2008年黃海滸苔綠潮爆發(fā)區(qū)營養(yǎng)鹽濃度變化及分布特征

王婷，石曉勇，張傳松，溫婷婷

（中國海洋大學 化學化工學院，山東 青島 266100）

2008年黃海滸苔綠潮爆發(fā)區(qū)營養(yǎng)鹽濃度變化及分布特征

王婷，石曉勇，張傳松，溫婷婷

（中國海洋大學 化學化工學院，山東 青島 266100）

根據(jù)2008年7月22－26日和8月5－14日2個航次對黃海滸苔綠潮爆發(fā)區(qū)的調查數(shù)據(jù)，研究了調查海域營養(yǎng)鹽的濃度變化和分布特征。結果表明，第2航次NH4-N的平均濃度為0.34 μmol/L，低于第1航次，第2航次NO3-N、PO4-P和SiO3-Si的平均濃度分別為4.63 μmol/L、0.39 μmol/L和6.76 μmol/L，高于第1航次，其中平均濃度變化最大的是PO4-P，其次是NH4-N。受陸地徑流和蘇北沿岸流的影響，調查海區(qū)的西南部是營養(yǎng)鹽高值區(qū)，為綠潮爆發(fā)提供了一定基礎。表層海水中NO3-N最高值出現(xiàn)在調查海區(qū)的西南部，底層海水中NO3-N最高值出現(xiàn)在調查海區(qū)的東部；PO4-P和SiO3-Si的分布特征與NO3-N相似；NH4-N表層分布呈現(xiàn)出高值和低值交替出現(xiàn)的特征，底層則呈現(xiàn)近岸高，遠岸低的特征。

滸苔；營養(yǎng)鹽；綠潮；黃海

綠潮（Green tide）是大型藻類過量增殖導致的生態(tài)異?，F(xiàn)象，主要發(fā)生在河口、內灣、澙湖和城市密集的沿海地區(qū)[1]，導致綠潮的主要生物種類是滸苔（Enteromorphaspp.）和石莼（Ulvaspp.），以石莼居多[2]。綠潮能夠從不同方面影響海洋生態(tài)系統(tǒng)，導致生態(tài)系統(tǒng)結構改變和生物多樣性降低[3-4]。此外，綠潮也能影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、漁業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展[5-7]。

2008年6月初，黃海中南部海域爆發(fā)大面積綠潮, 此時青島的氣溫較高，降水較往年偏多，天氣特征有利于滸苔的生長[8]，7月中旬黃海仍有大量滸苔分布，進入8月份以后，黃海滸苔面積逐漸減少。經(jīng)鑒定，形成本次綠潮的種類均屬于同一種，為滸苔屬滸苔（Enteromorpha prolifera）[9,10]。滸苔隸屬于綠藻門石莼科滸苔屬，藻體為草綠色，管狀膜質，主枝明顯，分枝多且細長，茂密，藻體長可達1～2 m，直徑約2～3 mm。滸苔屬于廣溫、廣鹽的大型海藻，廣泛分布于俄羅斯遠東海岸、日本群島、馬來群島和歐洲沿岸等海域。有研究表明，在室內條件下，滸苔日生長速率為23%，海面聚集漂浮的滸苔日生長速率為10%～37%[11,12]。滸苔對海水溫度、鹽度、pH值和光照強度的適應范圍分別為 10～30 ℃、7.2～35、6～9、1 000～10 000 lx，最適范圍分別為：15～25℃、20.2～26.9、7～9、5 000～6 000 lx[13,14]。

本次黃海中南部爆發(fā)的滸苔綠潮是近年來持續(xù)時間較長，規(guī)模較大，蔓延海域較廣的一次。雖然對黃海生源要素的濃度、時空分布特征已做了大量調查研究[15-22]，但對該海域綠潮爆發(fā)前后生源要素的調查研究較少[24]。本文通過2008年7月和8月兩個航次調查數(shù)據(jù)研究該海域營養(yǎng)鹽的濃度變化和分布特征，以期為滸苔綠潮生消動態(tài)和危害效應的研究提供必要的科學基礎與理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域與分析方法

