粵東柘林灣沉積物中氮和磷的時(shí)空分布.pdf

1、柘林灣是粵東地區(qū)規(guī)模最大的海水增養(yǎng)殖區(qū)。近年來,不斷增長的養(yǎng)殖規(guī)模使該灣水體富營養(yǎng)化情況日益加重,赤潮頻繁發(fā)生,給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和海灣生態(tài)環(huán)境帶來了極大的危害。為了掌握柘林灣生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢和生態(tài)退化的主要原因,廣東省科技興海重大項(xiàng)目從2000年5月開始啟動了對柘林灣的長期、系統(tǒng)、綜合的調(diào)查研究課題,研究內(nèi)容涉及海水理化因子、營養(yǎng)鹽、浮游生物、微生物、重金屬等多方面。本文是柘林灣生態(tài)綜合調(diào)查的一個(gè)子課題,研究內(nèi)容為2001年7月

2、至2002年7月柘林灣9個(gè)重點(diǎn)站位沉積物中不同形態(tài)氮、磷的時(shí)空分布和歷史演變趨勢。
　　表層沉積物每月采集一次,共進(jìn)行13個(gè)航次。沉積物柱狀樣的采集為2002年9月24日。含水量(W％)的測定方法為105℃烘干前后的重量差,有機(jī)質(zhì)含量(TOM)采用550℃灼燒減重法。凱氏氮(TkN)的測定通過Tecator凱氏定氮儀完成。氨態(tài)氮(NH4+)的提取用2mol/lKCl溶液進(jìn)行,各無機(jī)磷的提取采用Ruttenberg提出并經(jīng)Jense

3、netal.修改的連續(xù)提取法,有機(jī)磷(OP)的提取采用高溫高壓過氧化物氧化法。NH4+和各形態(tài)磷的測定均使用荷蘭Skalar微量連續(xù)自動分析儀測定。
　　研究結(jié)果顯示,柘林灣沉積物中TOM和各形態(tài)氮、磷均與W%呈極顯著意義的正相關(guān)關(guān)系,今后可用W%直接粗略地估計(jì)這些指標(biāo)在沉積物中的含量。各形態(tài)氮、磷含量均與TOM呈顯著的正相關(guān)關(guān)系,各形態(tài)磷相互之間也呈顯著的正相關(guān)關(guān)系,表明TOM是影響沉積物中氮、磷含量,分布及形態(tài)特征的重要因素之

4、一。
　　柘林灣表層沉積物TkN和總磷(TP)的總平均值分別為1113.1±382.5μg·g–1和564.9±219.4μg·g–1,明顯高于國內(nèi)外許多同類型海灣。各形態(tài)氮、磷年均值的平面分布呈現(xiàn)灣內(nèi)(除S1、S7站外)高于灣外,漁排養(yǎng)殖區(qū)(S2、S5、S6)高于牡蠣養(yǎng)殖區(qū)(S3、S4)的總體趨勢。殘餌和魚蝦貝類死亡后腐爛分解產(chǎn)生的生物碎屑以及陸源排污排廢是柘林灣各氮磷指標(biāo)形成這種空間分布格局的主要原因。
　　柘林灣表層沉

5、積物中各形態(tài)氮、磷含量月均值7、8月呈上升趨勢,TOM、可交換磷(Ex-P)、巖屑磷(De-P)和OP月均值也在這一時(shí)期達(dá)到年度最高水平。主要原因是7、8月既是養(yǎng)殖魚類的高速成長期,餌料投放量遠(yuǎn)高于其它季節(jié),又是該灣水溫全年最高的時(shí)期,是魚蝦貝類的高死亡季節(jié)。由此產(chǎn)生的生物碎屑增多,有機(jī)氮分解產(chǎn)生NH4+速率也明顯加快。與2002年7月相比,2003年7月的各形態(tài)氮、磷含量的月均值均顯著較高,且所有指標(biāo)年際間差幅最大的均出現(xiàn)在漁排養(yǎng)殖區(qū)

6、(S2、S5、S6)。這可能反映了水體富營養(yǎng)化的趨勢和大規(guī)模網(wǎng)箱漁排養(yǎng)殖對柘林灣水質(zhì)惡化的重要影響。
　　除灣頂三百門(S2)和大規(guī)模網(wǎng)箱漁排養(yǎng)殖區(qū)中心(S6)外,其余各測站柱狀沉積物中的TOM、TkN及各形態(tài)磷含量基本呈現(xiàn)“沉降-降解-堆積”三階段的分布特征,反映了成巖作用的結(jié)果。S2、S6測站柱狀沉積物中的多項(xiàng)氮磷指標(biāo),在表層10cm以深不降反升與這兩測站的高污染壓力和弱水體交換能力導(dǎo)致的污染物快速堆積有關(guān)。底棲動物對沉積物垂

7、直方向的擾動可能是各氮磷指標(biāo)在沉降和降解階段產(chǎn)生波動變化的重要原因之一,但生物擾動對NH4+的垂直變化影響最大。Au-P與OP在表層以下隨深度呈一定的鏡像關(guān)系,與自生磷(Au-P)和OP在成巖過程中的相互轉(zhuǎn)化有關(guān)。Au-P隨深度的變化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之間的轉(zhuǎn)移并不是磷再分配的唯一途徑,其它形態(tài)的磷也可能參與磷的再分配,而兩者在表層不呈鏡像關(guān)系主要與微生物對兩者的降解有關(guān)。
　　柘林灣表層沉積物中的生物可利用磷