長江口及鄰近海域赤潮生消過程特征及其營養(yǎng)鹽效應(yīng)分析.pdf

1、近年來，長江口及鄰近海域已成為我國著名的赤潮高發(fā)區(qū)，該海域赤潮頻發(fā)與其每年氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的排海通量不斷增加密切相關(guān)。因此，確定我國長江口及鄰近海域主要營養(yǎng)物質(zhì)的來源、通量，了解其對赤潮發(fā)生規(guī)模的影響，確定營養(yǎng)鹽在東海赤潮生消過程中的作用，是闡明當(dāng)前該海域赤潮發(fā)生機(jī)制的重要科學(xué)問題。 本文以長江沖淡水及陸源影響區(qū)為研究區(qū)域，以2002～2007年長江口及鄰近海域多個航次現(xiàn)場調(diào)查資料為基礎(chǔ)，系統(tǒng)計算了該海域各主要營養(yǎng)鹽來源的排海

2、通量；分析了該海域營養(yǎng)鹽平面分布特征及季節(jié)變化特征，比較了赤潮高發(fā)區(qū)與非赤潮高發(fā)區(qū)營養(yǎng)鹽水平的差異；分析了該海域赤潮生消過程的特征，并對營養(yǎng)鹽輸入通量和赤潮發(fā)生狀況之間的關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。得出的主要結(jié)論如下： 1、長江口及鄰近海主要營養(yǎng)鹽來源及通量 1)在長江口及鄰近海域淡水和海水的混合過程中，SiO3-Si具有很好的保守性，其濃度與鹽度之間呈現(xiàn)出良好的直線關(guān)系，DIN和PO4-P具有明顯的補(bǔ)充作用，它們的濃度與鹽度之

3、間呈現(xiàn)出良好的曲線關(guān)系，該曲線符合MnMolecular方程式。 2)長江營養(yǎng)鹽排海通量變化主要受長江徑流量影響，研究海域的營養(yǎng)鹽通量存在明顯的季節(jié)變化，輸入高峰期在每年的5～8月，其中6月為高峰期；調(diào)查期間2002、2003和2005年長江營養(yǎng)鹽輸入通量較大，2006和2007年較小，2004年最小。 3)長江是研究海區(qū)最大的營養(yǎng)鹽來源，其DIN入海通量占排海總量的52％，PO4-P占33％，SiO3-Si占56％

4、；東海外海交換對研究海域PO4-P(27％)和SiO3-Si(21％)入海通量有較大貢獻(xiàn)；其它入海徑流對DIN(17％)和SiO3-Si(23％)入海通量有較大貢獻(xiàn)；大氣沉降對DIN(18％)入海通量也有較大貢獻(xiàn)。此外，沉積物-海水界面的營養(yǎng)鹽交換對研究海域的營養(yǎng)鹽收支狀況也起到重要作用。 2、長江口及鄰近海主要營養(yǎng)鹽狀況 1)長江口及鄰近海域DIN、PO4-P、SiO3-S的等值線在122.0～122.5°E之間存

5、在較大的濃度梯度，且均表現(xiàn)為近岸向離岸方向逐漸降低的特點(diǎn)。冬春季節(jié)營養(yǎng)鹽等值線與海岸線基本平行，營養(yǎng)鹽高值區(qū)主要集中在長江口至浙江南部的狹長地帶，夏秋季節(jié)營養(yǎng)鹽等值線轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚤L江口和杭州灣為中心呈扇面狀向外海擴(kuò)展，營養(yǎng)鹽高值區(qū)主要集中在舟山群島以北的區(qū)域。 2)影響長江口及鄰近海域營養(yǎng)鹽平面分布特征的主要因素是長江等陸源輸入，營養(yǎng)鹽高值區(qū)隨長江營養(yǎng)鹽排海通量的增加而外擴(kuò)，隨長江沖淡水的改向而轉(zhuǎn)移，長江營養(yǎng)鹽輸入通量的多少及其擴(kuò)

