閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的季節(jié)變化及混合行為

侯昱廷,高愛(ài)國(guó)*,林建杰,朱旭旭,倪冠韜

(1.廈門(mén)大學(xué)海洋與地球?qū)W院,福建廈門(mén) 361102;2.福州市海洋與漁業(yè)技術(shù)中心,福建福州350026)

?

閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的季節(jié)變化及混合行為

侯昱廷1,高愛(ài)國(guó)1*,林建杰2,朱旭旭1,倪冠韜1

(1.廈門(mén)大學(xué)海洋與地球?qū)W院,福建廈門(mén) 361102;2.福州市海洋與漁業(yè)技術(shù)中心,福建福州350026)

摘要：為分析閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的季節(jié)變化及混合行為,于2014年8月、11月及2015年1月、5月采集了河口水域13個(gè)站位的表層水樣,測(cè)定了硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮、活性磷酸鹽及活性硅酸鹽5項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)．調(diào)查結(jié)果表明:不同季節(jié),硝酸氮均為溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)的主要存在形態(tài),其質(zhì)量濃度冬季最高,夏季最低,亞硝酸氮冬季較低,氨氮夏季較低,DIN的季節(jié)變化主要受浮游生物生長(zhǎng)消亡、氮循環(huán)及流量控制;活性磷酸鹽春季及夏季低于秋季和冬季,季節(jié)變化主要受控于流量、懸浮物質(zhì)量濃度及浮游生物的生長(zhǎng)消亡;活性硅酸鹽秋季遠(yuǎn)低于其他3個(gè)季節(jié),季節(jié)變化主要受控于地表輸入量及生物消耗和分解．河口混合行為方面,硝酸氮不同季節(jié)均呈現(xiàn)保守行為,亞硝酸氮較為復(fù)雜,特別是11月表現(xiàn)為質(zhì)量濃度隨鹽度的增大而增大,氨氮夏季淡水端有去除現(xiàn)象,DIN與硝酸氮相似;活性磷酸鹽夏季呈現(xiàn)保守行為,秋季受河口緩沖效應(yīng)、人類(lèi)活動(dòng)及化學(xué)生物過(guò)程共同作用而表現(xiàn)為質(zhì)量濃度隨鹽度增大而增大,冬季與秋季相似,春季大致呈保守行為;活性硅酸鹽夏季、冬季和春季呈現(xiàn)保守行為,秋季隨鹽度變化不大．除此之外,河口營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)有失調(diào)現(xiàn)象,大部分站位N/P(摩爾比)值超過(guò)22,Si/P(摩爾比)值超過(guò)22,總體表現(xiàn)為磷限制．

關(guān)鍵詞：閩江河口;營(yíng)養(yǎng)鹽;季節(jié)變化;混合行為

河口區(qū)是河流與海洋之間的連接紐帶,是陸海相互作用的典型區(qū)域,具有獨(dú)特的環(huán)境特征和重要的生態(tài)服務(wù)功能[1]．河口區(qū)輸送的顆粒物和營(yíng)養(yǎng)鹽為沿岸生態(tài)系統(tǒng)提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是河口海區(qū)海洋生物生長(zhǎng)繁殖的重要保障;在人類(lèi)活動(dòng)的影響下,過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,進(jìn)而引起浮游植物異常繁殖,初級(jí)生產(chǎn)力急劇增加,水體溶解氧下降,水質(zhì)惡化,最終對(duì)河口區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)造成危害[1-2]．河口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽輸送量及時(shí)間尺度十分敏感,因此準(zhǔn)確定量地掌握營(yíng)養(yǎng)鹽在河口區(qū)的分布及其行為過(guò)程具有十分重要的意義[3]．

閩江是福建省第一大河流,全長(zhǎng)577 km,流域面積為60 092 km2,約占福建全省面積的一半,平均流量為5.487×1011m3,屬豐水少沙水系[4]．閩江河口海域一直以來(lái)都是福建省最重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域,進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),閩江口水域的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量超標(biāo)狀況日趨嚴(yán)重,海洋赤潮時(shí)有發(fā)生,濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞[5],因此對(duì)閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的各方面研究均十分必要．

