蘇北淺灘綠潮爆發(fā)早期營養(yǎng)鹽的水平分布?

董明帆， 楊福霞， 簡慧敏， 姚慶禎??

(1.中國海洋大學(xué)海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100； 2.中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266100)

蘇北淺灘是指江蘇省弶港以東的西黃海海域，其北方是古黃河入?？?，南方則是長江口，并有灌河、射陽河、蘇北灌溉總渠等大大小小十?dāng)?shù)條水道在此匯入黃海。蘇北淺灘海底分布著呈三角洲狀的沙丘群[1]；在南起長江三角洲，北至射陽河河口的南北200 km、東西70 km的范圍內(nèi)分布著大面積的輻射沙洲，由弶港沿岸放射狀向外海伸展[2]。此海域水深不足10 m，潮汐類型為半日潮，部分沙洲在低潮時(shí)會露出水面[3]。根據(jù)海底地形特征可將蘇北淺灘海域分為兩個(gè)部分?？拷懙氐奈鞑亢Ｓ虮环Q為內(nèi)沙，地勢較為平坦，水動力環(huán)境以蘇北沿岸流和潮流為主。東部離岸地區(qū)被稱為外沙。這一區(qū)域地形及水動力環(huán)境復(fù)雜，每年的5月至7月，在潮流、蘇北沿岸流與由東南季風(fēng)所驅(qū)動的風(fēng)海流的共同作用下，形成一個(gè)東北向的海流[4-5]。

蘇北淺灘海域受人為活動影響十分劇烈。自2000年起，河流向蘇北淺灘海域輸送的營養(yǎng)鹽通量顯著增長[6]，連云港至南通沿岸普遍存在的水產(chǎn)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的大量富含營養(yǎng)鹽的養(yǎng)殖廢水會排放向蘇北淺灘[7]。蘇北淺灘的自然條件適宜紫菜生長，紫菜養(yǎng)殖有較長的歷史，2007年紫菜養(yǎng)殖區(qū)向外海擴(kuò)展到離岸13 km遠(yuǎn)的沙脊群[7]，到2013年養(yǎng)殖面積已超過30萬畝[8]。據(jù)2009—2016年的江蘇海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)顯示，蘇北淺灘海域長期處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。

國家海洋局發(fā)布的2016年中國海洋災(zāi)害公報(bào)顯示，最早在5月10日于蘇北淺灘發(fā)現(xiàn)綠潮；5月中下旬綠潮向西、北方向漂流，分布面積不斷擴(kuò)大；覆蓋面積與分布面積在6月25日達(dá)到最大值；7月中下旬綠潮進(jìn)入消亡期；8月上旬綠潮基本消亡。

在黃海周期性爆發(fā)的大規(guī)模綠潮引起了學(xué)者們的普遍關(guān)注，衛(wèi)星遙感、水文氣象、同源性分析等方面的多項(xiàng)研究均指出蘇北淺灘是綠潮的發(fā)源地[9-13]，而關(guān)于蘇北淺灘海域營養(yǎng)鹽的研究鮮見報(bào)道。本研究于2016年5月和6月對蘇北淺灘海域的營養(yǎng)鹽進(jìn)行了觀測，分析了蘇北淺灘海域營養(yǎng)鹽的水平分布與結(jié)構(gòu)，為評價(jià)人為活動及綠潮對邊緣海生態(tài)環(huán)境的影響提供了依據(jù)，并為了解綠潮的發(fā)展過程及綠潮治理積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 觀測站位

分別于2016年5、6月乘漁船對蘇北淺灘海域進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，站位布設(shè)如圖1所示，每個(gè)站位僅取表層水。

圖1 采樣站位分布Fig.1 Locations of investigation sites

1.2 樣品采集和測定方法

表層水樣用聚乙烯小桶采集，盛裝于1 L 的高密度聚乙烯瓶中。水樣采集后，立即用孔徑為0.45 μm 的醋酸纖維濾膜過濾(濾膜預(yù)先于1∶1 000 的鹽酸溶液中浸泡24 h，然后用Milli-Q 水洗至中性)。濾液分別裝于3 個(gè)100 mL 的聚乙烯瓶中，一瓶加入氯仿常溫保存用于硅酸鹽分析，另外兩瓶-20 ℃冷凍保存用于其它營養(yǎng)鹽分析。樣品處理和貯存所用到的聚乙烯瓶預(yù)先于pH=2的HCl溶液中浸泡 24 h，后用蒸餾水及Milli-Q 水洗至中性。

2 結(jié)果與討論

2.1 蘇北淺灘營養(yǎng)鹽的濃度、組成與結(jié)構(gòu)

蘇北淺灘調(diào)查海域各項(xiàng)溶解態(tài)營養(yǎng)鹽的濃度及其比值變化范圍較大。溶解態(tài)營養(yǎng)鹽的濃度范圍及平均值見表1，溶解態(tài)營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)見表2。

表1 2016年5、6月表層溶解態(tài)營養(yǎng)鹽濃度Table 1 Dissolved nutrients concentration of surface seawater in May and June 2016 /μmol·L-1

表2 2016年5、6月表層溶解態(tài)營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)Table 2 Dissolved nutrients forms of surface seawater in May and June 2016

2.2 蘇北淺灘營養(yǎng)鹽的水平分布

圖2 2016年5月表層溶解態(tài)營養(yǎng)鹽、鹽度、SPM的水平分布Fig.2 Spatial distribution of dissolved nutrients、salinity、suspended particulate matter and of surface seawater in May 2016

圖3 2016年6月表層溶解態(tài)營養(yǎng)鹽、鹽度、SPM的水平分布Fig.3 Spatial distribution of dissolved nutrients、salinity、suspended particulate matter of surface seawater in June 2016

圖4 2016年5月系統(tǒng)聚類分析結(jié)果Fig.4 The results of hierachical cluster analysis for May 2016

圖5 2016年6月系統(tǒng)聚類分析結(jié)果Fig.5 The results of hierachical cluster analysis for June 2016

2.3 蘇北淺灘營養(yǎng)鹽分布變化

3 結(jié)論

致謝：感謝中國海洋大學(xué)楊迪松、周天宇同學(xué)及蘇如漁運(yùn)288號船長魏琳在樣品采集過程中提供的幫助。