2007–2009年黄海底层水CTD观测及沉积环境因子数据集

2007–2009年黄海底层水CTD观测及沉积环境因子数据集
作者：孟昭翠　代仁海　李宇航　张光涛　徐奎栋
2018年8月17日

本作品收录于《中国科学数据》

孟昭翠, 代仁海, 李宇航, 等. 2007–2009年黄海底层水CTD观测及沉积环境因子数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2018, 3(3). (2018-08-19). DOI: 10.11922/csdata.2018.0002.zh.

摘要&关键词

摘要：2007–2009年通过搭载黄海冷水团航次及中国近海开放共享航次共4个航次，在黄海利用CTD获得了154个站位的经纬度、水深、底层水温度和盐度数据；通过154个站位的沉积物样品的采集和分析，获得了调查站位沉积物的粒度、含水量、有机质含量、叶绿素a及脱镁叶绿素a含量以及各参数分层分布情况。针对原始观测数据和实验室分析的数据，数据质量控制过程包括对原始观测数据的检查整理、单个数据的检查、数据的整编。黄海底层水CTD观测及沉积环境因子数据集的建立，给研究海洋底栖环境和底栖生态系统的长期变化提供了基础资料。

关键词：黄海；温盐深观测；沉积环境

Abstract & Keywords

Abstract: Four cruises were conducted in the Yellow Sea from 2007 to 2009. Through conductivity-temperature-depth (CTD) observation, the study obtained data on the water depth, bottom water temperature and salinity of the Yellow Sea from 154 stations. Then based on sample collection and analysis using a 0.1-m2 modified Grey-O’Hara box corer, we measured the sediment median grain size, as well as the horizontal and vertical distribution of sediment water content, organic matter, chlorophyll a and pheophytin a. The dataset of CTD and sediment environmental parameters will aid in better understanding the long-term changes of the benthic environment and ecosystem in the Yellow Sea.

Keywords: Yellow Sea; CTD observation; benthic environment

数据库（集）基本信息简介

数据库 (集) 名称	2007–2009年黄海底层水CTD观测及沉积环境因子数据集
数据作者	孟昭翠、代仁海、李宇航、张光涛、徐奎栋
数据通信作者	徐奎栋（kxu@qdio.ac.cn）
数据时间范围	2007–2009年
地理区域	黄海（31.25°–39.40°N，119.50°–125.01°E）
数据量	204 KB
数据格式	*.xls
数据服务系统网址	http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/554
基金项目	科技基础性工作专项“黄渤海滨海带环境污染与生态系统状况综合调查”课题三（2013FY111100-03）、国家自然科学基金（41306153、41476144）
数据库 (集) 组成	数据集包括4个数据文件，分别为：2007年夏季（48站）黄海底质资料.xls，数据量51 KB；2008年夏季（33站）黄海底质资料.xls，数据量48 KB；2009年春季（38站）黄海底质资料.xls，数据量50 KB；2009年冬季（35站）黄海底质资料.xls，数据量51 KB。

Dataset Profile

Title	A dataset of benthic environmental parameters in the Yellow Sea (2007 – 2009)
Data authors	Meng Zhaocui, Dai Renhai, Li Yuhang, Zhang Guangtao, Xu Kuidong
Corresponding author	Xu Kuidong (kxu@qdio.ac.cn)
Time range	2007–2009
Geographical scope	Yellow Sea (31.25° – 39.40°N，119.50° – 125.01°E)
Data volume	204 KB
Data format	*.xls
Data service system	http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/554
Sources of funding	Basic Work of Science and Technology Project of China (No. 2013FY111100-03) and Natural Science Foundation of China (No. 41306153, No. 41476144).
Dataset composition	The dataset consists of the following four files: benthic environment information collected from 48 stations in the Yellow Sea in summer of 2007.xls, with a data volume of about 51 KB; benthic environment information collected from 33 stations in the Yellow Sea in summer of 2008.xls, with a data volume of about 48 KB; benthic environment information collected from 38 stations in the Yellow Sea in spring of 2009.xls, with a data volume of about 50 KB; benthic environment information collected from 35 stations in the Yellow Sea in winter of 2009.xls, with a data volume of about 51 KB.

