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        萊州灣虎頭崖養(yǎng)殖水域氮、磷營養(yǎng)鹽的組成分布與季節(jié)變化

        2013-04-29 00:00:00王磊王東亮
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2013年5期

        摘 要:根據(jù)2012年5、8、10月對萊州灣虎頭崖養(yǎng)殖海域的3次監(jiān)測資料,分析了該海域海水中DIN和PO4-P的組成分布和季節(jié)性變化情況,并對N/P和營養(yǎng)化程度進行了評價。結(jié)果表明,虎頭崖養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)營養(yǎng)鹽濃度高于周邊海域,DIN濃度季節(jié)性變化較大,呈V字形變化,PO4-P濃度較低,是富營養(yǎng)化主要限制因素,高氮海區(qū)傳入和養(yǎng)殖區(qū)浮游植物的大量繁殖是發(fā)生營養(yǎng)鹽季節(jié)性變化的主要因素。

        關(guān)鍵詞:萊州灣;養(yǎng)殖水域;氮;磷

        萊州虎頭崖養(yǎng)殖區(qū)位于萊州灣東部太平灣內(nèi),是我國重要的魚蝦產(chǎn)卵場之一,也是全國主要的養(yǎng)殖海區(qū),主要養(yǎng)殖品種為海灣扇貝,2012年總養(yǎng)殖面積3100公頃,養(yǎng)殖產(chǎn)量1.2萬噸[1]。以2012年進行的3個航次的監(jiān)測資料為根據(jù),研究了氮、磷營養(yǎng)鹽的組成分布和季節(jié)變化情況,并探討了N/P和營養(yǎng)化情況,旨在為海洋環(huán)境保護、赤潮災(zāi)害防控、虎頭崖海水養(yǎng)殖布局優(yōu)化等提供科學依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

        1 采樣與分析方法

        1.1 采樣站位及時間

        2012年的5月(枯水期)、8月(豐水期)、10月(平水期)對萊州灣虎頭崖海域布設(shè)9個站位進行了3個航次的監(jiān)測。

        1.2 采樣及測定方法

        水樣采用卡蓋氏采水器采集,水樣采集后迅速4℃下冷藏,樣品處理及分析方法均按照國家標準《海洋監(jiān)測規(guī)范-4:海水分析》(GB19378.4-2007)進行。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 氮、磷營養(yǎng)鹽的濃度組成和平面分布

        海水中的DIN和PO4-P是浮游植物生長繁殖最重要的營養(yǎng)物質(zhì),其主要來源于陸源性徑流輸入和海洋生物體分解,在海水中溶解態(tài)無機氮(DIN)主要是以N03-N、NH3-N、N02-N三種形式存在[2]。

        5月海水DIN濃度在0.431~0.670mg/L,平均值0.531mg/L,N03-N、NH3-N、N02-N在DIN中所占的比例分別為87.3%,9.2%,3.5%,呈現(xiàn)南高、北低,由近岸向外海逐漸降低的分布趨勢。PO4-P濃度在0.00235~0.00537mg/L,平均值0.00299mg/L,呈現(xiàn)以養(yǎng)殖區(qū)為中心向四周逐漸降低的變化態(tài)勢。

        8月海水DIN濃度在0.00530~0.107mg/L,平均值0.0355 mg/L,N03-N、NH3-N、N02-N在DIN中所占的比例分別為74.4%,18.3%,7.3%,呈現(xiàn)以養(yǎng)殖區(qū)為中心向四周逐漸降低的分布態(tài)勢,且西南方向濃度下降最快,正北方向下降緩慢。PO4-P濃度在0.00081~0.00835mg/L,平均值0.00416mg/L,呈現(xiàn)以養(yǎng)殖區(qū)為中心向四周逐漸降低的變化態(tài)勢。

        10月海水DIN濃度在0.191~0.341mg/L,平均值0.247mg/L,N03-N、NH3-N、N02-N在DIN中所占的比例分別為86.6%,11.1%,3.3%。呈現(xiàn)以養(yǎng)殖區(qū)為中心向四周逐漸降低的分布趨勢,且向岸方向濃度下降較快,向外海方向濃度下降較慢。海水PO4-P濃度在0.00143~0.00238mg/L,平均值0.00186mg/L,呈現(xiàn)由西部外海向灣內(nèi)逐漸降低的分布趨勢。