許清輝等[6]曾對(duì)閩江口無(wú)機(jī)氮豐水期及枯水期的河口行為及入海通量進(jìn)行研究,鄭小宏[5]曾分析討論閩江口氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽不同季節(jié)的含量變化及富營(yíng)養(yǎng)化特征,葉翔等[4]曾對(duì)閩江口潮周期內(nèi)氮磷硅等營(yíng)養(yǎng)鹽變化進(jìn)行分析討論,劉四光等[7]則曾對(duì)閩江口營(yíng)養(yǎng)鹽秋季的保守或非保守性分布特征進(jìn)行研究．雖然對(duì)閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的研究已有不少,但多為單項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽或單季節(jié)分析,并未有研究系統(tǒng)分析閩江口氮、磷、硅營(yíng)養(yǎng)鹽在不同季節(jié)的分布、河口混合行為及營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)．因此,本研究針對(duì)閩江河口夏季(2014年8月)、秋季(2014年11月)、冬季(2015年1月)、春季(2015年5月)4個(gè)季節(jié)的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度,具體分析其季節(jié)變化及河口混合行為,探討其影響因素及營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)．這對(duì)更加全面地了解閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的來(lái)源、輸送、歸宿,分布狀況及污染程度,河口區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境管理均有重大意義．

1采樣與分析

1.1采樣站位

2014年8月、11月及2015年1月、5月,在閩江下游及河口區(qū)(119.46°～119.73°N,25.97°～26.25°E)之間布設(shè)13個(gè)站位(圖1),采集了4個(gè)季節(jié)的表層水樣．樣品采集、保存方法按《海洋調(diào)查規(guī)范》[8]中規(guī)定的相關(guān)方法進(jìn)行．

圖1　2014年8月、11月及2015年 1月、5月閩江河口采樣站位分布圖Fig.1Sampling sations in August,November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary

1.2分析方法

樣品保存和分析方法按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》等[9-12]中規(guī)定的相關(guān)方法進(jìn)行,各種形態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽的表征均以分子計(jì)．

本次調(diào)查中,樣品在采集后冷藏,并立即送往實(shí)驗(yàn)室,用孔徑0.45 μm的醋酸纖維膜(醋酸纖維膜用V(HCl)∶V(H2O)=1∶24的稀鹽酸浸泡12 h后用去離子水洗凈,再經(jīng)過(guò)電熱恒溫干燥箱50 ℃烘干及恒溫脫水6～8 h,最后放入硅膠干燥器內(nèi)至其恒量)進(jìn)行過(guò)濾．根據(jù)鹽度確定樣品為淡水樣或海水樣后,分別按照以下方法測(cè)定:淡水樣的硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮、活性磷酸鹽、活性硅酸鹽測(cè)定方法分別為酚二磺酸分光光度法[10]、分光光度法[11]、納氏試劑比色法[12]、磷鉬藍(lán)分光光度法[9]、硅鉬黃法[9];海水樣的硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮、活性磷酸鹽、活性硅酸鹽測(cè)定方法分別為酚鋅-鎘還原法、萘乙二胺分光光度法、次溴酸鹽氧化法、磷鉬藍(lán)分光光度法、硅鉬黃法[9]．溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)質(zhì)量濃度為硝酸氮、亞硝酸氮及氨氮質(zhì)量濃度之和．另外,實(shí)驗(yàn)通過(guò)航次中采集的密碼平行樣測(cè)定、外業(yè)及內(nèi)業(yè)的空白測(cè)定和插入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等方法來(lái)達(dá)到質(zhì)量控制的目的．溶解氧通過(guò)碘量法測(cè)得,懸浮物通過(guò)0.5 μm玻璃纖維膜過(guò)濾獲取．

