象山港Chl-a的分布及其與環(huán)境因子關(guān)系研究?

蔡惠文， 卓麗飛， 呂華慶， 石鋼德(1. 浙江海洋學(xué)院，浙江 舟山 16022; 2. 國(guó)家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)中心，浙江 舟山 16022；. 寧波市象山港海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江 寧波 15141)

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象山港Chl-a的分布及其與環(huán)境因子關(guān)系研究?

蔡惠文1,2， 卓麗飛1,2， 呂華慶1??， 石鋼德3
(1. 浙江海洋學(xué)院，浙江 舟山 316022; 2. 國(guó)家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)中心，浙江 舟山 316022；3. 寧波市象山港海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站，浙江 寧波 315141)

根據(jù)2012年5、8、10月在象山港海域的監(jiān)測(cè)資料，分析了該海域Chl-a的時(shí)空分布特征，及其與水溫、鹽度、溶解氧、COD以及營(yíng)養(yǎng)鹽等主要環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：象山港海域Chl-a濃度在0.27～27.29μg/L范圍內(nèi)，平均濃度為2.80μg/L。海域Chl-a濃度的季節(jié)性變化非常明顯，峰值出現(xiàn)在夏季，而秋季濃度最低；并且具有從內(nèi)灣港頂向港外逐漸遞減的空間分布規(guī)律。相關(guān)性分析顯示，在夏季，影響Chl-a含量的主要因素是鹽度和溶解氧；在秋季，Chl-a與活性磷酸鹽和硅酸鹽間的相關(guān)性非常顯著，但與無(wú)機(jī)氮(DIN)不具顯著意義相關(guān)關(guān)系。總體看來，象山港海域Chl-a的時(shí)空分布受到海域水動(dòng)力條件、海水養(yǎng)殖活動(dòng)等的共同影響，夏季還可能受到臺(tái)風(fēng)影響。

象山港；Chl-a；硅酸鹽；磷酸鹽；環(huán)境因子

象山港位于浙江省北部沿海，南臨三門灣，北靠杭州灣，東側(cè)為舟山群島，是一東北-西南走向的狹長(zhǎng)型半封閉海灣。良好的地理位置和豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽，為象山港養(yǎng)殖業(yè)的大規(guī)模發(fā)展提供了有利條件，是浙江省重要的養(yǎng)殖基地，被譽(yù)為國(guó)家級(jí)“大漁池”。然而，由于缺乏科學(xué)的規(guī)劃和管理，養(yǎng)殖業(yè)戶只顧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展所帶來的豐厚經(jīng)濟(jì)利益，而忽視了養(yǎng)殖水域的環(huán)境承載能力，導(dǎo)致象山港海域生態(tài)失衡，出現(xiàn)嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化和海域沉積環(huán)境的惡化[1-3]。大量的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和資料分析表明，近20年來象山港海域中的氮磷含量一直呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)[4]，外源性有機(jī)物所占比重在增高，生物多樣性降低，生物資源嚴(yán)重衰退。其生態(tài)環(huán)境狀況直接影響到象山港海域水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。關(guān)于象山港海域營(yíng)養(yǎng)鹽分布、沉積環(huán)境質(zhì)量、水交換等的研究已有較多報(bào)道[4-6]，但對(duì)Chl-a的研究報(bào)道較少。寧修仁等在1980年代對(duì)浙江沿岸上升流區(qū)Chl-a和初級(jí)生產(chǎn)力的分布特征進(jìn)行了研究，但對(duì)象山港內(nèi)的情況并未進(jìn)行詳細(xì)論述[7]。

