南黄海和胶州湾微表层和次表层海水中营养盐的研究

摘要

海水中的营养盐为浮游植物生长提供需要，是浮游植物生长不可或缺的元素，是海洋食物链和初级生产力的重要基础。由于营养盐在海洋微表层会出现富集的现象，从而使微表层在营养盐海洋环境活动方面具有特殊的作用。本体水质相近的水，微表层中营养盐可能差别很大，因此研究营养盐在海洋微表层中的含量、富集机理和富营养化对深入认识营养盐的生物地球化学循环过程有重要意义，也是进一步开展营养盐海洋微表层污染研究的基础。
　　 本文以南黄海和胶州湾作为研究海域，对这些海域中营养盐的浓度分布特征、时空变化、微表层的富集作用等方面做出了较为系统的研究，并利用潜在富营养化评价模式评价胶州湾水质营养状况。本论文的主要研究结果如下：
　　 1.于2010年9月和2011年6月对南黄海微表层和表层海水中的营养盐进行了研究。夏季溶解无机氮(DIN)中NO3--N和NH4+-N所占比例比较接近，而春季DIN主要以NH4+-N形态存在，DIN的组成有明显的季节变化。DIN、PO43--P与SiO32--Si的水平分布基本一致，受长江冲淡水的影响，营养盐的高值区出现在南黄海的南部区域，营养盐的浓度从南黄海的西南部向东北部递减，呈现近岸高远海低的趋势。
　　 南黄海微表层和表层之间的水交换比较频繁，营养盐之间有显著地相关性。南黄海微表层海水对营养盐有一定程度的富集作用，平均富集因子都在1以上，通过非参数分析Wilcoxin检验结果表明，夏季航次NO2--N、PO43--P和春季航次NO2--N出现了显著性的富集。
　　 南黄海溶解无机态营养盐和其环境因子之间线性相关关系不高，这可能是因为南黄海属于近岸海域，表层海水营养盐受到温度、盐度、浮游植物、陆源输入和长江冲淡水的共同作用影响，单一的环境因子不是影响海水中溶解无机态营养盐分布的主要因素。溶解无机态营养盐之间有较高的相关性，说明南黄海各种营养盐之间有相似的来源。
　　 2.于2010年6-12月和2011年1-2月和3-5月对胶州湾微表层和次表层海水中的营养盐进行了研究。胶州湾微表层和次表层海水中营养盐的水平变化趋势相同，营养盐的浓度都是由胶州湾东北部向西南部和湾口递减。从季节来看，营养盐的浓度秋季>夏季>春季>冬季，和陆源输入有关，夏秋处于胶州湾的丰水期，有利于营养盐的输入，而春冬季则正值枯水期。从月季变化来看，每个月胶州湾营养盐浓度变化趋势明显。营养盐和Chl-α之间没有显著的相关性，但是在Chl-α高值的月份，营养盐基本处于低值，说明Chl-α对胶州湾的营养盐具有一定的控制作用。
　　 胶州湾营养盐在微表层和次表层中都有显著的正相关性，说明微表层中的营养盐的一个重要来源可能是下层水体。营养盐之间的相关性也很显著，说明营养盐之间有相似的来源。春夏秋三季营养盐和盐度之间有较好的相关性，而冬季营养盐和盐度之间的相关性减弱，可能是冬季陆源输入量不大，浮游植物活动对营养盐的作用影响增大。
　　 胶州湾微表层和次表层海水一年四季都存在磷限制的状况，在春冬两季，潜在性磷限制的情况比较严重，N/P的比值较大。由于微表层对营养盐的富集，使某些站位的微表层海水的的潜在性富营养化程度大于次表层的富营养程度。胶州湾微表层海水对营养盐有一定的富集作用，尤其是对含氮无机物有显著的富集，营养盐的富集因子多集中于0.7～1.8之间。