2結(jié)果與討論

2.1DIN的組成、季節(jié)變化及河口混合行為

如表1所示:2014年8月,閩江河口硝酸氮占DIN的平均比例為79.06%,除M2站外的其余站位均在50%以上,為DIN的主要形態(tài)，其中M2站氨氮占57.02%;2014年11月,DIN組成與8月相似,硝酸氮占DIN的平均比例為85.69%,除M1站外的其余站位均在80%以上，其中M1站氨氮占61.94%;2015年1月,硝酸氮占DIN比例達(dá)4個(gè)季節(jié)最高,平均值為91.14%,除M1站外的其余站位均在80%以上，其中M1站氨氮占58.06%;2015年5月,所有站位硝酸氮占DIN的平均比例均達(dá)60%以上,平均值為86.75%．

綜上可知,閩江河口DIN組成的季節(jié)變化不大,平均占比上均為硝酸氮最高,氨氮其次,亞硝酸氮最低．調(diào)查站位中M1、M2這2站出現(xiàn)氨氮質(zhì)量濃度極高而硝酸氮質(zhì)量濃度極低的情況,這是由于這2站距城區(qū)較近,且M1白墰頭站附近長(zhǎng)樂(lè)六中旁有碼頭,這2站受氨氮質(zhì)量濃度較高的城市及碼頭污水影響較大;另外,污水中大量的耗氧物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致溶解氧質(zhì)量濃度下降,而水體中較低的氧化還原電位更有利于硝酸氮轉(zhuǎn)換為氨氮[7]．在各種形式氮的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中,達(dá)到熱力學(xué)平衡時(shí),氮基本上以硝酸氮存在[2],本次分析結(jié)果中除2014年8月的M2站、2014年11月及2015年1月的M1站外,各站位硝酸氮均為主要存在形態(tài),因此閩江河口水域DIN三態(tài)之間基本達(dá)到熱力學(xué)平衡．

營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度的季節(jié)變化如表2所示:硝酸氮平均值1月最高,5月次之,11月較低,8月最低;亞硝酸氮平均值5月、8月及11月相差不大,1月較低;氨氮平均值季節(jié)變化不大;DIN的季節(jié)變化受硝酸氮的季節(jié)變化控制,同為1月最高,5月次之,11月較低,8月最低．由

表1　2014年8月、11月及2015年1月、5月閩江河口不同形態(tài)氮占DIN的比例

Tab.1Percentages of different N species in August,November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary

%

表2　2014年8月、11月及2015年1月、5月閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽、溶解氧及懸浮物的質(zhì)量濃度Tab.2　Concentrations of nutrients,dissolved oxygen and suspended particulate matter in August, November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary　 mg/L

注：為客觀表達(dá)營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度的季節(jié)變化,剔除受污染而過(guò)高的部分氨氮數(shù)據(jù)．

于硝酸氮的質(zhì)量濃度水平較高,其平均質(zhì)量濃度的季節(jié)變化受流量影響較為明顯,根據(jù)水口電站提供的采樣當(dāng)日水口水庫(kù)出庫(kù)流量(2014年8月為2 560 m3/s,2014年11月為484 m3/s,2015年1月為706 m3/s,2015年5月為4 850 m3/s),硝酸氮1月質(zhì)量濃度最高,一方面與流量較小及死亡浮游生物分解有關(guān),另一方面可能是由于冬季躍層屏蔽效應(yīng)逐漸消失,沉積物表層再生氮經(jīng)水體垂直對(duì)流進(jìn)入上覆水[13];5月雖然流量達(dá)四季中最高,但由于春季農(nóng)田養(yǎng)殖輸入很高,硝酸氮質(zhì)量濃度也較高;11月雖流量達(dá)四季中最低,但可能由于夏季浮游植物對(duì)硝酸氮的消耗尚未得到充分補(bǔ)充,硝酸氮質(zhì)量濃度較低;硝酸氮質(zhì)量濃度8月最低是受流量較大、沖淡作用較強(qiáng)及浮游植物生長(zhǎng)大量消耗共同作用的結(jié)果．亞硝酸氮及氨氮質(zhì)量濃度水平較低,受流量影響不大,其中亞硝酸氮最低值出現(xiàn)在1月可能是由于冬季溶解氧含量達(dá)四季中最高,亞硝酸氮被氧化為硝酸氮的程度最高,這與硝酸氮冬季含量最高也相符．

