海州灣海洋牧場沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換通量的研究

高春梅，鄭伊汝，張碩、2、3

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海201306；2.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室，上海201306；3.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心，上海201306）

海州灣海洋牧場沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換通量的研究

高春梅1，鄭伊汝1，張碩1、2、3

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海201306；2.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室，上海201306；3.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心，上海201306）

為研究海洋沉積物-水界面間營養(yǎng)鹽的交換狀況，進一步了解營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)動力學(xué)和水體富營養(yǎng)化的內(nèi)在機理，采用實驗室培養(yǎng)法，對海州灣海洋牧場2014年春季 （5月）5個站位、夏季 （8月）6個站位和秋季 （10月）6個站位沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的交換速率和交換通量進行了研究。結(jié)果表明：海州灣沉積物-水界面上硅酸鹽 （SiO23--Si）、磷酸鹽 （PO34--P）在春季表現(xiàn)為由水體向沉積物進行遷移，其交換速率平均值分別為-3.27、-0.32 mmol/（m2·d），夏季和秋季均表現(xiàn)為由沉積物向水體進行釋放，夏季二者的交換速率平均值分別為8.53、0.41 mmol/（m2·d），秋季分別為4.92、0.32 mmol/（m2·d）；溶解態(tài)無機氮 （DIN）在春、夏、秋季均表現(xiàn)為由沉積物向水體進行釋放，交換速率平均值分別為2.86、3.39、13.04 mmol/（m2·d）；海州灣沉積物-水界面SiO23--Si、PO34--P、DIN的交換通量在3個季節(jié)的平均值分別為4.56×108、1.82×107、8.65×108mmol/d，沉積物可為海州灣初級生產(chǎn)力提供66%的SiO23--Si、42%的PO34--P、124%的DIN營養(yǎng)供給。研究表明，海州灣海洋牧場沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的交換速率與國內(nèi)外近岸海區(qū)相比處于中等水平。

海州灣；沉積物-水界面；營養(yǎng)鹽；交換速率；交換通量

海洋中的營養(yǎng)物質(zhì) （N、P、Si）是海洋生物賴以生存的重要成分，也是構(gòu)成海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本要素之一。營養(yǎng)物質(zhì)缺乏會限制海洋生物的生長，而營養(yǎng)物質(zhì)過多則會導(dǎo)致海洋水體富營養(yǎng)化，甚至發(fā)生赤潮，嚴重危害海洋生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境的正常運行發(fā)展［1］。海洋沉積物-水界面是海洋營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、轉(zhuǎn)移、儲存發(fā)生的重要交換場所，營養(yǎng)物質(zhì)通過界面在水體與沉積物之間遷移、轉(zhuǎn)化，對水體而言，沉積物就如營養(yǎng)物質(zhì)的貯存庫，既可作為匯，貯存營養(yǎng)物質(zhì)，又可作為源，釋放營養(yǎng)物質(zhì)到水體中，因此，沉積物對水體中營養(yǎng)物質(zhì)的收支和營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)動力學(xué)以及水體富營養(yǎng)化都具有極其重要的作用［2］。Denis等［3］研究了營養(yǎng)鹽在獅子灣大陸架沉積物-海水界面上的交換通量，結(jié)果表明，沉積物每年為當?shù)爻跫壣a(chǎn)力供給5%的氮需求量、7%的磷需求量和28%的硅需求量。何桐等［4］對春季大亞灣海域沉積物-海水界面營養(yǎng)鹽的交換速率進行了分析，結(jié)果表明，為維持大亞灣春季的初級生產(chǎn)力，沉積物可提供約10%的氮需求量、21%的磷需求量和98%的硅需求量。沉積物-海水界面營養(yǎng)鹽的交換對水體中營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響較大，因此，深入研究海洋沉積物-水界面間營養(yǎng)鹽的交換狀況具有重要的意義。

