粵東柘林灣沉積物中氮和磷的時空分布.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)、綜合的調查研究課題,研究內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)綜合調查的一個子課題,研究內容為2001年7月

2、至2002年7月柘林灣9個重點站位沉積物中不同形態(tài)氮、磷的時空分布和歷史演變趨勢。
　　表層沉積物每月采集一次,共進行13個航次。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,有機質含量(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溶液進行,各無機磷的提取采用Ruttenberg提出并經Jense

3、netal.修改的連續(xù)提取法,有機磷(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關系,今后可用W%直接粗略地估計這些指標在沉積物中的含量。各形態(tài)氮、磷含量均與TOM呈顯著的正相關關系,各形態(tài)磷相互之間也呈顯著的正相關關系,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,明顯高于國內外許多同類型海灣。各形態(tài)氮、磷年均值的平面分布呈現灣內(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生的生物碎屑以及陸源排污排廢是柘林灣各氮磷指標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月均值也在這一時期達到年度最高水平。主要原因是7、8月既是養(yǎng)殖魚類的高速成長期,餌料投放量遠高于其它季節(jié),又是該灣水溫全年最高的時期,是魚蝦貝類的高死亡季節(jié)。由此產生的生物碎屑增多,有機氮分解產生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,且所有指標年際間差幅最大的均出現在漁排養(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)模網箱漁排養(yǎng)殖對柘林灣水質惡化的重要影響。
　　除灣頂三百門(S2)和大規(guī)模網箱漁排養(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“沉降-降解-堆積”三階段的分布特征,反映了成巖作用的結果。S2、S6測站柱狀沉積物中的多項氮磷指標,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致的污染物快速堆積有關。底棲動物對沉積物垂

7、直方向的擾動可能是各氮磷指標在沉降和降解階段產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系,與自生磷(Au-P)和OP在成巖過程中的相互轉化有關。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系主要與微生物對兩者的降解有關。
　　柘林灣表層沉積物中的生物可利用磷