五壘島灣海域無機(jī)氮、無機(jī)磷的時(shí)空分布和氮磷比值變化

于國慶等

摘 要：根據(jù)2012-2014年5月、10月的調(diào)查數(shù)據(jù)，分析了五壘島灣海水中無機(jī)氮、無機(jī)磷的時(shí)空分布特征和N/P比值的變化。結(jié)果表明，該海域水體中無機(jī)氮、無機(jī)磷平均含量分別為0.202 mg/L和0.011 mg/L，達(dá)國家二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，均表現(xiàn)出逐年增加的趨勢；空間分布上表現(xiàn)出近岸水域含量大于遠(yuǎn)岸的變化趨勢，原因可能是受陸源物質(zhì)輸入的影響所致；除少數(shù)站位外，該海域N/P比值接近16∶1，并表現(xiàn)出逐年增大的趨勢，但春季可能受到赤潮的威脅。

關(guān)鍵詞：五壘島灣；無機(jī)氮；無機(jī)磷；時(shí)空分布

氮和磷是海洋生態(tài)系統(tǒng)的主要生源元素，在食物鏈的傳遞過程中完成無機(jī)物至有機(jī)物的不斷循環(huán)，其分布變化在物理方面與沿海城市地面徑流、污水排放和大氣等的入海通量等作用有關(guān)，在化學(xué)方面與水體中氧化、還原反應(yīng)，以及浮游植物的生長繁殖、生物的分泌排泄物和生物碎屑的氧化分解、再生等因素密切相關(guān)[1-3]。近年來近海頻繁發(fā)生的赤潮主要是由于水體中的無機(jī)氮、無機(jī)磷等造成的富營養(yǎng)化引起的，特別是河口、海灣由于水體交換不良，又受陸源徑流、工農(nóng)業(yè)廢水和城市生活污水排放及海水養(yǎng)殖排污等的影響導(dǎo)致赤潮發(fā)生次數(shù)逐年增加，其發(fā)生和發(fā)展破壞了局部海區(qū)的生態(tài)環(huán)境平衡，導(dǎo)致大量海洋生物死亡，對漁業(yè)資源、人體健康和海水的利用都帶來損害[4]。

五壘島灣位于文登市南部海域，是文登市主要的養(yǎng)殖區(qū)域，也是周圍養(yǎng)殖池塘的主要水源，直接流入該海域的河流有母豬河和昌陽河。近年來，伴隨著南海新區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人為活動(dòng)不斷加劇，特別是旅游業(yè)的迅猛發(fā)展，生活污水的排放與日俱增，港口和海灣中船只的直接污染，五壘島灣海域生態(tài)環(huán)境受到了前所未有的壓力。但近年來對五壘島灣海域水質(zhì)方面的研究極少，特別是連續(xù)幾年的監(jiān)測數(shù)據(jù)未見報(bào)道。本文通過分析2012年—2014年5月、10月對五壘島灣水質(zhì)的長期調(diào)查數(shù)據(jù)，分析了該海域水體中無機(jī)氮、無機(jī)磷的時(shí)空分布與氮磷比值變化，以期為海洋環(huán)境管理部門等提供基礎(chǔ)資料，為五壘島灣的科學(xué)養(yǎng)殖、合理開發(fā)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 站位設(shè)置及樣品采集

在五壘島灣海域布設(shè)7個(gè)站點(diǎn)（見圖1），于2012-2014年的5月（春）、10月（秋）進(jìn)行現(xiàn)場采樣，樣品的采集、運(yùn)輸、貯存均按《海洋監(jiān)測規(guī)范》[5]（GB17378-2007）進(jìn)行。

1.2 樣品分析

樣品分析按《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17378—2007）進(jìn)行，所用儀器為UV2550紫外可見分光光度計(jì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 五壘島灣海域無機(jī)氮和無機(jī)磷含量的動(dòng)態(tài)變化及分布特征

2012年—2014年的春、秋季五壘島灣溶解態(tài)無機(jī)氮、無機(jī)磷含量的波動(dòng)范圍及均值見表1。表2為海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中無機(jī)氮、無機(jī)磷四類水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值。