不同季節(jié)、不同形態(tài)DIN河口行為有所差異(圖2)．硝酸氮不同季節(jié)均呈現(xiàn)保守行為,質(zhì)量濃度主要受咸淡水混合過(guò)程控制,隨鹽度的增加質(zhì)量濃度降低．亞硝酸氮河口分布情況較為復(fù)雜,2014年8月大致呈保守行為;2014年11月呈現(xiàn)質(zhì)量濃度隨鹽度增大而增大的反常現(xiàn)象,這可能與秋季死亡浮游植物體氨化作用后的進(jìn)一步硝化作用有關(guān),具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究;2015年1月及5月淡水端質(zhì)量濃度普遍偏低．氨氮2014年8月顯示淡水端去除現(xiàn)象,這可能是受流量和溫度季節(jié)性變化影響的結(jié)果[14],夏季流量較大且溫度最高,流量大有一定的沖淡作用,而溫度高有利于氨氮硝化作用的進(jìn)行[15],二者共同作用下導(dǎo)致氨氮淡水端質(zhì)量濃度偏低;2015年1月氨氮呈保守行為;2014年11月及2015年5月氨氮河口分布沒(méi)有明顯規(guī)律;另外,氨氮在春、夏、秋3個(gè)季節(jié)的河口分布情況均為非保守,而冬季呈保守,這與冬季之外其他3個(gè)季節(jié)人類(lèi)活動(dòng)影響較大也有一定關(guān)系．DIN河口行為受硝酸氮的河口行為控制,不同季節(jié)均大致呈保守行為．

2.2活性磷酸鹽的季節(jié)變化及河口混合行為

圖2　2014年8月、11月及2015年1月、5月各形態(tài)氮與鹽度的關(guān)系Fig.2Relationships between salinity and different forms of nitrogen in August, November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary

閩江河口活性磷酸鹽的季節(jié)變化不大(表2),2014年8月和2015年5月的調(diào)查站位平均值低于2014年11月及2015年1月．5月和8月較低一方面是由于春夏兩季流量較大、沖淡作用較強(qiáng)且懸浮物質(zhì)量濃度較低,另一方面可能是由于春夏大量浮游植物生長(zhǎng)對(duì)磷酸鹽的吸收;11月和1月較高一方面是由于秋冬兩季流量較小且懸浮物質(zhì)量濃度遠(yuǎn)高于春夏兩季,另一方面則可能是由于秋季死亡的浮游生物體分解并轉(zhuǎn)換為活性磷酸鹽,累積于水體中．

活性磷酸鹽的河口行為較為復(fù)雜,不同季節(jié)區(qū)別較大(圖3)．2014年8月分布趨勢(shì)為淡水端至海水端遞減,呈現(xiàn)保守行為．11月分布趨勢(shì)為隨鹽度增大而增大,這一方面是受河口緩沖效應(yīng)影響,即磷酸鹽會(huì)與懸浮顆粒物發(fā)生固-液界面的吸附-解吸作用,產(chǎn)生緩沖現(xiàn)象[16-17],且秋季懸浮物質(zhì)量濃度達(dá)四季中最高,河口緩沖效應(yīng)最強(qiáng);另一方面也與沿岸人類(lèi)活動(dòng)影響有關(guān),即生活及工農(nóng)業(yè)含磷污水的排放;還可能與混合過(guò)程中化學(xué)過(guò)程和生物活動(dòng)的影響有關(guān)．2015年1月分布趨勢(shì)同2014年11月相似,但是淡水端到海水端的質(zhì)量濃度變化范圍較小,這可能是緩沖效應(yīng)及化學(xué)生物過(guò)程較秋季有所減弱的表現(xiàn)．2015年5月的分布趨勢(shì)則大致呈保守,其中M1站的磷酸鹽質(zhì)量濃度達(dá)四季中最高．

