廣西北海市廉州灣養(yǎng)殖區(qū)營養(yǎng)鹽分布與富營養(yǎng)化的研究

李 萍，劉保良，陳旭陽

國家海洋局北海海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西北海 536000

富營養(yǎng)化是指由于人類的活動(dòng)水體中營養(yǎng)成分（如氮、磷等）增加，引起植物過量生長和整個(gè)水體生態(tài)平衡的改變，因而造成危害的一種污染現(xiàn)象[1]。研究海水中營養(yǎng)鹽的分布規(guī)律，對(duì)于了解營養(yǎng)物質(zhì)的來源和遷移特征，以及富營養(yǎng)化對(duì)沿岸海水養(yǎng)殖業(yè)造成的影響具有重要的意義。

廉州灣位于北海市北側(cè)，灣口朝西半開放，呈半圓狀。海灣口門南起北海市冠頭嶺，北至合浦縣西場的高沙。海灣口門寬17km，全灣岸線長約72km，海灣面積190km2[2]。廉州灣養(yǎng)殖區(qū)位于廉州灣的東南側(cè)，是北海市主要的海水養(yǎng)殖區(qū)。本文根據(jù)2009年5、8、10月和2010年5、8、10月6個(gè)航次的調(diào)查資料對(duì)廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海水中營養(yǎng)鹽（即無機(jī)氮：包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、氨氮、無機(jī)磷）含量的變化和分布變化進(jìn)行研究，分析討論營養(yǎng)鹽分布與該養(yǎng)殖區(qū)海域富營養(yǎng)化的關(guān)系，為廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位和時(shí)間

圖1 廉州灣養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測(cè)站位圖

本次調(diào)查在廉州灣養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)共設(shè)了7個(gè)監(jiān)測(cè)站位（D3N070～D3N076）。調(diào)查時(shí)間為2009年5、8、10和2010年的5、8、10月共6個(gè)航次（見圖1）。

1.2 采樣與分析方法

樣品采集和分析方法均依據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》GB17378.4-2007[3]進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2009年5 、8 、10月和2010年5、8、10月廉州灣海域溶解態(tài)無機(jī)氮（NO2-N、NO3-N、NH4-N之和）、無機(jī)磷（PO4-P）化學(xué)需氧量（COD）的含量范圍見表1。

表1 廉州灣表層海水中無機(jī)氮和無機(jī)磷的含量（mg/L）

2.1 無機(jī)氮（DIN）的分布特點(diǎn)

經(jīng)分析2009年廉州灣養(yǎng)殖區(qū)的DIN變化范圍在0.075 mg/L～0.219mg/L，各月DIN含量平均值均＜0.30mg/L，符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，GB 3097-1997），適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。2010年廉州灣養(yǎng)殖區(qū)的DIN變化范圍在0.158mg/L～0.395mg/L，5月份的海水DIN含量值為0.158 mg/L，符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，8月和10月的海水DIN含量均超過0.30mg/L，小于0.40mg/L，屬于第三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，GB 3097-1997）。

2.2 無機(jī)磷（PO4-P）的分布特點(diǎn)

調(diào)查結(jié)果表明：廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海水無機(jī)磷含量的變化：5月＜8月＜10月。與海水中無機(jī)氮的分布規(guī)律基本一致。5月份夏季由于生物活動(dòng)旺盛，攝取了大量的磷，因此含量較低。同時(shí)5月是汛期入海河流徑流量的增加是整個(gè)海域PO43--P的濃度有所降低，隨之8、10月份的雨量逐漸減少，入海河流徑流量也遞減，整個(gè)海域PO43--P的濃度有所增加。

2.3 N/P比值

人們往往根據(jù)Rdfield比值研究生態(tài)環(huán)境中的限制因素是氮或磷。就是說，當(dāng)營養(yǎng)鹽總水平足以滿足浮游植物生長時(shí)，海洋浮游植物的N/P比基本遵循Rdfield比，即16:1。只有當(dāng)海水中無機(jī)氮和無機(jī)磷均達(dá)到一定水平以上時(shí)，N/P比對(duì)浮游植物才有實(shí)際意義，如果兩者含量均很低或特別高，對(duì)自養(yǎng)生物都將是不利的。營養(yǎng)鹽吸收動(dòng)力學(xué)研究表明，當(dāng)D/P＞＞16時(shí)，表明水體缺磷，磷是控制生物量得限制因素；而當(dāng)D/P＜＜16時(shí)，表明氮相對(duì)不足，是限制因素[4]。從表1可以看出，2009年5、8、10月和2010年5、8、10月的N/P比值在5.01～10.53之間，平均值6.24，遠(yuǎn)小于16。說明廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海水中P含量較豐富。其原因可能受到沿岸陸源水徑流帶入含P豐富的淡水的影響。

2.4 廉州灣海水營養(yǎng)狀況分析

通過富營養(yǎng)化指數(shù)的計(jì)算公式可以評(píng)價(jià)養(yǎng)殖區(qū)海域富營養(yǎng)化狀況：

富營養(yǎng)化指數(shù)公式[5]如下：

式中：E為富營養(yǎng)化指數(shù)；COD、DIP、DIN的單位均為mg/L；當(dāng)E≧1時(shí)為富營養(yǎng)化，當(dāng)E值越大表明營養(yǎng)化程度越嚴(yán)重。根據(jù)上述公式計(jì)算廉州灣養(yǎng)殖區(qū)各測(cè)站的E值見表2。

表2 廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海域水質(zhì)營養(yǎng)指數(shù)（E）

根據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)E知道的變化趨勢(shì)可見：2009年和2010年從5月到10月富營養(yǎng)化程度逐漸增加，10月份的E值較高，海水富營養(yǎng)化程度最大，這是與海域的無機(jī)氮、磷酸鹽含量和COD值逐漸增大有關(guān)。2009年5、8月E值均小于1，水質(zhì)良好，富營養(yǎng)化程度不明顯。2010年該養(yǎng)殖區(qū)的海水富營養(yǎng)化程度都較高，E值均大于1。從2009年到2010年該養(yǎng)殖區(qū)海水富營養(yǎng)化程度逐年增大，水質(zhì)受污染程度逐年增大。

3 結(jié)論

1）廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海域營養(yǎng)鹽主要來源于陸源徑流（工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)污水和生活污水）和養(yǎng)殖區(qū)自身產(chǎn)生的污水；

2）廉州灣養(yǎng)殖區(qū)無機(jī)氮含量秋季高于夏季；

3）廉州灣養(yǎng)殖區(qū)2009年和2010年海水的N/P值均小于16，說明廉州灣養(yǎng)殖區(qū)海水P含量豐富；

4）廉州灣富秋季營養(yǎng)化程度遠(yuǎn)高于夏季，并且該養(yǎng)殖區(qū)富營養(yǎng)化程度逐年增大，通過對(duì)陸域工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)污水和生活污水加以控制和治理，可以改善廉州灣海水的富營養(yǎng)化程度。

[1]張偉，楊秀山.水體富營養(yǎng)化及其治理[J].生物學(xué)通報(bào)，2001，36(11)：20-22.

[2]李樹華.中國海灣志廣西海灣分冊(cè)[M].北京：海洋出版社，1993：52-95.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB17378.4-2007，海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第4部分：海水分析[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[4]胡明輝，等.長江口浮游植物生長的磷酸鹽限制[J].海洋學(xué)報(bào).1989，11(4)：439-443.

[5]林榮根.海水富營養(yǎng)化水平評(píng)價(jià)方法淺析[J].海洋環(huán)境科學(xué)，1996，15(5)：28-31.