水域溶解氧分布特征及影响因素研究综述.doc

1、水域溶解氧分布特征及影响因素研究综述摘要：基于水域溶解氧分布特征及影响因素的前期研究成果，本文对其进行系统分区整理，总结归纳影响溶解氧含量变化的主要因素，并对后续研究方向提出建议，望能够对同行业有一定的参考性价值。 关键词：溶解氧；影响因素；研究综述 中图分类号：O613.3 文献标识码： A 随着海洋经济不断发展，海洋污染日益严重，富含 N、P 等营养物质的生活、工业废水大量排入海洋造成某些海域富营养化，直接导致某些海区海水缺氧现象日益严重。溶解氧(DO)代表溶解于海水内氧气的含量，绝大部分的海洋生物均需依赖溶解氧来维持生命。溶解氧水平不仅是衡量水体自净能力的一个重要指标，也反映了海洋生物的

2、生长状况和海水的环境质量，对海洋渔业发展有重大影响。 然而，当前低氧已经成为世界范围内沿岸物理交换不良水域的一个主要环境问题，典型的例子当属长江口外的季节性大范围底层低氧现象1。Vaquer-Sunyer 等人研究发现，许多海洋生物在溶解氧3mg/L4mg/L 时就受到显著影响2。此外，溶解氧水平在很短时间内就会发生剧烈变化，因此海洋溶解氧一直是保持海洋生态平衡最重要的环境因素之一。 为及时有效应对溶解氧含量过低对海洋环境产生的恶劣影响，针对溶解氧含量的分布特征及影响因素研究，一直是海洋环境监测和海洋动力学、海洋化学研究的重要内容之一，国内外众多学者针对重点海域、湖泊及生物养殖区溶解氧的分布特

3、征及影响因素给予大量关注，整理归纳，主要有以下几片海域。 长江口海域溶解氧分布特征及影响因素研究 张莹莹、张经等3对长江口及其毗邻海域某断面上的溶解氧的分布特征的研究结果表明，在 6 月的航次中，DO 值随着离岸距离的增加逐渐增加，底层 DO 值低于表层；8 月份调查海区底层明显出现低氧状态，形成原因主要是海水层状结构稳定水交换较弱和有机物分解耗氧；长江径流 N、P 污染物的不断输入为低氧区域表层浮游植物的生长提供了丰富的营养盐，从而加剧了氧亏损。石晓勇、陆茸等4对长江口邻近海域的秋季溶解氧分布特征及主要影响因素进行了研究，结果显示，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

4、势，在约 20m深度存在溶解氧跃层。调查海域溶解氧不饱和状态由表层至底层逐渐加剧。该海域秋季溶解氧分布主要受陆地径流和外海水等物理过程控制，生物活动仅在底层溶解氧低值区有较大的影响。 黄东海海域溶解氧分布特征及影响因素研究 胡小猛、陈美君等5分析了黄东海海域的 DO 分布和季节变化规律，结果表明：基于太阳辐射导致的海水温度时空差异，影响黄东海 DO 分布及其季节变化的主要因素是黄海暖流和大陆入海径流。杨庆霄、董娅婕等6描述了黄、东海溶解氧的时空分布和变化规律，研究发现黄、东海溶解氧分布呈北高南低，西高东低，黄海比东海海域分布稍均匀；由于长江径流的影响和陆架深水区受太平洋和台湾海峡黑潮水影响，致

5、使溶解氧的水平和垂直分布差别较大。 珠江口海域溶解氧分布特征及影响因素研究 罗琳、李适宇等7对 1996 年和 1999 年夏季珠江口的溶解氧进行了调查分析，结果表明：夏季伶仃洋水体溶解氧的表底层浓度存在显著差异；表层营养盐 N 的浓度为表层溶解氧浓度的主要影响因素；底层主要影响因素是咸淡水交汇形成的盐度差的层化作用，潮汐混合通过影响层化作用从而影响溶解氧的浓度。叶丰、黄小平等8分析了珠江口在极端干旱情况下溶解氧的状况，调查发现，在珠江特低径流量的情况下，珠江口邻近海域底层明显出现低氧状态；DO 与 T 和 POC 呈极显著的正相关，而与 S 呈极显著的负相关关系；底层低氧环境的形成主要与极端