海域Chl-a的濃度變化受到溫度、光照、鹽度、營(yíng)養(yǎng)鹽以及浮游動(dòng)物攝食等多個(gè)環(huán)境和生物因素的影響，是開展生態(tài)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。Chl-a含量不僅是研究浮游植物生物量、時(shí)空分布和動(dòng)態(tài)變化的主要指標(biāo)，同時(shí)也反映了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)鹽分布、生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)以及動(dòng)態(tài)變化。國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心2012年關(guān)于全國(guó)33個(gè)赤潮監(jiān)控區(qū)的報(bào)告顯示，象山港海域處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[8]。經(jīng)鑒定，港內(nèi)浮游植物以硅藻為主，占80%以上，其次是甲藻和藍(lán)綠藻[9]。因此，開展Chl-a含量及其環(huán)境因子影響研究不僅對(duì)于象山港養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展很重要，同時(shí)對(duì)于赤潮監(jiān)控區(qū)的預(yù)警預(yù)報(bào)也尤為重要。

本文根據(jù)2012年春、夏、秋三季在象山港海域開展的海洋綜合調(diào)查，分析了該海域Chl-a的時(shí)空分布特征及其與重要環(huán)境因子的關(guān)系，從而系統(tǒng)了解了該海灣的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀以及其潛在的發(fā)展變化趨勢(shì)，為象山港海域生態(tài)環(huán)境修復(fù)和治理，為海水養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展以及政府部門制定養(yǎng)殖環(huán)境規(guī)劃提供參考和借鑒。

1 研究區(qū)域

1.1 研究區(qū)域

本研究區(qū)域?yàn)橄笊礁酆Ｓ?29°24′N～29°48′N，121°23′E～122°03′E)。象山港海域面積563km2，其中潮灘面積171km2，理論深度基準(zhǔn)面以下海域面積392km2，港內(nèi)水深在10～15m之間。良好的地理環(huán)境和餌料生物條件為魚蝦貝藻的生長(zhǎng)和繁殖提供了有利條件，港內(nèi)主要有圍塘對(duì)蝦養(yǎng)殖，網(wǎng)箱魚類養(yǎng)殖，灘涂貝類養(yǎng)殖以及大型藻類養(yǎng)殖。該海域岸線曲折，海底地形復(fù)雜，港中有支港，水道有分汊，外海潮波從佛渡水道、牛鼻山水道等幾個(gè)水道進(jìn)入象山港，形成港內(nèi)復(fù)雜的潮流運(yùn)動(dòng)體系。同時(shí)，由于象山港的狹長(zhǎng)地理特征，導(dǎo)致其港內(nèi)外顯著不同的水動(dòng)力條件以及污染物擴(kuò)散特征。據(jù)陳偉和蘇紀(jì)蘭的研究，象山港外區(qū)域完成90%的水交換需要15d，而港頂區(qū)域則需要90d[10-11]。

為詳細(xì)了解象山港海域生態(tài)環(huán)境特征的區(qū)域性差異，將研究區(qū)域分為港頂、港中和港外3個(gè)區(qū)。在研究區(qū)域內(nèi)共布置13個(gè)站位(見圖1)，分別于2012年5、8和10月進(jìn)行了每月大潮期和小潮期共2次綜合調(diào)查。其中站位XS01-XS03位于港外，XS04-XS07位于港中區(qū)，XS08-XS13位于港頂區(qū)域。

圖1 研究區(qū)域及調(diào)查站位圖Fig.1 Study area and sampling stations

1.2 樣品的采集和測(cè)定

樣品的采集與保存按照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》進(jìn)行[12]。用Niskin采水器在各采樣站點(diǎn)采集表層海水，水樣經(jīng)47mm Waterman GF/F玻璃纖維濾膜過濾(孔徑0.7μm)，將濾膜用鋁箔包好后置于液氮中保存待測(cè)。在低溫避光條件下，將截留在濾膜上的光合浮游生物細(xì)胞經(jīng)90%丙酮萃取14～24h，萃取液用Turner Designs 700熒光光度計(jì)測(cè)定Chl-a濃度[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

Chl-a濃度等值線由Golden Software Surfer 8.0生成。為了消除數(shù)據(jù)極差影響，更好的反映Chl-a與其他參數(shù)間的關(guān)系，在對(duì)Chl-a濃度取自然對(duì)數(shù)后由統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Chl-a與主要環(huán)境因子(溫度、鹽度、DO和COD)和營(yíng)養(yǎng)鹽(無(wú)機(jī)氮、氨氮、磷酸鹽、硅酸鹽)的分析采用Paired-sample T test分析方法，P<0.05為差異性顯著，P<0.01為差異性極其顯著。