2.3活性硅酸鹽的季節(jié)變化及河口混合行為

圖3　2014年8月、11月及2015年1月、5月活性磷酸鹽與鹽度的關(guān)系Fig.3Relationships between salinity and PO43--P in August,November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary

閩江河口水域活性硅酸鹽的質(zhì)量濃度季節(jié)變化明顯(表2),2014年8月最高,2015年5月次之,2015年1月略低于5月,2014年11月則遠(yuǎn)低于其他3個(gè)季節(jié)．8月和5月較高可能是受春夏強(qiáng)降雨及高流量影響,沖刷作用比較強(qiáng)烈而引起較多地表巖石風(fēng)化產(chǎn)物隨之進(jìn)入河流[18],這種作用夏季更強(qiáng),因此8月高于5月;11月最低一方面是由于降雨及流量較低,沖刷作用較弱,另一方面可能是由于硅藻類(lèi)在干旱季節(jié)生物量最高[19],從而對(duì)活性硅酸鹽的利用加強(qiáng);1月質(zhì)量濃度比較高可能是由于秋季過(guò)后死亡藻類(lèi)的分解累積．

圖4　2014年8月、11月及2015年1月、5月活性硅酸鹽與鹽度的關(guān)系Fig.4Relationships between salinity and SiO32--Si in August,November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary

根據(jù)圖4分析,2014年8月與2015年1月、5月的閩江河口活性硅酸鹽大致呈現(xiàn)保守行為,海水端質(zhì)量濃度低于淡水端．2014年11月除M3站偏高外,其他站位質(zhì)量濃度均在0.8 mg/L上下;另外呈現(xiàn)出鹽度在0～10間質(zhì)量濃度隨鹽度增大而增大,鹽度大于10后質(zhì)量濃度隨鹽度增大而減小的趨勢(shì),這可能是受浮游植物和河水海水物理混合過(guò)程共同作用的結(jié)果．

2.4閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)

將各調(diào)查站位DIN質(zhì)量濃度與《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[20]比較,可知2014年8月有6個(gè)淡水端站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);2014年11月有6個(gè)淡水端站位及3個(gè)海水端站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);2015年1月除M1及M13站外全部超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);2015年5月有6個(gè)淡水端站位及2個(gè)海水端站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)．

活性磷酸鹽質(zhì)量濃度在2014年8月有3個(gè)淡水端站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);2014年11月有1個(gè)淡水端站位及1個(gè)海水端站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);2015年1月無(wú)站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);2015年5月有2個(gè)淡水端站位超四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)．

討論水體營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)需要考慮N/P、Si/P、Si/N(摩爾比)3個(gè)指標(biāo),其分布變化不僅反映了水域營(yíng)養(yǎng)鹽的陸源輸入、海流輸運(yùn)、大氣沉降和人類(lèi)活動(dòng)的影響,同時(shí)在一定程度上也反映了海水中營(yíng)養(yǎng)鹽的再生、循環(huán)機(jī)制和速率[21]．N/P的正常值一般為16∶1[22],稱(chēng)作Redfield比值,可以用來(lái)判斷氮或磷是否處在缺乏狀態(tài)[1]．Dortch等和Justic等提出了一個(gè)系統(tǒng)評(píng)估每種營(yíng)養(yǎng)鹽化學(xué)計(jì)量限制的標(biāo)準(zhǔn)[23-24]:若Si/P>22且N/P>22,則磷酸鹽為限制因素;若N/P<10且Si/N>1,則DIN為限制因素;若Si/P<10且Si/N<1,則硅酸鹽為限制因素．

