the summer of 2022”為題，發(fā)表在Marine Pollution Bulletin期刊，過杰為本文通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（No. 24 U2106211,?No. 42076197）、“藍(lán)海101”NORC2023-01航次（No.?42249901）支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116710
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