2 研究結(jié)果

2.1 象山港海域溫、鹽分布特征

研究區(qū)域的水溫在19.0～30.8℃范圍內(nèi)變化，其中5、8、10月的平均氣溫分別為20.3，29.6和23.3℃。溫度的分布呈現(xiàn)港頂高港外低的分布趨勢(shì)。象山港海域的鹽度平面分布比較均勻，但隨著港內(nèi)水體與外海水交換的不斷加強(qiáng)，港外開闊海域受到外海水的影響逐漸加強(qiáng)，鹽度逐漸升高，港頂?shù)透弁飧叩姆植继卣髅黠@。尤其在夏季，這種區(qū)域性變化最為顯著，港外鹽度(26.13)遠(yuǎn)高于港頂海域(22.67)。但秋季，港頂、港中和港外3個(gè)區(qū)域的鹽度差異不明顯，平均鹽度分別為23.6，23.9和23.8。

象山港海域的溫鹽分布在港外受到浙江沿岸流的影響明顯，港頂主要受到陸地徑流的影響，而港中為過渡帶。表1給出了這3個(gè)區(qū)域在本次調(diào)查期間不同季節(jié)的溫、鹽變化范圍和平均值。

表1 象山港海域溫度和鹽度變化范圍及平均值

Note:①Top of the Bay;②Middle of the Bay;③Mouth of the Bay.

2.2 象山港海域Chl-a平面分布特征

象山港海域Chl-a濃度在0.27～27.29μg/L之間變化，平均濃度為2.80μg/L，最高值出現(xiàn)在夏季的XS13站，濃度為27.29μg/L，最低值為0.27μg/L，出現(xiàn)在春季的XS04站位。Chl-a濃度最高的海域其生物量高達(dá)2.59×1010個(gè)/m3。調(diào)查海域春、夏、秋三季的Chl-a分布狀況見圖2～4。從圖中可以看出，Chl-a濃度平面分布的不均勻性。象山港港頂海域的Chl-a濃度普遍高于港中和港外，呈現(xiàn)明顯的從內(nèi)灣港頂向港外逐漸降低的分布規(guī)律，這種趨勢(shì)在夏、秋兩季尤為明顯。夏季，整個(gè)調(diào)查海域Chl-a的濃度普遍升高，尤其是港頂海域，浮游植物數(shù)量劇增，水體中Chl-a濃度高達(dá)27.29μg/L，形成浮游植物水華(Bloom)，從平面分布上看，表現(xiàn)為港頂>港中>港外，春、秋兩季Chl-a濃度雖然低于夏季，但高值區(qū)仍位于港頂海域，濃度分別為1.64和1.24μg/L。

2.3 象山港海域Chl-a的季節(jié)性變化

根據(jù)調(diào)查資料，象山港海域Chl-a含量的季節(jié)性變化十分明顯。整個(gè)海域的Chl-a濃度在夏季(8月份)出現(xiàn)高峰值，濃度在1.3～27.29μg/L之間變化；其中港頂、港中、港外的Chl-a平均濃度分別為12.75，1.65和1.33μg/L。浮游植物在8月份形成高峰后開始逐漸下降，在秋季降至低谷，整個(gè)調(diào)查海域的平均Chl-a濃度僅為0.60μg/L，除站位XS11(1.06μg/L)和站位XS12(1.24μg/L)外，其他站位Chl-a濃度均在1.00μg/L以下，港頂海域平均濃度也僅有0.87μg/L。春季，Chl-a濃度比秋季略高，變化范圍在0.63～1.64μg/L之間，平均為1.10μg/L，呈現(xiàn)為港頂(1.31μg/L)>港外(1.00μg/L)>港中(0.83μg/L)的特征。

