潿洲島海域營養鹽變化特征與評價*

黃曉煦，徐軼肖，張 騰，雷 富**，梁千千，陳麗雯，戴圣生

(1.廣西科學院北部灣海洋研究中心，廣西近海海洋環境科學重點實驗室，廣西海洋天然產物與組合生物合成化學重點實驗室，廣西南寧 530007；2.南寧師范大學，北部灣環境演變與資源利用教育部重點實驗室，廣西地表過程與智能模擬重點實驗室，廣西南寧 530001；3.廣西科學院，廣西南寧 530007)

0 引言

潿洲島位于廣西北部灣的中部，是北部灣中最大的島嶼。潿洲島地處亞熱帶海洋性季風氣候區，有著多樣的火山熔巖、奇特的海蝕海積地貌，其附近海域存在色彩斑斕的活珊瑚，珊瑚的總覆蓋率為17.5%-19.5%[1]。潿洲島海域海洋物種豐富，近幾年來每年都有不少的布氏鯨在潿洲島和斜陽島附近海域活動、捕食，是我國難得有大型鯨類頻繁活動的近海海域。潿洲島作為4A級旅游風景區，游客眾多，但當地居民和游客的生活生產廢水排放給附近海域的環境保護帶來一定壓力，且排放的廢水以營養鹽成分居多。營養鹽是浮游植物生長和繁殖的必要元素，其成分與含量是浮游植物群落變化和赤潮暴發的物質基礎。因此，監測調查潿洲島海域的營養鹽變化對掌握海域水環境營養狀況與趨勢具有重要意義。已有研究對潿洲島營養鹽含量變化與赤潮發生機理進行分析[2-6]。其中，韓麗君等[6]分析潿洲島近10年鄰近海域海水中營養鹽的組成和變化特征，認為無機氮和活性磷酸鹽濃度的季節變化特征均為冬季>秋季>夏季，硅酸鹽各季節濃度差別不大，無機氮年際變化幅度比較大，整體上呈現上升趨勢。邱紹芳等[5]分析認為赤潮發生的原因很可能與地理環境有關：北海陸岸的大量有機污染物質被輸送至島內，而南灣港內的水交換條件較差，被污染的海水逐漸富營養化，為赤潮生物提供了適宜的生長環境。赤潮期水域的溶解氧、化學需氧量、濁度、無機氮、葉綠素a濃度等明顯高于非赤潮期。李小敏等[3]研究2004年潿洲島附近海域發生的一次小規模紅海束毛藻赤潮，結果表明此次赤潮發生與海水富營養化無關，而是一次非富營養化引發的赤潮，可能與海洋水文特征的不規則變化有關。可見，引發赤潮的機理和水體營養的變化既復雜又多樣化，值得從不同的角度探究。本研究基于2018-2019年在潿洲島海域的采樣調查數據，分析潿洲島海域營養鹽成分比例、濃度與時空變化趨勢，研究海域的營養狀況與趨勢，并對海域生態進行健康評價。

1 材料與方法

1.1 調查站位與時間

在廣西潿洲島海域(圖1)布設8個站位進行4個季度的采樣調查，時間分別為2018年9月、2018年12月、2019年3月、2019年6月，頻率為每3個月一次。

▲Station

1.2 調查項目

1.3 評價方法

1.3.1 水質評價

采用《海水水質標準》[8]作為評價標準，單項水質評價采用單項標準指數法，其公式為

(1)

1.3.2 富營養化評價

(2)

其中，E為富營養化指數，E值越高，富營養化程度越嚴重。根據《海水水質標準》，調查海域海水水質可劃分為貧營養化(E<1.0)、輕度富營養化(1.0≤E<2.0)、中度富營養化(2.0≤E<5.0)、重富營養化(5.0≤E<15)和嚴重富營養化(E≥15) 5個程度。

1.3.3 相關性分析

利用IBM SPSS STATISTICS 23.0軟件包中Correlate分析(Pearson)變量的關聯性，在N個變量下，0.01

2 結果與分析

2.1 溶解無機氮成分和比例

2.2 營養鹽濃度變化

潿洲島鄰近海域水溫均較高，為18-31℃，海水溫度季節性變化明顯；而鹽度、pH值季節變化不大，其值分別為31-32、8.2-8.01；DO與COD在夏季濃度較高，DO含量為6 560-8 136 μg/L，平均為7 431 μg/L；COD含量為220-870 μg/L，平均為452 μg/L；均屬于第一類海水水質標準，COD以第一類海水水質標準進行評價分析，單項標準指數Ai為0.11-0.44。

表1 各站位不同季節與含量

2.3 營養鹽時空變化

2.4 富營養化評價

海域的富營養化指數為0.016-0.26 (圖2)，春、夏季濃度變化趨勢明顯，春季在年際變化中富營養化指數整體處于全年最高，并在W2站位達到最高值0.26。該站位處于潿洲島的東面海域，富營養化指數為0.016-0.26，隨著營養鹽濃度的變化而有所波動，該站位在春、夏、秋等季節的富營養化指數相對其他站位來說較高。除W2站位外，各站位的富營養化程度相對較低且相對穩定。潿洲島整體海域富營養化指數均小于1，表明該海域營養狀況為貧營養。

圖2 各站位富營養化指數的年際變化

3 討論

整體上潿洲島海域水環境質量現狀良好，北部灣灣內餌料豐富，有著健全的食物鏈，而近年來大型布氏鯨頻繁出現在潿洲島海域也反映出其良好的水質狀態，水域環境健康給海洋生物創造了良好的生存環境。

4 結論

根據2018-2019年在潿洲島海域的采樣調查，得到以下結論:

(3)海水中的營養鹽極易受生物活動和水文狀況的影響，輸入與消耗也會改變營養鹽分布狀況。因此，展開持續的海域環境調查監測可為赤潮的發生提供參考信息。