        2.2 氮、磷營養(yǎng)鹽季節(jié)性變化

        2012年萊州虎頭崖海域DIN濃度隨季節(jié)發(fā)生呈V字型變化,5月最高,8月最低,8月濃度僅為5月的1/15,具有變化幅度大,速度快的特點。這主要與海區(qū)的DIN來源有關(guān),一是海水養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的殘餌、排泄物和養(yǎng)殖生物的死體進入水體后,以有機和無機物形式存在,使海水中DIN濃度升高,二是渤海高氮海區(qū)的傳入,萊州灣西側(cè)由于有黃河、小清河等大型河流攜帶的大量陸源污染物的持續(xù)輸入,DIN濃度一直保持在較高水平,平均濃度大于0.6mg/L[3],而且受黃河大量河水注入的影響,海洋水文存在逆時針環(huán)狀海流,通過海流的水平運輸,高氮污染物得到有規(guī)律的擴散,自萊州灣西南部灣底呈扇形向東北方向逐步降低[4]。春、冬季海水溫度較低,海洋生命活動不旺盛,海洋生物對DIN的消耗較少,經(jīng)過了幾個月的累積,5月DIN濃度處于較高水平;8月水溫升高,海洋生物活動劇烈,葉綠素-a濃度是5月的8.8倍,DIN大量被消耗,而且監(jiān)測海域環(huán)境容量較小,DIN的消耗速度大于補充速度,所以濃度迅速下降;10月份水溫降低,海洋生命活動放緩,DIN得到及時補充,濃度開始升高。

        監(jiān)測海域PO4-P濃度較低且變化較為平穩(wěn),8月最高,10月最低,8月濃度約為5月的1.4倍,10月的2.2倍。其主要原因是目前國家對含磷物質(zhì)進了有效控制,陸源入海的PO4-P較少。夏斌等(2009)得出萊州灣磷酸鹽的補充并非主要來自河流輸入,而是以有機物的礦化分解再生為主的結(jié)論[5]。由養(yǎng)殖區(qū)外站位PO4-P濃度變化與DIN濃度變化趨勢一致,但養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)兩者變化趨勢相反,可以得出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是夏季養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)生命活動強烈,浮游植物大量繁殖和死亡,使PO4-P濃度升高的結(jié)論。

        2.3 N/P

        N/P(原子比)是水體富營養(yǎng)化的重要性指標,對浮游植物的生長起著很重要的制約作用,當營養(yǎng)鹽水平足以滿足浮游植物生長時,海洋浮游植物的N/P應(yīng)為16:1。5月N/P平均值為423,PO4-P為限制因素;8月N/P平均值為21,考慮到此時氮、磷營養(yǎng)鹽濃度都很低,不敢肯定N/P還仍然具有實際意義;10月N/P平均值為472,PO4-P為限制因素??傮w來看,由于DIN的季節(jié)性變化較大,造成了N/P的季節(jié)性變化也非常大,PO4-P是該海域富營養(yǎng)化的限制性因素。

        3 結(jié)束語

        萊州虎頭崖養(yǎng)殖海域DIN濃度隨季節(jié)性呈V型變化,PO4-P濃度較低,變化比較平穩(wěn);養(yǎng)殖區(qū)對該海域營養(yǎng)鹽的平面分布產(chǎn)生了一定影響;高氮海區(qū)DIN的輸入和養(yǎng)殖區(qū)浮游植物的大量繁殖是影響營養(yǎng)鹽濃度季節(jié)性變化的主要因素。N/P值較高,PO4-P是該海域富營養(yǎng)化的限制性因素。建議對養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖規(guī)模、密度和布局進行統(tǒng)一的規(guī)劃安排,提高水體交換,減少養(yǎng)殖貝類的病害與死亡,避免赤潮災(zāi)害的發(fā)生,保持現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。

        參考文獻

        [1]《2012年煙臺市統(tǒng)計年鑒》[M].

        [2]張正斌.2004.海洋化學,青島:中國海洋大學出版社.119-121.

        [3]沈志亮,陸家平,劉興俊.黃河口及附近海域的無機氮和磷酸鹽[J].海洋科學集刊,1989,30:51-79.

        [4]顧玉荷.渤海海流概況及其輸沙作用初析[A].海洋科學進展,1996,14(1):1-5.

        [5]夏斌,張曉理,崔毅,陳碧鵑,陳聚法,過鋒,張艷,黃翠玲.夏季萊州灣及附近水域理化環(huán)境及營養(yǎng)現(xiàn)狀評價[J].漁業(yè)科學進展,2009,30(3):103-111.

        作者簡介:王磊(1985.1-),男,山東萊州人,本科,主要從事海洋環(huán)境監(jiān)測及保護工作。

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