雖然季節(jié)性變化適合整個(gè)調(diào)查海域，但這種季節(jié)性差異在不同區(qū)域的變化幅度顯著不同。港頂海域的季節(jié)性變化最大，港中和港外的變化幅度則較小。港頂海域Chl-a的平均濃度最大值(12.75μg/L)比最小值(0.87μg/L)高出15倍，而港外海域最高濃度(1.33μg/L)僅比最低濃度(0.37μg/L)高0.96μg/L。

從Chl-a的平面分布圖中也可以看出，無(wú)論是整個(gè)研究區(qū)域還是港頂、港中、港外3個(gè)區(qū)域，Chl-a的濃度變化均呈現(xiàn)夏季>春季>秋季的變化規(guī)律。

圖2 象山港春季Chl-a平面分布Fig.2 Spatial variation of Chl-a in spring

圖3 象山港夏季Chl-a平面分布Fig.3 Spatial variation of Chl-a in summer

圖4 象山港秋季Chl-a平面分布Fig.4 Spatial variation of Chl-a in autumn

2.4 Chl-a濃度變化與環(huán)境因子的關(guān)系

根據(jù)相關(guān)性分析，象山港內(nèi)Chl-a的濃度與水溫、鹽度、溶解氧以及COD之間的關(guān)系，隨著季節(jié)的變化而有不同的相關(guān)關(guān)系。夏季，Chl-a與各環(huán)境因子之間的關(guān)系非常密切(見圖5)，而春、秋兩季，其相關(guān)關(guān)系普遍不太明顯。夏季，Chl-a濃度與溫度間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.72，n=13,p≤0.01)，而與鹽度的負(fù)相關(guān)趨勢(shì)也非常明顯(r=0.74，n=13,p≤0.01)，說明Chl-a濃度隨著溫度和鹽度的變化而受到比較大的影響。同時(shí)，Chl-a濃度與DO之間也呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系(r=0.79，n=13,p≤0.01)，但與COD間的關(guān)系不太明顯，相關(guān)系數(shù)r僅為0.47。

在春季，除了與DO的相關(guān)關(guān)系比較顯著外(r=0.65，n=13，p≤0.05)，與溫度、鹽度、COD都沒有明顯的相關(guān)性。與春季不同，秋季的Chl-a濃度與鹽度具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=0.77，n=13,p≤0.01)，與DO和COD的相關(guān)性較弱，與溫度卻不相關(guān)。

2.5 Chl-a濃度變化與營(yíng)養(yǎng)鹽的關(guān)系

將Chl-a濃度與現(xiàn)場(chǎng)同步取樣測(cè)定的無(wú)機(jī)氮、氨氮、活性磷酸鹽和硅酸鹽濃度進(jìn)行了分析(營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分布數(shù)據(jù)待發(fā)表)。結(jié)果顯示，象山港Chl-a濃度變化與營(yíng)養(yǎng)鹽的相關(guān)關(guān)系也呈現(xiàn)季節(jié)性變化，但與溫度、鹽度以及DO等理化因子所表現(xiàn)出來的在夏季具有顯著的相關(guān)關(guān)系不同，其相關(guān)性在秋季特別明顯(見圖6)，春、夏兩季則無(wú)明顯的相關(guān)關(guān)系。

秋季，硅酸鹽和活性磷酸鹽與Chl-a含量具有極其顯著的正相關(guān)趨勢(shì)，相關(guān)系數(shù)分別為(r=0.81，n=13，p≤0.01)和(r=0.84，p≤0.01)，說明硅酸鹽和活性磷酸鹽這兩種營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度變化將直接影響到浮游植物生長(zhǎng)和葉綠素濃度。其與無(wú)機(jī)氮間的相關(guān)關(guān)系較為顯著(r=0.6，n=13，p≤0.05)，但與氨氮的相關(guān)關(guān)系很弱(r=0.47，n=13)。春季，Chl-a與各營(yíng)養(yǎng)鹽都不相關(guān)，在夏季，僅與活性磷酸鹽具有弱的相關(guān)性。