6、散模式，直接影響該海區(qū)營養(yǎng)鹽平面分布特征和富營養(yǎng)化程度的大小。 3)長江口及鄰近海域營養(yǎng)鹽的濃度水平及季節(jié)變化模式取決于營養(yǎng)鹽補(bǔ)充和浮游植物消耗之間的消長和平衡。夏季該海區(qū)浮游植物的爆發(fā)性生長與增殖導(dǎo)致了對營養(yǎng)鹽的需求高于營養(yǎng)鹽的補(bǔ)充，從而造成該海區(qū)各項(xiàng)營養(yǎng)鹽平均濃度整體表現(xiàn)為秋季最高、夏季最低，秋冬季節(jié)普遍高于春夏季節(jié)的變化特征。 4)研究海域赤潮高發(fā)區(qū)和非赤潮高發(fā)區(qū)S、PO4-P、SiO3-S和DIN存在顯著性差

7、異，赤潮發(fā)生區(qū)主要集中在營養(yǎng)鹽濃度水平相對較高、變化范圍較小的富營養(yǎng)化的區(qū)域。 3、長江口及鄰近海赤潮生消過程特征 1)依據(jù)該海區(qū)赤潮發(fā)生的實(shí)際狀況和葉綠素濃度變化將該海域硅藻或甲藻赤潮生消過程劃分別劃分成5個階段：延滯期(葉綠素低于1.5μg·L-1)、孕育期、指數(shù)生長期(葉綠素低于10μg·L-1)、維持期(葉綠素高于10μg·L-1)和消散期(葉綠素低于10μg·L-1)。 2)確定了該海區(qū)赤潮生消過

8、程中各主要參量的變化特征：溫鹽：硅藻赤潮發(fā)生時低溫低鹽，甲藻赤潮發(fā)生時高溫低鹽；營養(yǎng)鹽濃度：硅藻赤潮發(fā)生前各項(xiàng)營養(yǎng)鹽濃度均較高，甲藻赤潮發(fā)生前各項(xiàng)營養(yǎng)鹽濃度均較低，各項(xiàng)營養(yǎng)鹽濃度隨硅藻赤潮的發(fā)生、發(fā)展快速大幅度下降，隨甲藻赤潮的發(fā)生、發(fā)展緩慢小幅度下降；營養(yǎng)鹽補(bǔ)充：硅藻赤潮隨高溫高鹽外海海水的入侵近岸而發(fā)生、發(fā)展并消散，甲藻赤潮隨低鹽度長江沖淡水的補(bǔ)充而發(fā)生、發(fā)展并消散；赤潮生消過程中各項(xiàng)營養(yǎng)鹽濃度主要取決于該過程中各項(xiàng)營養(yǎng)鹽的補(bǔ)充速度

9、與浮游植物消耗速度。 3)確定了2005年研究海區(qū)赤潮生消過程中各要素的時間變化特征：硅藻赤潮爆發(fā)前，研究海區(qū)溫度鹽度較低，營養(yǎng)鹽濃度較高且處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，此后硅藻赤潮優(yōu)先爆發(fā)，最后隨PO4-P和SiO3-S濃度的快速降低，硅藻赤潮迅速消亡；甲藻赤潮爆發(fā)前，研究海區(qū)溫度較高鹽度降低，營養(yǎng)鹽濃度整體較低，大規(guī)模甲藻赤潮爆發(fā)期間營養(yǎng)鹽補(bǔ)充加大，長時間的維持期后，溫度超過了甲藻適溫范圍，同時DIN含量降低到最低值，甲藻赤潮消亡。

10、 4)確定了長江營養(yǎng)鹽輸入通量年變化、季節(jié)變化與赤潮發(fā)生狀況之間的關(guān)系：各項(xiàng)營養(yǎng)鹽輸入通量與赤潮規(guī)模之間具有良好的指數(shù)增長型曲線關(guān)系，營養(yǎng)鹽通量的增加將導(dǎo)致研究海區(qū)赤潮爆發(fā)頻率/面積呈指數(shù)增長。其中，DIN輸入通量與赤潮規(guī)模相關(guān)性最好。 5)確定了各航次長江營養(yǎng)鹽輸入通量與海區(qū)葉綠素平均濃度之間的關(guān)系：春夏季節(jié)研究海區(qū)葉綠素平均濃度的高低與長江營養(yǎng)鹽輸入通量的大小之間具有非常好的直線關(guān)系，營養(yǎng)鹽輸入通量的增加將導(dǎo)致該海