海州灣漁場是江蘇省近海的主要漁場之一，自2003年開始建設(shè)人工魚礁以來，在改善漁場環(huán)境、養(yǎng)護生物資源方面取得了比較明顯的效果。近年來，已有一些關(guān)于該海域環(huán)境評價方面的研究報道［5］，但關(guān)于營養(yǎng)鹽補充和轉(zhuǎn)化機制方面的研究尚未見報道。目前，該海域正進一步加大人工魚礁建設(shè)，并拓展網(wǎng)箱養(yǎng)殖、貝藻場等建設(shè)內(nèi)容，不斷完善海洋牧場功能。而海洋牧場功能的發(fā)揮，尤其是對環(huán)境的調(diào)控能力，直接取決于該海域營養(yǎng)物質(zhì)的補充和交換。因此，以海域的沉積物和海水中重要營養(yǎng)鹽為研究對象，開展營養(yǎng)鹽濃度變化及交互轉(zhuǎn)化效率的研究，對掌握該海域魚礁區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化能力以及補充機制具有重要意義。本研究中，采用實驗室培養(yǎng)法測定該海域某些典型站位的沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換速率，初步估算營養(yǎng)鹽在表層沉積物-海水界面上的交換通量，了解界面交換對于該海區(qū)營養(yǎng)鹽的貢獻，以期為海州灣營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化過程和再生循環(huán)模型的建立提供基本的動力學(xué)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)域及采樣點的設(shè)置

本研究中選取海州灣海洋牧場人工魚礁區(qū)4個站位 （RA1、RA2、RA3、RA4）和對照區(qū)2個站（CA1、CA2）為采樣點，站位具體分布見圖1。采樣時間為2014年5月 （春季）、8月 （夏季）、10 月 （秋季），分3個航次進行采樣。

1.2方法

1.2.1樣品的采集 使用柱狀采泥器 （內(nèi)置可更換PVC管）在無擾動狀態(tài)下采集5管約20 cm長的表層沉積物，將PVC管兩端用橡皮塞與膠布固定并儲存于便攜式冷凍箱中，帶回實驗室用于交換培養(yǎng)試驗。同時，在每個站位采集約10 L沉積物上方的底層海水，用0.45 μm醋酸纖維濾膜過濾后，取500 mL加入三氯甲烷［6］固定、冷凍，帶回實驗室檢測，其余海水冷凍保存帶回實驗室用于培養(yǎng)試驗。采樣現(xiàn)場用多功能水質(zhì)儀測定水深、溫度、DO、鹽度等數(shù)據(jù)。

圖1　調(diào)查站位分布圖Fig.1 Distribution of sampling sites in Haizhou Bay

1.2.2試驗設(shè)計 研究交換通量的方法目前主要有間隙水濃度梯度估算法和實驗室培養(yǎng)法。由于用前者計算的結(jié)果通常偏小，誤差較大，不能很好反映交換通量，而用后者計算的結(jié)果誤差較小，可以更真實還原現(xiàn)場，結(jié)果較為準確［1，4，7-9］，故本研究中采用實驗室培養(yǎng)法。

培養(yǎng)試驗采用南海水產(chǎn)研究所發(fā)明的底泥營養(yǎng)鹽通量測定系統(tǒng)裝置［10］，將PVC管中的沉積物樣品移入直徑約5 cm、高約50 cm的有機玻璃管中，只取表層17 cm泥樣，緩慢地在泥樣上方加入25 cm深的上覆水，盡量避免表層沉積物攪動；將螺旋槳伸入水中4～5 cm，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使水流保持站位海水流速0.6～0.8 m/s，同時保證水體均勻混合，未攪動沉積物；培養(yǎng)管置于可控溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，設(shè)置溫度與站位現(xiàn)場溫度一致。以螺旋槳轉(zhuǎn)動約30 s開始計時，分別在培養(yǎng)0、2、4、8、12、24、36 h后采集上覆水100 mL，同時加入等體積海水；采集的水樣經(jīng)過濾后加入三氯甲烷固定保存，以待檢測。

1.2.3指標的測定與計算 按照 《海洋調(diào)查規(guī)范》［11］中的方法測定水樣中的營養(yǎng)鹽。分別采用抗壞血酸還原磷鉬藍法、硅鉬黃法、重氮-偶氮法、Zn-Cd還原法、次溴酸鹽氧化法，測定磷酸鹽（PO3-4-P）、硅酸鹽 （SiO2-3-Si）、亞硝酸鹽 （NO-2-N）、硝酸鹽 （NO-3-N）和銨鹽 （NH+4-N）的含量。

沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換量計算公式［12］為

其中：M（t）為由t-1到t時刻培養(yǎng)水樣上覆水營養(yǎng)鹽的質(zhì)量變化 （mg）；V為培養(yǎng)柱內(nèi)沉積物上覆水的體積 （L）；Ct為t時刻直接測得的沉積物上覆水中營養(yǎng)鹽濃度 （mg/L）；Dt-1為t-1時刻沉積物上覆水中營養(yǎng)鹽的實際濃度 （mg/L）。Dt-1需由以下校正公式得出：

式中：V0為每次取樣的體積 （L）；C0為原始底層海水中營養(yǎng)鹽的濃度 （mg/L）；Ct-1為t-1時刻直接測得的上覆水營養(yǎng)鹽濃度 （mg/L）。

沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換速率可由交換量M（t）隨時間的變化求得。交換量隨時間的變化規(guī)律可分為3種：一是M（t）與t呈線性關(guān)系，用線性擬合法［3，13］；二是M（t）與t呈 S型曲線關(guān)系，用非線性擬合法［14-15］；三是當交換量隨時間的變化較大時， 用平均值法［7-8，16-19］。

由于計算得出的營養(yǎng)鹽交換量隨時間變化的相關(guān)性較差，故本研究中采用平均值法計算營養(yǎng)鹽界面的交換速率。

2 結(jié)果與分析

2.1營養(yǎng)鹽在沉積物-海水界面上的交換速率

2.1.1SiO23--Si 從表1可見：春季、夏季和秋季SiO23--Si交換速率的變換范圍分別為-5.12～-2.01、3.91～13.11、3.09～7.06 mmol/（m2· d）；春季最大值、最小值分別出現(xiàn)在RA3、RA2；夏季最大值、最小值分別出現(xiàn)在CA2、RA4；秋季最大值、最小值分別出現(xiàn)在CA1、RA2。相同站位不同時間段的交換速率差異較大，對照區(qū)站位的交換速率普遍高于魚礁區(qū)。總體上，春季交換速率皆為負值，說明由水體向沉積物遷移，而夏季和秋季交換速率皆為正值，說明由沉積物向水體釋放。

表1　各種營養(yǎng)鹽在海州灣不同站位沉積物-海水界面上的交換速率Tab.1 Exchange rates of nutrients at the sediment-water interface at different stations in Haizhou Bay

2.1.4NO-3-N 春季、夏季和秋季NO-3-N的交換速率變換范圍分別為-6.00～14.46、-0.37～13.79、7.54～13.36 mmol/（m2·d）；春季最大值、最小值分別出現(xiàn)在RA4、RA3；夏季最大值、最小值分別出現(xiàn)在CA1、RA3；秋季最大值、最小值分別出現(xiàn)在RA3、RA1（表1）。夏季對照區(qū)站位NO-3-N交換速率明顯高于魚礁區(qū)，相同站位不同時間段的NO-3-N交換速率差異較大，而秋季各站位NO-3-N交換速率的差異相對夏季較小?？傮w上，NO-3-N交換速率在各季節(jié)的平均值皆為正值，表現(xiàn)為由沉積物向水體釋放。

2.1.5NH+4-N 春季、夏季和秋季NH+4-N的交換速率變換范圍分別為 0.82～4.23、-2.62～3.88、-0.65～6.71 mmol/（m2·d）；春季最大值、最小值分別出現(xiàn)在CA1、RA2；夏季最大值、最小值分別出現(xiàn)在CA2、RA1；秋季最大值、最小值分別出現(xiàn)在RA3、CA1（表1）。春季對照區(qū)站位的NH+4-N交換速率明顯高于魚礁區(qū)，相同站位不同季節(jié)的NH+4-N交換速率差異較大。總體上，夏季NH+4-N由水體向沉積物遷移，春季和秋季則由沉積物向水體釋放。

2.1.6DIN（NO-2-N、NO-3-N、NH+4-N的總和）

春季、夏季和秋季DIN的交換速率變換范圍分別為-5.24～15.66、-2.99～16.33、7.05～21.73 mmol/（m2·d）；春季最大值、最小值分別出現(xiàn)在RA4、RA3；夏季最大值、最小值分別出現(xiàn)在CA1、RA3；秋季最大值、最小值分別出現(xiàn)在RA3、RA1（表1）。夏季對照區(qū)站位的DIN交換速率明顯高于魚礁區(qū)，相同站位不同季節(jié)的DIN交換速率差異較大?？傮w上DIN在3個季節(jié)的遷移趨勢均為由沉積物向水體釋放。