(縱坐標(biāo)為Chl-a濃度取對(duì)數(shù)后數(shù)值，Chl-a原單位為ng/L。The ordinate is the exponetial chl-a concentration with the original unit of ng/L.)圖5 夏季象山港Chl-a濃度與理化因子的相關(guān)關(guān)系Fig.5 Correlationship between Chl-a and physic-chemical parameters in summer

(縱坐標(biāo)為Chl-a濃度取對(duì)數(shù)后數(shù)值，Chl-a原單位為ng/L。The ordinate is the exponetial Chl-a concentration with the original unit of ng/L.)圖6 秋季象山港Chl-a濃度與營(yíng)養(yǎng)鹽的相關(guān)關(guān)系Fig.6 Correlationship between Chl-a and nutrients in autumn

3 討論

研究區(qū)域內(nèi)Chl-a濃度所呈現(xiàn)出來的由內(nèi)灣港頂向?yàn)惩膺f減的趨勢(shì)與該海域水動(dòng)力條件的區(qū)域性差異具有直接關(guān)系。象山港港頂海域的水交換滯緩[10-11]，物理自凈能力較差，沿港地區(qū)陸源污染物質(zhì)入海以及港內(nèi)大規(guī)模海水養(yǎng)殖產(chǎn)生的大量有機(jī)物不能及時(shí)的通過水交換擴(kuò)散到灣外海域，導(dǎo)致港內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽含量非常高。根據(jù)本研究2012年的調(diào)查結(jié)果，象山港海域的無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽和溶解性硅酸鹽的年平均含量分別為0.70，0.057和1.25mg/L，遠(yuǎn)超過四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值[14]。豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽促進(jìn)了浮游植物的生長(zhǎng)和繁殖，Chl-a的濃度隨之升高。雖然營(yíng)養(yǎng)鹽和Chl-a的濃度變化趨勢(shì)存在一定差異，但無(wú)論是灣頂、灣中還是灣外海域，在浮游植物生長(zhǎng)高峰期，水體中無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽以及硅酸鹽的濃度均表現(xiàn)為一定程度的下降趨勢(shì)，尤其是硅酸鹽濃度，具有明顯的下降。祝翔宇等[15]2007年在象山港海域的環(huán)境調(diào)查結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了同樣的營(yíng)養(yǎng)鹽變化趨勢(shì)。夏季的高溫條件和豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽不僅為浮游植物生長(zhǎng)提供了良好的條件，而且促進(jìn)了浮游動(dòng)物的攝食、生長(zhǎng)和廢棄物的排泄。Chl-a與COD的正相關(guān)關(guān)系(r=0.47，n=13)也在一定程度上說明了海水中有機(jī)物含量的增加，化學(xué)需氧量的增大。童萬(wàn)平等[16]在北海灣的研究也發(fā)現(xiàn)夏季Chl-a濃度與COD的顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.84)。