現(xiàn)場調查分別于2008年7月22日-26日（以下簡稱HT1）和2008年8月5日-14日（以下簡稱HT2）分 2個航次進行，分別在經(jīng)度 120°30′E～123°E 和 120°30′E～123°30′E，緯度 33°30′E～36°E之間的黃海海區(qū)進行，布設4個斷面，HT1航次共35個站位，HT2航次共31個站位（圖1），調查船為東方紅2號科學調查船。HT1航次調查期間處于綠潮（滸苔）爆發(fā)中期，HT2航次調查期間處于綠潮（滸苔）末期（滸苔分布狀況見圖1）。調查中應用 CTD現(xiàn)場測定海水溫度和鹽度等參數(shù)，使用Niskin采水器分別采集表、中、底層水樣。水樣經(jīng)GF/F（0.7 μm）濾膜過濾后，HT1航次樣品于-20℃冷凍保存測定硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽，水樣加氯化汞常溫保存用于測定硅酸鹽。在陸地實驗室以QuAAtro營養(yǎng)鹽自動分析儀分別測定各項溶解無機態(tài)營養(yǎng)鹽；HT2航次水樣經(jīng)GF/F（0.7 μm）濾膜過濾后，應用分光光度法在船上現(xiàn)場測定：硝酸鹽（NO3-N）用鎘銅還原-偶氮比色法，磷酸鹽（PO4-P）用磷鉬藍法，硅酸鹽（SiO3-Si）用硅鉬藍法。樣品的處理和測定的操作細節(jié)均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17378.4－2007）中所規(guī)定的方法進行。

2 結果與討論

2.1 營養(yǎng)鹽濃度的變化特征

表1分別列出了調查海區(qū)2008年7月（HT1）和8月（HT2）兩個航次表層、10 m層和底層各項營養(yǎng)鹽濃度的平均值和變化范圍。對每一層而言，HT2航次表層、10 m層和底層DIN、NH4-N濃度都低于HT1航次； HT2航次表層、10 m層和底層PO4-P、NO3-N、NO2-N和SiO3-Si濃度都高于HT1航次。對整個海區(qū)而言，HT2航次DIN濃度比HT1航次低約2 μmol/L，NH4-N低約4 μmol/L，NO3-N高約 2 μmol/L，PO4-P 高約 0.2 μmol/L，SiO3-Si高約3 μmol/L，其中濃度變化幅度較大的是PO4-P和NH4-N，HT2航次PO4-P濃度比HT1航次高約四倍，NH4-N比HT1航次低10倍多。

表2列出了文獻中近年來的各海區(qū)調查數(shù)據(jù)，其中2002年夏季東海調查海域在2002年4－5月期間發(fā)生了兩次規(guī)模較大的赤潮[20]。HT1航次與渤海海區(qū)各層平均值（表 2）對比可以看出，NO3-N和NH4-N濃度高于渤海海區(qū)，PO4-P和SiO3-Si濃度低于渤海海區(qū)；與東海海區(qū)相比，HT1航次NH4-N濃度較高，而NH4-N、PO4-P和SiO3-Si濃度都低于東海海區(qū)。HT2航次與渤海海區(qū)各層平均值（表2）對比可以看出，HT2航次表層和底層NO3-N、底層PO4-P和 SiO3-Si濃度高于渤海海區(qū)，表層和底層NH4-N、表層PO4-P和SiO3-Si濃度低于渤海海區(qū)；與東海海區(qū)相比，HT2航次表層和底層 NO3-N、NH4-N、PO4-P和SiO3-Si濃度均低于東海海區(qū)所對應的各項參數(shù)濃度。

2.2 營養(yǎng)鹽的平面分布特征

不同類型、不同層次，各項營養(yǎng)鹽的平面分布特征不盡相同。對每一項營養(yǎng)鹽來說，表層和10 m層的平面分布情況相似（10 m層圖略），而與底層的分布特征有較大區(qū)別（圖2）。

2.2.1 NO3-N、NH4-N的平面分布特征 HT1和HT2航次調查海區(qū)表層NO3-N的分布特征相似（圖2），呈南高北低，從蘇北沿岸向離岸方向逐漸降低的趨勢，HT1航次表層NO3-N在調查海區(qū)的西南部有一小范圍封閉高值區(qū)，HT2航次該封閉高值區(qū)消失。HT1和HT2航次底層NO3-N分布特征呈現(xiàn)近岸低，遠岸高的趨勢，最高值出現(xiàn)在調查海區(qū)的東部海域，這一特征主要是受臺灣暖流前緣水輸入的影響所致[16]。HT1和 HT2航次調查海區(qū)表層NH4-N分布特征表現(xiàn)為高值和低值交替出現(xiàn)，HT1航次底層NH4-N分布特征與表層相似，而HT2航次底層NH4-N則表現(xiàn)為近岸高遠岸低的特性。

圖 1 黃海綠潮（滸苔）取樣站位及滸苔分布Fig. 1 Green tide ( Enteromorpha prolifera) sampling stations and distribution in the Yellow Sea

表 1 調查海區(qū)營養(yǎng)鹽濃度/ μmol·L-1Tab. 1 Concentration of nutrients in the investigated area/ μmol·L-1

表 2 文獻中營養(yǎng)鹽濃度/ μmol·L-1Tab. 2 Concentration of nutrients in literature/ μmol·L-1

圖2 營養(yǎng)鹽表層和底層平面分布圖Fig. 2 Horizontal distribution of nutrients in surface and bottom layers

