雙臺(tái)子河口氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的地球化學(xué)研究.pdf

1、營(yíng)養(yǎng)鹽是海洋生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量和分布直接影響著海洋初級(jí)生產(chǎn)力和海洋生態(tài)系統(tǒng)健康。由于河口環(huán)境的特殊性，營(yíng)養(yǎng)鹽在河口的生物地球化學(xué)過(guò)程也變得異常復(fù)雜，營(yíng)養(yǎng)鹽的組成、分布和轉(zhuǎn)化通常受到物理、化學(xué)和生物過(guò)程等多重因素的共同控制。此外，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈干擾營(yíng)養(yǎng)鹽向河口/海洋的輸送，給近岸營(yíng)養(yǎng)狀況和海洋生態(tài)環(huán)境造成了巨大威脅。本文通過(guò)對(duì)雙臺(tái)子河口不同形態(tài)氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)空分布特征的研究，認(rèn)識(shí)營(yíng)養(yǎng)鹽在雙臺(tái)子河口的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，探討其來(lái)源、分布

2、和遷移轉(zhuǎn)化的影響因素，估算其入海通量。為合理調(diào)用水資源和改善近海生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)，對(duì)于污染物入?？偭靠刂坪透粻I(yíng)養(yǎng)化防治具有重要意義。
　　為分析雙臺(tái)子河口各形態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽的分布特征，于2010年10月(秋季)、2011年5月(春季)和2011年8月(夏季)對(duì)雙臺(tái)子河口水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的含量進(jìn)行了的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)果表明：三個(gè)航次雙臺(tái)子河口DIN(平均濃度為220.94、198.23和131.30μmol/L)均以NO3-N為主，比例超過(guò)7

3、5％；TN(平均為271.53、241.48和176.52μmol/L)以DIN為主，比例在80%左右；而TP(平均為3.11、4.05和4.85μmol/L)中PO4-P、DOP、PP三者比例相當(dāng)，均為30%左右。不同形態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度存在一定的季節(jié)變化，DIN、TN、PP和 TP季節(jié)差異較大，其他形態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽季節(jié)變化幅度相對(duì)較小，這主要與河口區(qū)的徑流量變化和生物轉(zhuǎn)化作用相關(guān)。秋季營(yíng)養(yǎng)鹽的高值區(qū)多出現(xiàn)在河道中部區(qū)域，向海水端濃度逐漸減小，其

4、中DON和DOP變化幅度較小。春季營(yíng)養(yǎng)鹽的高值區(qū)大多集中在河道頂部，向混合端和海水端濃度減小，而混合端至海水端營(yíng)養(yǎng)鹽濃度變化幅度較小。夏季營(yíng)養(yǎng)鹽濃度自淡水端向外海整體呈現(xiàn)逐漸減小的分布趨勢(shì)，其中PN和PO4-P的變化幅度較小，在清水溝、饒陽(yáng)河等支流匯入處易出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)鹽高值。夏季近海區(qū)域營(yíng)養(yǎng)鹽高值區(qū)多分布在三道溝、二界溝碼頭和沖淡水水槽區(qū)域，且表底、層濃度變化不大。
　　環(huán)境因素(鹽度、Chl a、DO和TSS等)對(duì)雙臺(tái)子河口營(yíng)養(yǎng)鹽分

5、布及遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程的研究結(jié)果表明，河流輸送是雙臺(tái)子河口營(yíng)養(yǎng)鹽的主要來(lái)源，其中PO4-P和DOP的來(lái)源與顆粒物的釋放作用有關(guān)。NO3-N和 TN的遷移過(guò)程主要受沖淡水和外海海水混合所控制，其行為偏保守，在混合過(guò)程中不存在明顯的添加或去除現(xiàn)象；NH4-N、NO2-N、DON和PN表現(xiàn)出非保守性，其行為與生物轉(zhuǎn)化過(guò)程有關(guān)，NH4-N和NO2-N出現(xiàn)了添加現(xiàn)象，而DON和PN則發(fā)生了去除。PP、TP主要受淡鹽水稀釋混合過(guò)程控制，PO4-P和 DO

6、P主要是受顆粒物釋放和生物轉(zhuǎn)化控制。PO4-P和DOP均有添加，與鹽度的相關(guān)性較差，呈非保守性；TP在混合過(guò)程中略有添加，PP未出現(xiàn)添加或去除現(xiàn)象，他們的行為均偏向保守性。SiO3-Si與鹽度顯著相關(guān)，其行為偏保守，混合過(guò)程中SiO3-Si略有添加，沉積物再懸浮過(guò)程是其添加的主要來(lái)源。雙臺(tái)子河口溶解態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽與Chl a相關(guān)性較差，生物對(duì)河口營(yíng)養(yǎng)鹽遷移過(guò)程的影響并不明顯。相對(duì)而言，生物對(duì)硅的影響要大于氮和磷。其他因子對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的影響不顯著，

7、有待進(jìn)一步的研究。
　　利用簡(jiǎn)單的箱式模型估算雙臺(tái)子河口營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入通量，NO2-N、NH4-N、NO3-N、DON、PN、TN、PO4-P、DOP、PP、TP和SiO3-Si的收支通量(ΔT)分別為700.3、573.3、276.5、-118.5、-279.9、1151.6、29.2、92.5、39.8、161.5和2449.1 t/a。因此，雙臺(tái)子河口是DON和PN的匯，是其他形態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽的源。估算得雙臺(tái)子河口淺海區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力約

8、為5396.6 t C/a，初級(jí)生產(chǎn)者每年需要消耗814.6 t無(wú)機(jī)氮和50.9 t磷酸鹽。無(wú)機(jī)氮、磷的消耗量分別為河口營(yíng)養(yǎng)鹽輸送量的1/7和5/8左右。雙臺(tái)子河向遼東灣海域營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入，能充分滿足近岸海域初級(jí)生產(chǎn)力的需要，并且有富余營(yíng)養(yǎng)鹽向外海輸入。
　　雙臺(tái)子河口營(yíng)養(yǎng)狀況分析結(jié)果表明：雙臺(tái)子河口營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)有所失衡，溶解無(wú)機(jī)態(tài)N/P、Si/N和Si/P的平均值分別為130.6、0.8和82.6，遠(yuǎn)偏離Redfield比值，但營(yíng)養(yǎng)