8月份調(diào)查期間，在港頂海域出現(xiàn)2個(gè)Chl-a濃度的極高值，分別為27.29μg/L(XS13站位)和23.88μg/L(XS10站位)，遠(yuǎn)高于桑溝灣等其他養(yǎng)殖海灣的Chl-a濃度[17-19]?？赡艿脑蚴歉蹆?nèi)布置的大量養(yǎng)殖網(wǎng)箱、養(yǎng)殖筏架以及大型藻類從不同程度上阻擋了海域水流速度，進(jìn)一步影響了港內(nèi)原本較緩慢的水交換，限制了污染物質(zhì)的向外擴(kuò)散。黃長(zhǎng)江等發(fā)現(xiàn)，水交換能力大小也是影響柘林灣Chl-a空間分布格局的重要因素之一[20]。另一方面，夏季是養(yǎng)殖魚類等養(yǎng)殖生物的生長(zhǎng)代謝旺盛時(shí)期，養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的大量殘餌和魚類排泄物在微生物作用下被分解轉(zhuǎn)化成氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體，造成水體中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量的升高，從而促進(jìn)了浮游植物的生長(zhǎng)、繁殖甚至食物鏈結(jié)構(gòu)。據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì)，在象山港網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)尚未形成較快發(fā)展的1990年代初期(象山港內(nèi)網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)自1992年以來才有較快發(fā)展[3])，港內(nèi)Chl-a濃度表現(xiàn)出與2012年明顯不同的季節(jié)性變化規(guī)律。1990年調(diào)查期間，Chl-a在春季形成濃度峰值，港頂海域個(gè)別站位高達(dá)23.32μg/L，夏季整個(gè)海域Chl-a卻有顯著下降，平均值僅為3.86μg/L，秋季又有逐漸上升的趨勢(shì)，與北半球溫帶海域浮游植物的季節(jié)變化類型接近(內(nèi)部資料，象山港放流海域生態(tài)環(huán)境調(diào)查)。但由于陸源污染的輸入和港內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，近些年，象山港海域的無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量已由20世紀(jì)八九十年代的符合Ⅲ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)到現(xiàn)在的超Ⅳ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，成為我國(guó)主要赤潮高發(fā)區(qū)之一。

與此同時(shí),8月份的高Chl-a濃度可能受到臺(tái)風(fēng)“?？钡囊欢ㄓ绊?臺(tái)風(fēng)“?？庇?012年8月8日登陸浙江象山)。臺(tái)風(fēng)過境引發(fā)的暴雨徑流攜帶大量陸源污染物入海以及由臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的海水上下混合和交換的加劇使海底有機(jī)物發(fā)生再懸浮，這雙重原因?qū)е赂蹆?nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽的增加，從而刺激了浮游植物的迅速繁殖，在此期間(8月12日)象山港內(nèi)發(fā)生的大規(guī)模赤潮也說明了這一問題[21]。本次赤潮的發(fā)生規(guī)模為歷史之最，赤潮發(fā)生面積達(dá)390km2，遠(yuǎn)大于往年(如2010年8月赤潮面積為180km2，而2002年赤潮規(guī)模僅為40km2)，但赤潮優(yōu)勢(shì)種基本沒有變化，仍然是以中肋骨條藻和旋鏈角毛藻為主。8月港頂和港外海域的鹽度變化也反映了臺(tái)風(fēng)影響期間淡水注入對(duì)鹽度分布的影響。與2006年同期平均鹽度相比(港頂27.04；港外30.18)，本次調(diào)查期間港頂和港外海域鹽度(分別為22.67和26.13)均有明顯降低[22]。期間無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽濃度也比2006年同期有不同程度的下降，意味著藻華發(fā)生期間浮游植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的消耗。尤其是港頂海域，活性磷酸鹽濃度(0.05mg/L)遠(yuǎn)低于2006年數(shù)據(jù)(0.084mg/L)。

夏季浮游植物的迅速繁殖和生長(zhǎng)，對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的明顯消耗直接導(dǎo)致秋季Chl-a濃度受到影響，Chl-a濃度在象山港海域的季節(jié)性變化規(guī)律也反映出這一問題(峰值出現(xiàn)在夏季，秋季含量最低)。無(wú)機(jī)氮在秋季并沒有對(duì)浮游植物生長(zhǎng)產(chǎn)生制約，但與其他季節(jié)相比較，無(wú)機(jī)氮與Chl-a濃度的相關(guān)性有所提高。與無(wú)機(jī)氮相比，硅酸鹽和磷酸鹽濃度對(duì)浮游植物生長(zhǎng)的影響更加明顯，容易成為浮游植物生長(zhǎng)的潛在限制因子，這從Chl-a與這兩種營(yíng)養(yǎng)鹽之間的顯著性相關(guān)關(guān)系可以看出。