2.2海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換速率與影響因素的關(guān)系

營養(yǎng)鹽在沉積物-水界面的交換是一個復(fù)雜的地球生物化學(xué)物理的動態(tài)交換過程，有許多控制其交換速率的因素，主要歸結(jié)為溫度、DO濃度、pH、上覆水營養(yǎng)鹽濃度、溶解-沉淀、吸附-解吸、水分子擴散、生物擾動、沉積物自身理化性質(zhì)等［7-8，15，18，20-21］。選取部分影響因素與沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換速率做相關(guān)性分析，結(jié)果見表2，由此可進一步分析各站位交換速率變化的成因。

2.2.1交換速率與上覆水中營養(yǎng)鹽濃度的關(guān)系由相關(guān)性分析可得，SiO2-3-Si的交換速率與SiO2-3-Si的上覆水濃度呈一定的負相關(guān)性 （r=-0.243，P＞0.05）；PO3-4-P的交換速率與PO3-4-P上覆水濃度呈極顯著負相關(guān) （r=-0.894，P＜0.01）；NO-3-N的交換速率與NO-3-N上覆水濃度呈顯著負相關(guān)（r=-0.486，P＜0.05）；NH+4-N的交換速率與NH+4-N上覆水濃度呈顯著負相關(guān) （r=-0.511，P＜0.05）?？傮w來看，各營養(yǎng)鹽的交換速率隨營養(yǎng)鹽上覆水濃度的增加而減少，上覆水營養(yǎng)鹽濃度低，營養(yǎng)鹽更易從沉積物擴散到上覆水中，而上覆水營養(yǎng)鹽濃度高，營養(yǎng)鹽則向沉積物遷移。這表明上覆水營養(yǎng)鹽濃度對營養(yǎng)鹽交換速率有較大影響，而擴散過程主要受上覆水營養(yǎng)鹽濃度的影響，即擴散過程對營養(yǎng)鹽的交換有著控制作用。因此，PO3-4-P、NO-3-N和NH+4-N的交換主要受擴散過程控制。

表2　不同季節(jié)的上覆水營養(yǎng)鹽濃度Tab.2 The concentrations of nutrients in overlying water in different seasons

從表2還可見，春季上覆水中NO-3-N濃度在RA1和RA3站位相對較高，故NO-3-N由水體向沉積物遷移，而NO-3-N濃度在RA2和RA4站位相對較低，NO-3-N由沉積物向上覆水釋放，尤其是RA4站位的濃度最低，加大了NO-3-N向上覆水釋放，使得RA4站位NO-3-N的交換速率最大。夏季和秋季與春季一樣，上覆水NO-3-N濃度較大的站位，NO-3-N的交換速率相對較低，而上覆水NO-3-N濃度較小的站位，NO-3-N的交換速率則相對較大。另外，春季上覆水中NH+4-N濃度在CA1站位較低，故CA1站位NH+4-N的交換速率最大；夏季各站位上覆水中NH+4-N的濃度普遍較大，故總體表現(xiàn)為由水體向沉積物遷移；秋季RA3和RA4站位上覆水中NH+4-N的濃度較低，故RA3和RA4站位NH+4-N的交換速率相對較大。

表3　沉積物中營養(yǎng)鹽與各參數(shù)的相關(guān)系數(shù)矩陣Tab.3 Correlation coefficient matrix between nutrient concentrations and the relative parameters