6、干旱气候下低径流导致河口水体滞留时间延长及颗粒态有机物质在沉降过程中的分解耗氧有关。 其他海区溶解氧分布特征及影响因素研究 Younjoo J. Lee9的研究发现夏季纽约岛海峡区域会经常性出现氧不足现象，推断主要原因为有机颗粒物分解所致；其余季节底层溶解氧含量主要受水温影响。Nikolay P. Nezlin 等10对 Upper Newport Bay的溶解氧动力学的研究发现，河口起始处表层海水富含溶解氧，而底层海水是低溶解氧区，但海洋潮汐作用使得表底层海水进行交换，进而溶解氧浓度趋于一致。 结论 海水中溶解氧含量受生物、化学、物理等多种因素控制，总结前期国内外学者研究成果，水域溶解氧含量

7、的影响因素主要在以下方面：（一）海气交换过程：海水中的氧气和大气中的氧气进行交换，表层水受其影响最大;（二）生物作用：当水体中浮游植物密度很大、叶绿素 a含量很高时，强烈的光合作用使水体氧含量升高；相反，当浮游植物大量死亡，其氧化耗氧作用大大超过光合作用时，水体中溶解氧含量将急剧下降而使海水形成缺氧状态。 （三）温度影响：当海水温度较低时，水体中的氧含量会随氧气在水中的溶解度增大而升高；反之，高温水体中氧含量会因其溶解度减小有所降低。 （四）水交换作用：受海水动力过程（如潮汐、海流和上升流等）表底层海水交换，与陆源水、外海水之间的混合作用形成盐度层化，进而引起溶解氧含量变化。 （五）有机物质的

8、合成和分解，直接导致海水溶解氧含量的降低，但受限于水中 N、P 含量。因此，为保护海洋环境，确保水域溶解氧在正常范围内，对潮流流速小、水动力条件差、水交换能力弱且受沿岸影响严重的海域给予特别关注尤其重要。 参考文献 1 李道季，张经，黄大吉等长江口外氧的亏损中国科学 D 辑:地球科学，2002，32: 686694 2 Vaquer-Sunyer R, Duarte C.M. Thresholds of hypoxia for marine biodiversity. Proc Natl Acad Sci USA, 2008, 105: 1545215457. 3 张莹莹，张经长江口溶解氧的分

9、布特征及影响因素研究J环境科学，2007，28（8）：16491654 4 石晓勇、陆茸，张传松，王修林长江口邻近海域溶解氧分布特征及主要影响因素J.中国海洋大学学报，2006，36（2）：287290. 5 胡小猛，陈美君黄东海表层海水溶解氧时空变化规律研究J地理与地理信息科学，2004，20（6）：4043 6 杨庆霄，董娅婕，蒋岳文黄海和东海海域溶解氧的分布特征J海洋环境科学，2001，20（3）：913 7 罗琳、李适宇等夏季珠江口水域溶解氧的特征及影响因素J 中山大学学报(自然科学版) ，2005，44（6）：118122 8 叶丰、黄小平等极端干旱水文年( 2011 年) 夏季珠江

10、口溶解氧的分布特征及影响因素研究J 环境科学，2013，34（5）：17071714 9 Younjoo J. Lee, Kamazima M.M. Lwiza. Characteristics of bottom dissolved oxygen in Long Island Sound, New York J. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2008, 76:187200. 10 Nikolay P. Nezlin, Krista Kamer, Jim Hyde, Eric D. Stein. Dissolved oxygen dynamics in a eutrophic estuary, Upper Newport Bay, California J. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2009, 82 (1):139151. 基金项目：国家海洋局南海分局海洋科学技术局长基金大亚湾海域溶解氧的分布特征及其与环境因子的关系(1365)；国家海洋局汕尾海洋环境监测中心站创新基金项目 (2012 )。 作者简介：孟雪娇 (1984 )，女，助理工程师，厦门大学硕士研究生，主要从事海洋环境监测与观测,