夏季，除了港頂個(gè)別站位氮磷比(N:P)低于10之外，其他站位的氮磷比在15～17之間，營(yíng)養(yǎng)鹽富足，不存在營(yíng)養(yǎng)鹽限制的問題。秋季，除港頂XS12和XS13兩個(gè)站位氮磷比(N∶P)高于16外，其余站位的氮磷比遠(yuǎn)低于Redfield比16∶1，氮限制的潛在性較大。有研究表明，不同氮磷比條件下浮游植物群落結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)為先硅藻后甲藻的演替規(guī)律，且低氮磷比條件可縮短演替時(shí)間[23]。但也有研究表明，水體營(yíng)養(yǎng)鹽狀態(tài)處于氮限制時(shí)，氮磷比的升高有利于甲藻的生長(zhǎng)[24]。但這種關(guān)系是建立在室內(nèi)純種培養(yǎng)基礎(chǔ)之上的，不涉及不同浮游植物類群之間的競(jìng)爭(zhēng)。

與浙江省象山港類似，山東省的桑溝灣、廣東省的大鵬灣、大亞灣以及廣西省的北海灣都是重要養(yǎng)殖基地，將各養(yǎng)殖海灣的Chl-a濃度及其與各環(huán)境因子的相關(guān)性進(jìn)行了比較(見表2)。通過比較發(fā)現(xiàn)，象山港的Chl-a平均濃度高于其他海灣，其原因可能除了與8月份調(diào)查期間受到臺(tái)風(fēng)影響有關(guān)外，還與不同港灣的自然地理特征、水動(dòng)力條件、養(yǎng)殖品種以及養(yǎng)殖密度的差異有關(guān)。比如桑溝灣春季Chl-a濃度偏低的重要原因是灣內(nèi)海帶養(yǎng)殖在春季對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的大量攝取對(duì)浮游植物生長(zhǎng)形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[17]。

表2 象山港與其他養(yǎng)殖港灣葉綠素濃度及其與環(huán)境因子相關(guān)性比較表

Note:①Negative correlation;②Positive correlation;③Perfect correlation;④High correlation;⑤No correlation;⑥Weak correlation

通過相關(guān)性對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，Chl-a與溫、鹽等理化因子的相關(guān)性在不同海灣間差異較大。象山港和北海灣的Chl-a濃度與各環(huán)境因子間相關(guān)關(guān)系的季節(jié)性變化非常明顯，象山港在秋季與各營(yíng)養(yǎng)鹽間的相關(guān)性顯著，而北海灣與營(yíng)養(yǎng)鹽的相關(guān)性在夏季特別明顯。雖然Chl-a與活性磷酸鹽和硅酸鹽的相關(guān)性在這幾個(gè)海灣都表現(xiàn)出普遍一致的顯著正相關(guān)關(guān)系，但是在各個(gè)海灣中，Chl-a與無(wú)機(jī)氮間的相關(guān)性區(qū)別很大。其中，桑溝灣Chl-a濃度與無(wú)機(jī)氮沒有相關(guān)關(guān)系，象山港和大亞灣的相關(guān)性不明顯，大鵬灣和北海灣卻顯著相關(guān)。最顯著的是冬季的北海灣海域無(wú)機(jī)氮的明顯缺乏直接影響了浮游植物的生長(zhǎng)，甚至影響到了水產(chǎn)資源的發(fā)展。

通過上述分析，我們還可以看出，Chl-a濃度變化與環(huán)境因子和營(yíng)養(yǎng)鹽的相關(guān)性關(guān)系不僅反應(yīng)了海灣水動(dòng)力條件、陸源輸入、水產(chǎn)養(yǎng)殖、入海徑流等各種因素對(duì)海域生態(tài)系統(tǒng)的影響，也反應(yīng)了各個(gè)海灣不同的環(huán)境本底狀況。因此，不管是關(guān)于海灣生態(tài)環(huán)境保護(hù)及修復(fù)，還是沿海地區(qū)陸源污染的控制，以及海灣水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的調(diào)整、管理以及發(fā)展規(guī)劃都需要依據(jù)海灣當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃和論證。