引 言

黄海是西太平洋的一个半封闭陆架浅海，位于中国大陆与朝鲜半岛之间。平均水深为44 m，其中央部分的黄海槽水深一般在50–80 m。其水文特征包括黄海冷水团、黄海沿岸流、黄海暖流等，是许多经济鱼类、贝类和虾蟹类的重要产卵、索饵和育幼场。

现场水深、水温、盐度是海洋水文观测的基本要素。目前已有大量关于黄海水文要素和海水化学要素的研究^[1]。对黄海1976–2000年36°N断面水体环境因子的研究发现，海水温度、盐度、溶解无机氮及氮磷比均呈现增加趋势，而溶氧、磷、硅均呈现降低趋势^[2]。海洋沉积物处于水圈、生物圈和岩石圈的交汇地带，作为生源要素的重要源与汇，在生物地球化学循环中起着至关重要的作用。沉积物粒度直观反映海洋沉积特点；有机质含量及其变化是研究海洋地球化学过程、海洋碳循环、海洋环境、全球变化的重要测定参数；叶绿素a含量反映底栖环境中现存光合自养植物数量的多少和海域初级生产力的高低。目前，关于黄海各沉积环境因子均有大量的研究^[3]，但尚无对上述沉积环境因子变动的集中报道，同时缺乏黄海水体CTD观测及沉积环境因子数据集的汇总。海洋沉积环境对底栖生物的群落结构、多样性及分布具有重大影响。黄海水文及沉积环境资料的获取，对了解我国海洋底栖环境及底栖生态系统的动态变化、海洋底栖生物资源的开发利用、海洋环境变迁预测、环境影响评估、渔业谈判、海洋污染求偿等问题均有重要价值。

黄海海洋CTD温盐深观测及沉积环境因子科学调查的目标是在38.75°N、38.50°N、38°N、37°N、36°N、35°N、34°N、33°N、32°N断面范围内设置站位（图1），在2007–2009年完成共计4个航次的综合科学考察（2007年和2008年各一个航次，2009年2个航次），获取黄海水文、生态、化学和地质数据和样品，为探讨全球气候变化和人类活动对黄海底栖生态系统影响等科学问题提供可靠的数据支持。

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图1 2007–2009年黄海各航次采样站位图

1 数据采集和处理方法

1.1 数据采集

2007年6月（15–28日）、2008年7月（20–31日）、2009年5–6月（5月17日–6月26日）及2009年11–12月（11月21日–12月23日）分别对黄海海域（31.25°–39.40°N，119.50°–125.01°E）进行了4个航次水文及沉积物环境因子调查，其中2007年、2008年及2009年11月航次搭载中国科学院海洋研究所“科学三号”考察船，2009年5月航次搭载中国科学院海洋研究所“科学一号”考察船执行。4个航次共成功取得154个站位（2007年夏季48个站位，2008年夏季33个站位，2009年春季38个站位，2009年冬季35个站位）的沉积环境因子样品。站位设置原则为在调查海域，每一个纬度或者半个纬度上，间隔半个经度设置一个站位，站位编号多以纬度开头从0–10命名。

沉积物样品利用0.1 m2改进型Grey-O’Hara箱式采泥器采集。在每一站位采集3箱未受扰动的样品后，用内径为2.3 cm的注射器改造的采样管采集8 cm长芯样4个（随机选取1箱采集2管，其它两箱各采1管）。每个芯样均按0–2 cm、2–5 cm及5–8 cm分层，相应分层合并后装入封口袋，–20℃冷冻保存，用于沉积物粒度、叶绿素a、脱镁叶绿素a、有机质及含水量测定。温盐深测定仪 (CTD，Sea-Bird SBE 9) 现场测定各站位水深、底层水温度和盐度^[4]。