根據(jù)DIN與活性磷酸鹽與《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[20]四類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的比較,可以看出氮的超標(biāo)情況遠(yuǎn)比磷嚴(yán)重．而根據(jù)表3可知,2014年8月,12個(gè)調(diào)查站位N/P值均超過(guò)22,各站位平均值達(dá)51.40;所有站位Si/P值均遠(yuǎn)大于22,平均值高達(dá)168.10．2014年11月,所有的站位N/P值均

表3　2014年8月、11月及2015年1月、5月閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽比值

Tab.3　Ratios of nutrients in August,November of 2014 and January,May of 2015 at Min River Estuary

類(lèi)型2014年8月2014年11月2015年1月2015年5月變化范圍平均值變化范圍平均值變化范圍平均值變化范圍平均值N/P18.13～93.4451.4022.30～149.0155.9527.74～168.7965.4446.02～106.3769.94Si/P55.58～631.07168.1016.96～58.3131.9928.32～150.7167.3936.83～156.3383.53Si/N1.44～7.813.100.38～1.030.670.81～3.201.140.50～2.011.20

超過(guò)22,平均值達(dá)55.95;76.92%的站位Si/P值大于22,平均值為31.99．2015年1月,所有的站位N/P值均超過(guò)22,平均值達(dá)65.44;所有站位Si/P值均遠(yuǎn)大于22,平均值達(dá)67.39．2015年5月,所有站位N/P值均超過(guò)22,平均值達(dá)69.94;所有站位Si/P值均遠(yuǎn)大于22,平均值達(dá)83.53．由此可見(jiàn),閩江河口4個(gè)季節(jié)絕大部分站位表現(xiàn)出磷限制;硅酸鹽含量普遍較高,不存在限制作用．總體而言,閩江河口水域受磷限制,符合磷限制已成為中國(guó)近海河口區(qū)域的特征[25]這一結(jié)論．

3結(jié)論

1) 閩江河口硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮3種形態(tài)占DIN比例的季節(jié)變化不大,除個(gè)別站位外,硝酸氮均為主要存在形態(tài)．硝酸氮質(zhì)量濃度冬季最高,夏季最低;亞硝酸氮質(zhì)量濃度冬季較低;氨氮質(zhì)量濃度夏季較低;DIN的季節(jié)變化主要受浮游生物生長(zhǎng)消亡、氮循環(huán)及流量影響．不同季節(jié)、不同形態(tài)DIN的河口行為有所差異,硝酸氮不同季節(jié)均呈現(xiàn)保守行為;亞硝酸氮河口分布情況較為復(fù)雜,特別是秋季,質(zhì)量濃度隨鹽度增大而增大,這可能與秋季浮游生物死亡分解有關(guān),具體原因有待進(jìn)一步研究;氨氮夏季淡水端有去除現(xiàn)象,冬季呈保守行為;DIN河口行為受硝酸氮河口行為控制．

2) 活性磷酸鹽的季節(jié)變化不大,春季及夏季低于秋季及冬季,其季節(jié)變化主要受流量、懸浮物質(zhì)量濃度及浮游生物的生長(zhǎng)消亡控制．河口行為較為復(fù)雜,不同季節(jié)變化較大,夏季呈現(xiàn)保守行為;秋季質(zhì)量濃度隨鹽度增大而增大,這可能是河口緩沖效應(yīng)、人類(lèi)活動(dòng)及化學(xué)生物過(guò)程共同作用的結(jié)果;冬季與秋季相似;春季大致呈保守行為．

3) 活性硅酸鹽的季節(jié)變化明顯,秋季遠(yuǎn)低于其他3個(gè)季節(jié),其季節(jié)變化主要受地表輸入量及生物消耗和分解控制．夏季、冬季和春季大致呈現(xiàn)保守行為;秋季質(zhì)量濃度隨鹽度變化不大,可能是藻類(lèi)利用和河水海水物理混合過(guò)程共同作用的結(jié)果．

4) 閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)有失調(diào)現(xiàn)象,大部分站位N/P值超過(guò)22,Si/P值超過(guò)22,總體表現(xiàn)為磷限制．