HT1航次調查期間處于綠潮（滸苔）爆發(fā)中期（滸苔分布狀況見圖1），滸苔藻體開始發(fā)黃，表層NO3-N高值區(qū)已經(jīng)沒有漂浮滸苔，而低值區(qū)仍有滸苔漂浮，表層NH4-N高值區(qū)有滸苔漂浮而低值區(qū)則沒有滸苔漂浮；HT2航次調查期間處于綠潮（滸苔）末期（滸苔分布狀況見圖 1），調查海區(qū)內表層NO3-N濃度小于 0.5 μmol/L的區(qū)域減小，大于2 μmol/L的區(qū)域增大，表層和底層NH4-N濃度遠低于HT1航次。形成這一分布特征的原因可能是，綠潮中期滸苔已開始腐爛釋放出 NH4-N[25]導致滸苔漂浮區(qū)域NH4-N濃度升高；釋放出的NH4-N經(jīng)過一段時間很可能會被氧化生成NO3-N，使綠潮過后沒有滸苔漂浮區(qū)域的NO3-N濃度升高。

2.2.2 PO4-P 、SiO3-Si平面分布特征 HT1和HT2航次表層PO4-P的分布特征表現(xiàn)為高值和低值交替出現(xiàn)，底層表現(xiàn)為近岸低，外海高的分布趨勢，底層影響因素與NO3-N相同；HT1航次表層PO4-P濃度低的區(qū)域調查期間仍有滸苔漂浮，而濃度高的區(qū)域為綠潮爆發(fā)之后水體表面沒有滸苔漂浮的區(qū)域。與2006年7月夏季調查航次數(shù)據(jù)（表2）相比，HT1航次表層和底層PO4-P濃度低于2006年調查航次，HT2航次表層和底層 PO4-P濃度高于2006年調查航次，說明滸苔綠潮爆發(fā)末期藻體分解釋放出的PO4-P對該海區(qū)的PO4-P可能有一定的補充作用。兩航次 SiO3-Si表層分布特征為中間低，兩邊高，底層表現(xiàn)為近岸低，遠海高，HT2航次表層高值區(qū)出現(xiàn)在調查海區(qū)的西南部。

3 結 論

（1）調查海區(qū) HT2航次 NH4-N平均濃度為0.34 μmol/L遠低于 HT1航次 NH4-N的濃度（4.42 μmol/L），HT2航次 NO3-N、PO4-P 和 SiO3-Si的平均值分別為4.63、0.39和6.76 μmol/L，均大于HT1航次NO3-N（2.44 μmol/L）、PO4-P（0.10 μmol/L）和 SiO3-Si（4.02 μmol/L）的濃度。

（2）調查海區(qū)表層水體NO3-N、PO4-P、SiO3-Si和NH4-N的分布特征各異；底層NO3-N、PO4-P和SiO3-Si則均呈現(xiàn)近岸低，遠海高的分布趨勢；底層NH4-N的分布特征則呈現(xiàn)近岸高，遠海低的分布趨勢。

致謝：感謝2008年滸苔航次調查期間所有船上工作人員！

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Variations in nutrient concentration and distribution for green tide ofEnteromorpha proliferaoccurrence areas of the Yellow Sea in 2008

WANG Ting, SHI Xiao-yong, ZHANG Chuan-song, WEN Ting-ting

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

The variations in nutrient concentration and distribution were analyzed according to the investigation for green tide of Enteromorpha prolifera occurrence areas of the Yellow Sea, during July 22 to 26 and August 5 to 14,2008. The results showed that average concentration of NH4-N (0.34 μmol/L) during the latter voyage was lower than that during the former one, while average concentrations of NO3-N, PO4-P and SiO3-Si (4.63,0.39 ,6.76 μmol/L respectively) during the latter voyage were higher than those during the former one. PO4-P had showed the largest change in the average concentration, with NH4-N followed. The nutrient concentrations in southwest part of the survey area were relatively higher due to the terrestrial runoff and northern Jiangsu coastal current, which contributed to the outbreak of green tide. Distribution of nutrients were as follows: the highest values in surface water of NO3-N, PO4-P and SiO3-Si appeared in the southwest of the survey area, while the highest values in bottom water of them appeared in the east part. When it came to NH4-N, it appeared as the alternating trend of high and low values in surface water, and gradually decreasing from coast to offshore in bottom.

Enteromorpha prolifera; green tide; nutrients; Yellow Sea

X55

A

1001-6932(2011)05-0578-05

2010-11-25；

2011-05-08

國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973）項目（2010CB428701）；我國主要河口及鄰近海域環(huán)境質量評價(908-02-02-02)。

王婷（1985－），女，山東滕州市人，碩士生，主要研究方向為海洋污染與海水分析。電子郵箱：wangting2009@163.com。

石曉勇，博士，教授。電子郵箱：shixy@ouc.edu.cn。