渤海为中国的半封闭浅海,受环渤海城市的发展影响,生态环境急剧恶化。近四十年来,渤海夏季底层溶解氧浓度一直处于波动下降趋势,且自2014年开始在秦皇岛外海和黄河口外海出现大面积低氧区。说明目前渤海的生态环境面临巨大压力,亟待开展相关研究,从而缓解环境恶化。本研究利用观测数据结合物理生态耦合模型的方法,探究了渤海夏季溶解氧浓度年际下降的原因、低氧的季节变化及控制过程,并寻找可用于低氧预测的环境指示因子,具体结论如下:通过分析溶解氧浓度、温度、风应力及表层叶绿素浓度的长期变化,发现表底温差、风应力及底层温度等物理因素不是导致渤海夏季溶解氧浓度年际下降的主要因素,而夏季叶绿素浓度的升高可能是导致这一结果的主要因素,并指出渤海夏季生物量随时间指数(线性)增长。基于模型结果,渤海低氧的季节变化在时间上表现为:秦皇岛外海和黄河口外海区域低氧的持续时间分别为七月初至九月末和七月中至八月末;在空间上表现为:秦皇岛外海区域的低氧首先出现在近岸海域,随后向远海区域移动,最终在中部浅滩北部消失;黄河口外海区域首先出现在莱州湾口,随后向西北扩张,最终在莱州湾口消失。基于模型的氧收支结果表明:水体内的有机物耗氧和层化是导致渤海夏季低氧发生的主要因素;影响溶解氧浓度年际差异的主要因素是扩散作用,而影响秦皇岛外海和黄河口外海区域溶解氧分布年际差异的主要因素分别为平流作用和扩散作用以及黄河入流。通过对模型结果的统计分析,表层温度和表底温差可用于指示低氧的发生时间。秦皇岛外海和黄河口外海区域低氧发生时对应的表层温度和表底温差的平均值分别为19.93±0.93℃和23.02±0.89℃,5.4±0.8℃和3.6±0.7℃。