綜上所述,閩江河口不同營(yíng)養(yǎng)鹽的季節(jié)變化及河口混合行為有所不同且比較復(fù)雜,這是營(yíng)養(yǎng)鹽的來(lái)源及輸送過(guò)程受到了咸淡水混合、人類(lèi)活動(dòng)影響下的地表輸入、降水量和流量的變化、溶解氧和懸浮物的變化、浮游生物的生長(zhǎng)消亡、三氮轉(zhuǎn)換相關(guān)的化學(xué)及生物過(guò)程，躍層屏蔽及河口緩沖效應(yīng)之類(lèi)的物理過(guò)程等多方面因素影響的結(jié)果．

參考文獻(xiàn)：

[1]張晉華,于立霞,姚慶禎,等.不同季節(jié)遼河口營(yíng)養(yǎng)鹽的河口混合行為[J].環(huán)境科學(xué),2014,35(2):569-576.

[2]LI Y,CAO W Z,SU C X,et al.Nutrient sources and composition of recent algal blooms and eutrophication in the northern Jiulong River,Southeast China[J].Marine Pollution Bulletin,2011,63:249-254.

[3]SANDRA A,PIERRE R,JEAN-PIERRE V.Seasonally-resolved nutrient export fluxes and filtering capacities in a macrotidal estuary[J].Journal of Marine Systems,2009,78:42-58.

[4]葉翔,陳堅(jiān),暨衛(wèi)東,等.閩江口營(yíng)養(yǎng)鹽生物地球化學(xué)過(guò)程研究[J].環(huán)境科學(xué),2011,32(2):375-383.

[5]鄭小宏.閩江口海域氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量的變化及富營(yíng)養(yǎng)化特征[J].臺(tái)灣海峽,2010,29(1):42-46.

[6]許清輝,郭廷宗,林峰,等.閩江口無(wú)機(jī)氮營(yíng)養(yǎng)鹽的行為及入海通量[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1991,30(6):632-634.

[7]劉四光,高愛(ài)國(guó),陳嵐,等.閩江河口咸淡水混合過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)鹽含量的變化特征[J].臺(tái)灣海峽,2012,31(3):345-352.

[8]國(guó)家海洋局.海洋調(diào)查規(guī)范 海水化學(xué)要素觀測(cè):GB 12763.4—2007 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[9]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范 海水分析:GB 17378.4—2007 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[10]國(guó)家海洋局.水質(zhì) 硝酸鹽氮的測(cè)定 酚二磺酸分光光度法:GB 7480—1987 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1987.

[11]國(guó)家海洋局.水質(zhì) 亞硝酸鹽氮的測(cè)定 分光光度法:GB 7493—1987 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1987.

[12]國(guó)家海洋局.水質(zhì) 銨的測(cè)定 納氏試劑比色法:GB 7479—1987 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1987.

[13]陳金斯,李飛永.大亞灣無(wú)機(jī)氮的分布特征[J].熱帶海洋,1996,15(3):92-98.

[14]顏秀利,翟惟東,洪華生,等.九龍江口營(yíng)養(yǎng)鹽的分布、通量及其年代際變化[J].科學(xué)通報(bào),2012,57(17):1575-1587.

[15]潘勝軍,沈志良.長(zhǎng)江口及其鄰近水域溶解無(wú)機(jī)氮的分布變化特征[J].海洋環(huán)境科學(xué),2010,29(2):205-211.

[16]姚慶禎,于志剛.調(diào)水調(diào)沙對(duì)黃河下游營(yíng)養(yǎng)鹽變化規(guī)律的影響[J].環(huán)境科學(xué),2009,30(12):3534-3540.

[17]石曉勇,史致麗,于恒,等.黃河口磷酸鹽緩沖機(jī)制的探討[J].海洋與湖沼,1999,30(1):193-198.

[18]劉潔,郭占榮,袁曉婕,等.膠州灣周邊河流溶解態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空變化及入海通量[J].環(huán)境化學(xué),2014,33(2):262-268.

