長(zhǎng)江口及鄰近海域赤潮生消過(guò)程特征及其營(yíng)養(yǎng)鹽效應(yīng)分析.pdf

1、近年來(lái)，長(zhǎng)江口及鄰近海域已成為我國(guó)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(yíng)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(guó)長(zhǎng)江口及鄰近海域主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源、通量，了解其對(duì)赤潮發(fā)生規(guī)模的影響，確定營(yíng)養(yǎng)鹽在東海赤潮生消過(guò)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(wèn)題。 本文以長(zhǎng)江沖淡水及陸源影響區(qū)為研究區(qū)域，以2002～2007年長(zhǎng)江口及鄰近海域多個(gè)航次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料為基礎(chǔ)，系統(tǒng)計(jì)算了該海域各主要營(yíng)養(yǎng)鹽來(lái)源的排海

2、通量；分析了該海域營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽水平的差異；分析了該海域赤潮生消過(guò)程的特征，并對(duì)營(yíng)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(zhǎng)江口及鄰近海主要營(yíng)養(yǎng)鹽來(lái)源及通量 1)在長(zhǎng)江口及鄰近海域淡水和海水的混合過(guò)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(zhǎng)江營(yíng)養(yǎng)鹽排海通量變化主要受長(zhǎng)江徑流量影響，研究海域的營(yíng)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(zhǎng)江營(yíng)養(yǎng)鹽輸入通量較大，2006和2007年較小，2004年最小。 3)長(zhǎng)江是研究海區(qū)最大的營(yíng)養(yǎng)鹽來(lái)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(duì)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(duì)DIN(17％)和SiO3-Si(23％)入海通量有較大貢獻(xiàn)；大氣沉降對(duì)DIN(18％)入海通量也有較大貢獻(xiàn)。此外，沉積物-海水界面的營(yíng)養(yǎng)鹽交換對(duì)研究海域的營(yíng)養(yǎng)鹽收支狀況也起到重要作用。 2、長(zhǎng)江口及鄰近海主要營(yíng)養(yǎng)鹽狀況 1)長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)鹽等值線與海岸線基本平行，營(yíng)養(yǎng)鹽高值區(qū)主要集中在長(zhǎng)江口至浙江南部的狹長(zhǎng)地帶，夏秋季節(jié)營(yíng)養(yǎng)鹽等值線轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚤L(zhǎng)江口和杭州灣為中心呈扇面狀向外海擴(kuò)展，營(yíng)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(zhǎng)江口及鄰近海域營(yíng)養(yǎng)鹽平面分布特征的主要因素是長(zhǎng)江等陸源輸入，營(yíng)養(yǎng)鹽高值區(qū)隨長(zhǎng)江營(yíng)養(yǎng)鹽排海通量的增加而外擴(kuò)，隨長(zhǎng)江沖淡水的改向而轉(zhuǎn)移，長(zhǎng)江營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽平面分布特征和富營(yíng)養(yǎng)化程度的大小。 3)長(zhǎng)江口及鄰近海域營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度水平及季節(jié)變化模式取決于營(yíng)養(yǎng)鹽補(bǔ)充和浮游植物消耗之間的消長(zhǎng)和平衡。夏季該海區(qū)浮游植物的爆發(fā)性生長(zhǎng)與增殖導(dǎo)致了對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的需求高于營(yíng)養(yǎng)鹽的補(bǔ)充，從而造成該海區(qū)各項(xiàng)營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽濃度水平相對(duì)較高、變化范圍較小的富營(yíng)養(yǎng)化的區(qū)域。 3、長(zhǎng)江口及鄰近海赤潮生消過(guò)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(guò)程劃分別劃分成5個(gè)階段：延滯期(葉綠素低于1.5μg·L-1)、孕育期、指數(shù)生長(zhǎng)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(guò)

8、程中各主要參量的變化特征：溫鹽：硅藻赤潮發(fā)生時(shí)低溫低鹽，甲藻赤潮發(fā)生時(shí)高溫低鹽；營(yíng)養(yǎng)鹽濃度：硅藻赤潮發(fā)生前各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度均較高，甲藻赤潮發(fā)生前各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度均較低，各項(xiàng)營(yíng)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(yíng)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(zhǎng)江沖淡水的補(bǔ)充而發(fā)生、發(fā)展并消散；赤潮生消過(guò)程中各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度主要取決于該過(guò)程中各項(xiàng)營(yíng)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(guò)程中各要素的時(shí)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(yíng)養(yǎng)鹽濃度較高且處于富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)鹽濃度整體較低，大規(guī)模甲藻赤潮爆發(fā)期間營(yíng)養(yǎng)鹽補(bǔ)充加大，長(zhǎng)時(shí)間的維持期后，溫度超過(guò)了甲藻適溫范圍，同時(shí)DIN含量降低到最低值，甲藻赤潮消亡。

10、 4)確定了長(zhǎng)江營(yíng)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(yíng)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(zhǎng)型曲線關(guān)系，營(yíng)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(zhǎng)。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(zhǎng)江營(yíng)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(zhǎng)江營(yíng)養(yǎng)鹽輸入通量的大小之間具有非常好的直線關(guān)系，營(yíng)養(yǎng)鹽輸入通量的增加將導(dǎo)致該海