初夏渤海湾营养盐结构特征及其限制状况分析

根据2016年初夏渤海湾营养盐、叶绿素a和相关水文参数等数据,利用浮游植物吸收营养盐最低阈值和化学计量关系作为判断依据对渤海湾营养盐限制状况进行分析.结果表明:受陆地径流和渤海中部冷水输入的影响,初夏渤海湾在近岸、中部和湾口呈现三个明显的温盐特征海区.溶解无机氮(DIN)和活性硅酸盐(SiO_3^(2-)-Si)受陆源输入影响,呈现近岸高湾口低的特征;DIN平均浓度为(7.67±6.48)μmol/L,SiO_3^(2-)-Si平均浓度为(5.44±3.01)μmol/L,在湾口表层,DIN含量较低仅为(2.21±2.94)μmol/L,其中50%站点含量低于阈值(1μmol/L),58.3%的站点存在DIN限制.而活性磷酸盐(PO_4^(3-)-P)受陆源输入和浮游植物吸收储存作用等因素影响,呈现西部和曹妃甸外近海高中部较低的分布特征,平均浓度为(0.07±0.07)μmol/L,近岸受陆源氮磷输入总量差异影响,表层存在磷潜在限制比例达100%,而中部表层受浮游植物消耗吸收的影响,PO_4^(3-)-P含量较低,仅为(0.02±0.02)μmol/L(未检出设为0),其中近74.3%的水样含量低于阈值(0.03μmol/L),磷限制状况严重.随着渤海湾氮磷营养盐陆源输入总量差距不断扩大,磷限制状况必将会进一步发展.

渤海中部营养盐季节变化及限制统计分析

根据2013年7月(夏季),11月(秋季)和2014年5月(春季)渤海中部海域营养盐数据以及温盐等数据,以浮游植物对营养盐的吸收阈值和化学计量关系为判断标准,对研究海域营养盐分布、限制状况以及季节变化特征进行分析,结果表明:调查海域内各营养盐组分变化均呈现明显季节性特征,表现为夏季低秋季上升春季下降的趋势.夏季受冲淡水影响,海水存在层化现象,溶解无机氮(DIN)、PO_4^(3-)-P和SiO_3^(2-)-Si含量分别为(10.33±7.75)、(0.05±0.03)和(3.94±3.19)μmol/L,DIN/P较高,Si/DIN远低于1,其中表层和10m层存在P和Si限制站位分别达93%、93%和40%、20%,限制状况严重.秋季受底层沉积物扰动再悬浮及营养盐矿化释放等因素影响,各种营养盐含量迅速上升,DIN、PO_4^(3-)-P和SiO_3^(2-)-Si含量为(16.44±6.51)、(0.54±0.20)和(16.94±6.37)μmol/L,分别升高了1.6、10.8和4.3倍,垂向分布差异较小,且仅存在P潜在限制现象.春季由于陆源输入相对较少,同时受浮游植物吸收等因素影响,各营养盐含量急剧下降,DIN、PO_4^(3-)-P和SiO_3^(2-)-Si含量分别为(9.04±8.06)、(0.06±0.04)和(2.47±1.90)μmol/L,分别降低了45%、89%和85%,其中部分站位PO_4^(3-)-P和SiO_3^(2-)-Si含量低于阈值,在表层和10m层海水中存在P和Si限制站位分别达70%、65%和55%、50%,对海域内硅藻作为优势种的浮游植物生长和初级生产力产生影响.

渤海中部营养盐赋存形态季节变化及其对营养盐库的影响

根据2013年7月(夏季),11月(秋季)和2014年5月(春季)渤海中部氮、磷、硅营养盐库各赋存形态数据以及温度、盐度等水文数据,分析海域不同季节各营养盐库以及相互间转化规律。结果表明:调查海域受陆源输入、吸收转化、扰动混合以及分解释放等因素影响,各营养盐库含量及其组分迁移转化呈现明显的季节特征,春夏高生产力季节为无机态向有机态和颗粒态转化期,秋季为有机态和颗粒态溶解分解释放期。夏季氮磷营养盐库含量分别为(37.43±10.09)μmol/L和(0.73±0.19)μmol/L,且以溶解有机态为主要赋存形态。秋季各营养盐库以及无机态组分含量受扰动以及分解释放影响均明显增加,而溶解有机态和颗粒态组分降低,其中颗粒氮(PN,particulate nitrogen)含量为(1.78±1.05)μmol/L,降幅66%;溶解有机磷(DOP,dissolved organic phosphorus)含量为(0.13±0.06)μmol/L,降幅66%;而溶解无机磷(DIP,dissolved inorganic phosphorus)为(0.54±0.20)μmol/L,升高10.8倍。春季各营养盐库组分变化明显,其中溶解无机氮(DIN,dissolved inorganic nitrogen)、DIP和活性硅酸盐(SiO3,reactive silicate)受浮游植物吸收转化影响,含量较秋季分别降幅45%、89%和85%,DON受秋冬季分解影响,含量降低36%。而PN和DOP增加明显,分别增高27%和1.6倍。调查海域各赋存形态营养盐比值表明,无机态营养盐比值均远离Redfield比值,对海域内硅藻的优势种地位产生影响。而各有机态以及颗粒态组分比值显示相比较氮,DOP、颗粒态磷(PP,particulate phosphorus)和硅在秋冬季低生产力季节更易受到扰动和分解释放影响,对于缓解海域内磷硅限制状况具有重要作用。

江苏盐城近海富营养化评价与径流输入的影响

依据2018年江苏盐城近岸海域的营养盐和化学需氧量(COD)等调查数据,采用单因子污染指数法、营养盐结构和限制性分析、富营养化状态指数法等对水域营养盐状况与富营养化特征进行了系统分析和评价。同时,对近岸4条主要河流的溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)和COD入海通量进行了估算,并探讨了陆源输入对近岸海域的影响。结果表明,该区水体DIN和DIP含量劣于第Ⅲ类海水水质标准的站位占比分别为90%和71%,但COD污染并不显著,78%的调查站位水体COD符合或优于国家Ⅰ类海水水质标准。水体营养盐与COD含量的空间分布趋势相似,表现为近岸高、离岸低、河口与港口局部区域异常高。调查区富营养化极为严重,98%的调查站位富营养化状态指数(E)≥1,重度富营养化(E>10)的站位占比约30%。水体N/P平均为34,远高于Redfield比值,氮磷比例严重失衡,藻类生长可能会受到磷的潜在限制。经估算,近岸4条主要河流年DIN、DIP和COD的入海总量分别为12901、484和33077 t,为近岸海域污染物的主要来源;且各项污染物丰水季通量约为枯水季2倍;丰水季河流水体N/P比平均约为24.7,N污染较为严重,可能是造成夏季近岸海域氮磷比例失衡的重要原因之一。