1.2 样品分析方法

沉积物各环境因子的分析方法见表1。有机质含量通过测定有机碳含量获得，有机碳含量采用滴定法或元素分析仪测定，其中2007年及2008年航次样品采用重铬酸钾氧化-还原容量法测定^[5]，2009年航次样品利用元素分析仪（型号Vario Macro Cube，品牌Elementar，产地德国）测定^[6]。使用精度为0.001 g的分析天平称重。

表1 黄海沉积环境因子采集及分析方法

环境因子	样品采集	分析方法/仪器
粒度	表层2 cm沉积物	Cilas（940L）型激光粒度仪
叶绿素a	0–2 cm、2–5 cm及5–8 cm沉积物分层	荧光法/Turner II荧光光度计
脱镁叶绿素a	0–2 cm、2–5 cm及5–8 cm沉积物分层	荧光法/Turner II荧光光度计
有机质	表层2 cm沉积物	有机碳采用重铬酸钾氧化-还原容量法滴定或元素分析仪测定；有机质含量为有机碳含量乘以系数1.724。
含水量	0–2 cm、2–5 cm及5–8 cm沉积物分层	通过沉积物烘干（60 ℃，72 h）前后质量的减少来计算。

1.3 资料整理

依据各测定方法得到各站位沉积物粒度、含水量、叶绿素a及脱镁叶绿素a、有机质含量，结合站位号、经纬度、水深、采集日期等信息，整理2007–2009年黄海水文及沉积环境因子数据集。

2 数据样本描述

2007–2009年黄海冷水团及中国近海开放共享航次温盐深及沉积环境因子数据集，为Excel表格型数据。数据集参数包括调查项目名称、调查单位名称、海区、船名、站号、经度、纬度、采样日期、箱式采泥器规格、站位水深、底层水温度、底层水盐度、0–2 cm含水量、2–5 cm含水量、5–8 cm含水量、0–2 cm叶绿素a含量、2–5 cm叶绿素a含量、5–8 cm叶绿素a含量、0–2 cm脱镁叶绿素a含量、2–5 cm脱镁叶绿素a含量、5–8 cm脱镁叶绿素a含量、有机质含量、中值粒径。表2列出了数据集中各参数的名称、单位等信息。

表2 数据参数和样例数据

序号	参数	说明	单位	样例数据
1	调查项目名称	调查航次的名称	-	2007年黄海冷水团航次
2	调查单位名称	参加调查航次的单位	-	中国科学院海洋研究所
3	海区	调查的海区	-	黄海
4	船名	调查船名称	-	科学三号
5	站号	调查站位号	-	1099
6	经度	调查站位的经度	°E	121.17
7	纬度	调查站位的纬度	°N	35.00
8	采样日期	站位调查的日期	-	2007-07-20
9	箱式采泥器规格	采泥器开口大小	m2	0.1
10	站位水深	调查站位的水深	M	29.50
11	底层水温度	调查站位底层水温度	℃	28.30
12	底层水盐度	调查站位底层水盐度	-	31.25
13	0–2 cm含水量	0–2 cm沉积物分层中含水量	%	0.53
14	2–5 cm含水量	2–5 cm沉积物分层中含水量	%	0.44
15	5–8 cm含水量	5–8 cm沉积物分层中含水量	%	0.46
16	0–2 cm叶绿素a含量	0–2 cm沉积物分层中叶绿素a含量	μg/g	1.13
17	2–5 cm叶绿素a含量	2–5 cm沉积物分层中叶绿素a含量	μg/g	0.62
18	5–8 cm叶绿素a含量	5–8 cm沉积物分层中叶绿素a含量	μg/g	0.34
19	0–2 cm脱镁叶绿素a含量	0–2 cm沉积物分层中脱镁叶绿素a含量	μg/g	6.97
20	2–5 cm脱镁叶绿素a含量	2–5 cm沉积物分层中脱镁叶绿素a含量	μg/g	3.62
21	5–8 cm脱镁叶绿素a含量	5–8 cm沉积物分层中脱镁叶绿素a含量	μg/g	2.04
22	有机质含量	调查站位沉积物有机质含量	%	0.26
23	中值粒径	调查站位沉积物中值粒径	μm	30.25