[19]MALLIN M A,PAERL H W,RUDEK J.Seasonal phytoplankton composition,productivity and biomass in the Neuse River Estuary,North Carolina[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,1991,32(6):609-623.

[20]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):GB 3097—1997[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997.

[21]高生泉,林以安,金明明,等.春、秋季東、黃海營(yíng)養(yǎng)鹽的分布變化特征及營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)[J].東海海洋,2004,22(4):59-67.

[22]PILSON M E Q.Annual cycles of nutrients and chlorophyll in Narragansett Bay,Rhode Island[J].Journal of Marine Research,1985,43(4):849-873.

[23]DORTCH Q,PACKARD T T.Differences in biomass structure between oligotrophic and eutrophic marine ecosystems[J].Deep-Sea Research,1989,36(2A):223-240.

[24]JUSTIC D,RABALAIS N N,TURNER R E.Stoichiometric nutrient balance and origin of coastal eutrophication[J].Marine Pollution Bulletin,1995,30(1):41-46.

[25]郭衛(wèi)東,章小明,楊逸萍,等.中國(guó)近岸海域潛在性富營(yíng)養(yǎng)化程度的評(píng)價(jià)[J].臺(tái)灣海峽,1998,17(1):64-70.

doi：10.6043/j.issn.0438-0479.201509023

收稿日期：2015-09-21錄用日期：2015-12-21

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(41076122,41376050)

*通信作者：aggao@xmu.edu.cn

中圖分類(lèi)號(hào):P 734

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0438-0479(2016)04-0540-07

Seasonal Variations and Mixing Behaviors of Nutrients at the Min River Estuary

HOU Yuting1,GAO Aiguo1*,LIN Jianjie2,ZHU Xuxu1,NI Guantao1

(1.College of Ocean & Earth Sciences,Xiamen University,Xiamen 361102,China;2.Ocean and Fisheries Technology Center of Fuzhou,Fuzhou 350026,China)

Abstract:In order to study seasonal variations and mixing behaviors of nutrients at the Min River Estuary,surface water samples were collected at 13 stations at the estuary in August and November of 2014 and January and May of 2015.The results showed that the main form of dissolved inorganic nitrogen(DIN) was NO3--N in all four seasons,with the highest NO3--N in January and the lowest in August.The content of NO2--N and NH4+-N was the lowest in January and August,respectively.Seasonal variations of DIN were mainly controlled by the growth and death of plankton,the nitrogen cycle and also the runoff.The average concentration of PO43--P in August and May was lower than in November and January.Its seasonal variations were mainly controlled by the runoff,suspended matter(SPM) and the growth and death of plankton.SiO32--Si was far lower in November than in other months and its seasonal variations were mainly controlled by the input of runoffs and the absorption and decomposition by plankton.NO3--N was conservative in various seasons.NO2--N showed quite complicated mixing patterns,especially in autumn when the concentration increased with the increasing salinity.NH4+-N showed a trend of removal across the lower salinity gradient in August.Overall,the mixing behavior of DIN was similar to that of NO3--N.PO43--P was conservative in August and roughly conservative in May,but increased with the increasing salinity in November and January due to buffering effect,human activities,chemical and biological processes.SiO32--Si was conservative in May,August and January,and showed a non-significant change with the salinity due to a combined effect of great diatom use and physical mixing in November.In addition,nutrients in the Min River showed a limitation of phosphorus with N/P values more than 22 and Si/P values over 22 at most of the stations.

Key words:Min River Estuary;nutrients;seasonal variations;mixing behavior

引文格式：侯昱廷,高愛(ài)國(guó),林建杰，等.閩江河口營(yíng)養(yǎng)鹽的季節(jié)變化及混合行為[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016,55(4)：540-546.

Citation：HOU Y T,GAO A G,LIN J J,et al．Seasonal variations and mixing behaviors of nutrients at the Min River Estuary[J].Journal of Xiamen University(Natural Science)，2016,55(4)：540-546．(in Chinese)