無機(jī)氮（亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮）是海洋植物生長的主要營養(yǎng)因素，其含量的高低直接影響著海區(qū)的初級生產(chǎn)力。五壘島灣是文登主要的海洋經(jīng)濟(jì)生物養(yǎng)殖區(qū)，受人類活動(dòng)影響較大。由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，2012年5月-2014年10月養(yǎng)殖區(qū)海域溶解態(tài)無機(jī)氮含量介于（0.109～0264） mg/L，平均0.202 mg/L。在時(shí)間尺度上，該海域無機(jī)氮的含量2012年春季<秋季，2013年和2014年春季>秋季，年際間，春季無機(jī)氮含量表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，秋季表現(xiàn)出先減少后增加的趨勢，該海域無機(jī)氮含量總體上表現(xiàn)出逐年增加的趨勢，這可能受沿岸河流徑流作用的影響所致。從空間分布上，如圖2所示，2012年、2013年該海域無機(jī)氮含量高值主要集中在沿岸一帶，表現(xiàn)出由沿岸向遠(yuǎn)岸逐漸降低的趨勢，2014年無機(jī)氮含量分布比較均勻，沒有表現(xiàn)出明顯的變化趨勢；按照海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]，近3年春、秋季海水中無機(jī)氮含量均符合二類標(biāo)準(zhǔn)，部分海區(qū)達(dá)到了一類標(biāo)準(zhǔn)，反應(yīng)了該養(yǎng)殖海域的水質(zhì)良好。

無機(jī)磷是影響海洋初級生產(chǎn)力的重要因子之一，也是赤潮爆發(fā)的關(guān)鍵因子。

由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，2012年5月—2014年10月該海域無機(jī)磷含量波動(dòng)范圍為（0001～0.018）mg/L，平均0.011 mg/L。在時(shí)間尺度上，2012年和2014年春季>秋季，2013年春季<秋季；春季表現(xiàn)出逐年增加的趨勢，秋季表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，總體上表現(xiàn)出逐年增加的趨勢，跟同期無機(jī)氮含量的變化趨勢一致。2014年5月的絕大數(shù)站位無機(jī)磷含量劣于一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]，其余調(diào)查時(shí)間的所有站位均達(dá)一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同期的無機(jī)氮含量也相對較高，查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，2014年5月調(diào)查前有大量降水，可能是由于地表徑流作用，將沿岸的污染物質(zhì)帶入該海域所致。從空間分布上，如圖4所示，該海域無機(jī)磷含量高值分布在沿岸一帶，由于含量相對較低，分布相對比較均勻，變化趨勢不明顯。

2.2 五壘島灣海域的N/P比值

海水中的營養(yǎng)鹽水平與結(jié)構(gòu)對浮游植物的生長起著很重要的制約作用[7]。浮游植物體內(nèi)N/P的正常值為12～22，平均值為16[8]，只有當(dāng)海水中無機(jī)氮和磷含量均達(dá)到一定水平以上時(shí)，N/P 比對浮游植物才有實(shí)際意義，海洋浮游植物的 N/P 比基本上遵循 Redfield比[9]，即 16∶1，如果兩者含量均很低或者特別高，對自養(yǎng)生物將是不利的[10]。何建宗等[8]研究表明，近岸海域水體最適赤潮生物生長的N/P原子比可能為5～15。2012年5月—2014年10月的春、秋季五壘島灣海域N/P比值的范圍和均值見表1。由表中數(shù)據(jù)可知，2012年5月和2013年10月的比值接近16∶1，2014年5月比值低于16∶1，其他時(shí)間比值均大于16∶1，說明該海域N/P比值相對穩(wěn)定，略有逐漸增加的趨勢。一旦由于某種外因如排污、大量徑流輸入等導(dǎo)致磷的濃度升高，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致該海區(qū)浮游植物的大量繁殖而引發(fā)赤潮。

3 結(jié)論

通過2012年5月—2014年10月對五壘島灣海域無機(jī)氮、無機(jī)磷的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)：

2012年5月—2014年10月五壘島灣海域水體中無機(jī)氮含量介于（0.109～0.264）mg/L，平均0.202 mg/L，無機(jī)磷含量介于（0.001～0.018）mg/L，平均0.011 mg/L，達(dá)國家二級標(biāo)準(zhǔn)，兩者均表現(xiàn)出逐年增加的趨勢。

空間分布上無機(jī)氮、無機(jī)磷含量表現(xiàn)出近岸水域含量大于遠(yuǎn)岸的變化趨勢，原因可能是受陸源物質(zhì)輸入的影響所致。

該海域大部分站位N/P比值接近16∶1，并表現(xiàn)出逐年增大的趨勢，但春季可能受到赤潮的威脅。

參考文獻(xiàn)：

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Abstract：Based on the survey data in May and October from 2012 to 2014 in the waters of Wuleidao Bay， the variation of distribution of dissolved inorganic nitrogen and dissolved inorganic phosphorus in the seawater in Wuleidao Bay were analyzed. The result showed that the mean content of DIN and DIP was 0.202 mg/L and 0.011 mg/L respectively， and they were increasing year by year. The DIN and DIP contents of all sampling sites were accord with seawater quality II. The spatial distribution showed the contents in the coastal waters were higher than in the offshore waters due to the impact of the continental discharges. The atomic N/P ratios were equal to 16 and increasing year by year. The red tide may constitute a serious threat to the sea area in spring.

Key words：Wuleidao Bay； DIN； DIP； Temporal and spatial distribution

（收稿日期：2015-01-19）