2.2.2交換速率與其他因素的關(guān)系 由表3可知：SiO23--Si交換速率與 PO34--P交換速率 （r= 0.849）、溫度 （r=0.710）呈極顯著正相關(guān) （P＜0.01），與黏土含量 （r=0.415）、粉砂含量 （r= 0.431）呈顯著正相關(guān) （P＜0.05），與砂含量 （r= -0.432）和DO（r=-0.420）呈顯著負相關(guān) （P＜0.05）；PO34--P交換速率與NO-3-N交換速率 （r= 0.494）、黏土含量 （r=0.485）、粉砂含量 （r= 0.520）和溫度 （r=0.518）呈顯著正相關(guān) （P＜0.05），與砂含量 （r=-0.518）呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）；NO-3-N交換速率與pH （r=0.413）呈顯著正相關(guān) （P＜0.05）；NH+4-N交換速率與溫度（r=-0.475）呈顯著負相關(guān) （P＜0.05）。結(jié)果表明，在沉積物為黏土粉砂類型的海域，交換速率較高，在砂質(zhì)類型沉積物的海域交換速率較低。就SiO23--Si交換速率而言，由于黏土粉砂型沉積物含較多的黏土礦物質(zhì)，加速了其交換過程，故在沉積物-海水界面上的交換速率受溶解-沉淀過程控制。海州灣漁礁區(qū)的沉積物類型為粉砂質(zhì)細砂型，而對照區(qū)沉積物的類型為砂質(zhì)粉砂型，故交換速率在對照區(qū)站位普遍高于魚礁區(qū)，夏季和交換速率在對照區(qū)站位也明顯高于魚礁區(qū)，春季交換速率在對照區(qū)站位也同樣明顯高于魚礁區(qū)，正符合上述規(guī)律。溫度越高，交換速率就越大，溫度較低時，不利于沉積物中微生物活動，不易從有機質(zhì)中釋放出來，造成沉積物中濃度較低，這可能是春季PO3-4-P表現(xiàn)為從水體向沉積物遷移的原因。pH越高，NO-3-N交換速率就越大，原因是NO-3-N與NH+4-N的轉(zhuǎn)化是氧化還原過程，DO越高，硝化反應(yīng)越強，NO-3-N濃度就越大，同時pH 與DO（r=0.559）呈極顯著正相關(guān) （P＜0.01），pH越大，DO就越高，高pH有利于硝化作用的進行，釋放更多的 NO-3-N。而溫度與 DO （r= -0.557）呈極顯著負相關(guān) （P＜0.01），溫度越低，DO就越高，這也是秋季NO-3-N交換速率高于夏季的原因。春季溫度與秋季較為接近，而春季NO-3-N的交換速率卻遠低于秋季，其原因可能是5月為赤潮高發(fā)季節(jié)［22］，水體 DO偏低，由此降低了NO-3-N交換速率。夏季溫度較高，DO較低，反硝化作用較強，NH+4-N交換速率應(yīng)較大，實際情況卻相反。究其原因，夏季雨量充沛，處于泄洪時期，河流攜帶大量營養(yǎng)鹽進入水體，同時夏季浮游植物與浮游生物生長較弱［23］，水體中NH+4-N不能很快被吸收，造成水體NH+4-N濃度較高，因此，NH+4-N在夏季由水體向沉積物遷移。

2.3海州灣沉積物-水界面交換速率與其他近岸海區(qū)的比較

將3個季節(jié)海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換速率的平均值，與國內(nèi)外近岸海區(qū)及部分典型海灣之間進行比較 （表4），結(jié)果表明，海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的交換速率在此類區(qū)域中處于中等水平。SiO2-3-Si與NH+4-N的交換速率相對較大，而PO34--P與NO-3-N的交換速率則相對較小，營養(yǎng)鹽在界面交換的作用中SiO23--Si與NH+4-N占據(jù)較重要的位置。本研究中，NH+4-N的交換速率相對NO-3-N的交換速率較小，與其他海區(qū)NH+4-N占據(jù)較重要位置這一規(guī)律不太符合。從表4可見，國外海灣營養(yǎng)鹽交換速率普遍高于國內(nèi)海灣，其原因可能是研究計算的方法不同或海區(qū)環(huán)境特點差異所致。在國外海灣DIN中，NH+4-N與NO-3-N相比所占比重較高，DIN主要以NH+4-N形態(tài)存在，東海與渤海中NH+4-N和NO-3-N的交換速率也與此結(jié)果一致。但本研究中，NH+4-N和NO-3-N的交換速率與其他海灣不同，DIN主要以NO-3-N形態(tài)存在，這與對膠州灣、萊州灣的研究結(jié)果一致，可能是膠州灣、萊州灣漁場的養(yǎng)殖類型與海州灣相近所致。

2.4海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換通量及其對水體初級生產(chǎn)力的貢獻

表4　海州灣沉積物-水界面交換速率與其他近岸海區(qū)的比較Tab.4 Comparison of exchange rates of nutrients at the sediment-water interface in Haizhou Bay with other estuaries and coastal areas

海州灣海洋牧場大約有134.5 km2，根據(jù)海州灣營養(yǎng)鹽在沉積物-水界面交換速率的計算結(jié)果，可以估算出海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的交換通量 （表5）。