4 結(jié)論

海域Chl-a的分布特征反應(yīng)了海洋環(huán)境狀況，表明了營(yíng)養(yǎng)鹽在浮游植物繁殖、生長(zhǎng)過程中的重要作用，也反映了海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)。本文通過分析2012年春夏秋三季象山港海域Chl-a的時(shí)空分布特征及其與關(guān)鍵環(huán)境因子間的相關(guān)關(guān)系，得出如下結(jié)論：

(1)象山港海域表層Chl-a濃度在0.27～27.29μg/L范圍內(nèi)變化，平均含量為2.80μg/L，最高值出現(xiàn)在夏季港頂海域的XS13站位，最低值出現(xiàn)在春季港中海域的XS04站位。夏季Chl-a濃度峰值的出現(xiàn)，一方面與港內(nèi)的海水養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)，另一個(gè)可能的原因是受到臺(tái)風(fēng)“?？钡挠绊?，暴雨徑流入海及底懸浮導(dǎo)致港內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽急劇增加，從而刺激了浮游植物的迅速繁殖。

(2)象山港海域Chl-a的季節(jié)性變化明顯，即夏季>春季>秋季；同時(shí)，Chl-a濃度的平面分布呈現(xiàn)明顯的由港頂海域逐漸向港外海域遞減的規(guī)律，這與象山港典型的水動(dòng)力條件密切相關(guān)。

(3)相關(guān)性分析表明，Chl-a濃度與環(huán)境因子及營(yíng)養(yǎng)鹽之間的相關(guān)關(guān)系也呈現(xiàn)季節(jié)性變化。其中夏季，Chl-a濃度與水溫和溶解氧呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系，而與鹽度呈顯著負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。秋季，Chl-a濃度與硅酸鹽和活性磷酸鹽顯著正相關(guān)，而與無(wú)機(jī)氮和氨氮的相關(guān)關(guān)系較弱。

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責(zé)任編輯 徐 環(huán)

Chl-aDistribution and Correlationship Between Environmental Parameters in Xiangshan Bay

CAI Hui-Wen1,2, ZHUO Li-Fei1,2, LV Hua-Qing1, SHI Gang-De3

(1. Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China; 2. National Engineering Research Center of Marine Aquaculture, Zhoushan 316022, China; 3. Marine Environmental Monitoring Station of Xiangshan Bay, Ningbo 315141, China)

The spatial and temporal variation of Chl-ain Xiangshan Bay was presented based on the survey data in May, August and October, 2012. The correlation between Chl-aand environmental parameters were also analyzed. The results showed that the Chl-acontent varied between 0.27～27.29μg/L with the mean value of 2.8μg/L in Xiangshan Bay. The highest Chl-aappeared at the top of the Bay and then it declined with the distance to the open sea area. The Chl-aconcentration was high in summer and low in spring with the lowest value occurred in autumn which presented a profound seasonal variation. The correlation analysis showed that the Chl-awas mainly related to salinity and dissolved oxygen in summer, however, in autumn there were significant correlations with phosphorus (r=0.84,n=13,p≤0.01) and dissolved silicate (r=0.81,n=13,p≤0.01). There was only weak relation between dissolved inorganic nitrogen and Chl-a. A conclusion can be arrived based on the results that both the hydrodynamic situation and human activities (e. g. aquaculture) will impact the distribution of Chl-ain Xiangshan Bay, and “Typhoon” sometimes will possibly contribute to that in summer as well.

Xianshan Bay； Chl-a； dissolved silicate； phosphorus; environmental parameters

科技部支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAB16B02)；國(guó)家海洋局公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201305009-2)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41206088)；浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(LQ12D06001)；浙江省海洋漁業(yè)局項(xiàng)目(浙海漁計(jì)[2010]218號(hào))資助

2014-08-08；

2014-10-10

蔡惠文(1977-)，女，副教授。E-mail：caihuiwen1977@hotmail.com

?? 通訊作者： E-mail： luwashington@126.com

P734.4

A

1672-5174(2015)08-063-08

10.16441/j.cnki.hdxb.20140251