3 数据质量控制和评估

为了从样本来源控制数据质量，采样管从未受扰动的采泥器中取大于8 cm的沉积物；插管采样的位置离采泥器边缘至少2 cm，随机取4个重复芯样。

针对原始观测数据和实验室分析的数据，数据质量控制过程包括对原始观测数据的检查整理、单个数据的检查、数据的整编。对原始观测数据的检查包括文件格式、字段标准化命名、字段量纲、数据完整性等。单个数据点的检查中，主要针对异常数据进行修正、剔除。沉积物各环境因子至少测定两个重复，若两重复偏差较大（如叶绿素a及脱镁叶绿素a含量重复样品的相对误差为 ±10%以上；含水量的两次测定差值大于1%；有机碳机读数值低于或高于仪器标准线性范围），则再测一个重复，最后取平均值。依据原始记录包括航次调查报告、站位表、测线布设图、现场采样记录、实验室分析测试记录表等，对异常数据进行剔除。其中异常数据包括：现场采样记录表明样品采集时，海况较差，样品可能受轻微扰动，且测定所得数据较历史数据出现明显突跃；样品重复之间数值差异巨大。数据整理的质量控制方面，主要是进行了各种数据的集成、整理、转换、格式统一。纸质资料录入完成后，进行核对，保证资料不漏、不错、不重。本文中所提供的154个站位的数据是剔除异常站位，经过数据质量控制和评估后的数据。

4 数据使用方法和建议

本数据集为2007–2009年黄海CTD温盐观测及沉积环境因子的调查数据，历经3年4个航次的数据积累，为了解我国海洋底栖环境及底栖生态系统的动态变化、海洋底栖生物资源的开发利用等海洋科学研究工作提供了可靠的数据。

为方便读者使用，我们提供了数据集的xls电子资料，用户可直接使用Microsoft Excel程序浏览和使用。在此数据基础上，可绘制各环境因子在黄海的分布图，图2以2007年6月航次水深及沉积物叶绿素a含量分布图为例。

图片（a）

图片（b）

图2 2007年6月黄海冷水团航次水深（m）及沉积物叶绿素a含量分布图（μg/g）

致 谢

感谢中国科学院海洋研究所“科学一号”及“科学三号”海洋科学考察船队所有成员的支持。

参考文献

1. 王保栋, 王桂云, 郑昌洙, 等. 南黄海冬季生源要素的分布特征[J]. 黄渤海海洋, 1999, 17(1): 40-45.
2. LIN C, NING X, SU J, et al. Environmental changes and the responses of the ecosystems of the Yellow Sea during 19762000 [J]. Journal of Marine Systems, 2005, 55: 223-234.
3. 王伟, 李安春, 徐方建, 等. 北黄海表层沉积物粒度分布特征及其沉积环境分析[J]. 海洋与湖沼, 2009, 40(5): 525-531.
4. 中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 12763.2-2007 海洋调查规范 第2部分: 海洋水文观测[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.
5. 中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB 17378.5-2007 海洋监测规范 第5部分: 沉积物分析[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.
6. 孙萱, 宋金明, 于颖, 等. 元素分析仪快速测定海洋沉积物TOC和TN的条件优化[J]. 海洋科学, 2014, 38(7): 14-19.

数据引用格式

孟昭翠, 代仁海, 李宇航, 等. 2007–2009年黄海底层水CTD观测及沉积环境因子数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2018. (2018-01-09). DOI: 10.11922/sciencedb.554.