海州灣海洋牧場平均初級生產(chǎn)力為410.65 mg C/（m2·d）［22］，根據(jù)Redfield比值（C∶N∶P∶Si= 106∶16∶1∶16），即海洋浮游植物從海水攝取營養(yǎng)鹽的比例，估算出海洋浮游植物從水體中攝取以維持初級生產(chǎn)力的營養(yǎng)鹽量分別為6.95×108mmol/d DIN、4.34×107mmol/d PO34--P、6.95×108mmol/d春季沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的交換可為海州灣提供55%的DIN；夏季生產(chǎn)力需求的Si與可均由沉積物提供，DIN可提供66%；秋季沉積物可提供95%的和98% 的而DIN主要由沉積物提供。將3個季節(jié)的交換通量平均，得到海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換為初級生產(chǎn)力可提供66%的42%的和124%的DIN作為營養(yǎng)物質(zhì)供給。由此可見，沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換作用對海州灣初級生產(chǎn)力營養(yǎng)鹽補充和供給具有重要作用。

表5　海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的交換通量Tab.5 Exchange fluxes of nutrients at the sediment-water interface in Haizhou Bay　mmol/d

3 結(jié)論

（1）2014年3個季度海州灣海洋牧場沉積物-

（3）春季海州灣沉積物作為SiO23--Si與PO34--P的匯，夏季和秋季作為源，夏季可提供初級生產(chǎn)力所需求的全部量，秋季可提供95%的和98%的海州灣沉積物在3個季節(jié)均為DIN的源，界面交換為海洋浮游植物攝取的DIN，春季提供55%，夏季66%，秋季則完全滿足。海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換3個季度平均為初級生產(chǎn)力提供66%的SiO2-3-Si、42%的PO3-4-P和124%的DIN營養(yǎng)供給。海州灣沉積物-水界面營養(yǎng)鹽的界面交換對海州灣海洋牧場初級生產(chǎn)力營養(yǎng)鹽供給具有重要作用。

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Exchange fluxes of nutrients at sediment-seawater interface in marine ranching area of Haizhou Bay

GAO Chun-mei1，ZHENG Yi-ru1，ZHANG Shuo1，2，3
（1.College of Marine Sciences，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.Key Laboratory of Sustainable Exploitation of Oceanic Fisheries Resources，Ministry of Education，Shanghai 201306，China；3.National Engineering Research Center for Oceanic Fisheries，Shanghai 201306，China）

The exchange rates and fluxes of nutrients on sediment-water interface were studied in Haizhou Bay using a laboratory incubation method during spring（May；5 stations），summer（August；6 stations）and autumn （October；6 stations）in 2014 to understand the exchange of nutrients on sediment-water interface and mechanisms of nutrient cycling and eutrophication.The results showed that SiO23--Si and PO34--P ions were fund to migrate from water to sediments at sediment-water interface in Haizhou Bay in Spring，with average rates of-3.27 and-0.32 mmol/（m2·d）；while they were released into the water in summer and autumn，with average rates of 8.53 and 0.41 mmol/（m2·d）in summer and 4.92 and 0.32 mmol/（m2·d）in autumn.Dissolved inorganic nitrogen （DIN）was released into the water in three seasons，with average exchange rates of 2.86 mmol/（m2·d）in spring，3.39 mmol/（m2·d）in summer and 13.04 mmol/（m2·d）in autumn.Exchange rates of nutrients includingand DIN at sediment-water interface in Haizhou Bay were in a medium level compared to domestic and foreign coastal waters in three seasons，with average exchange fluxes of 4.56×108mmol/d forSi，1.82×107mmol/d forand 8.65×108mmol/d for DIN.The nutrients from the sediment provided 66% of，42%ofand 124%of DIN for primary productivity in Haizhou Bay.

Haizhou Bay；sediment-seawater interface；nutrient；exchange rate；exchange flux

X13

A

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2016.01.016

2095-1388（2016）01-0095-08

2015-04-17

農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)產(chǎn)轉(zhuǎn)業(yè)項目——江蘇省海州灣海洋牧場示范項目 （D-8006-13-8023，D8006-12-8018）；國家公益性行業(yè) （農(nóng)業(yè)）科研專項 （201003068）

高春梅 （1976—），女，博士，副教授。E-mail：cmgao@shou.edu.cn

張碩 （1976—），男，博士，副教授。E-mail：s-zhang@shou.edu.cn