伶仃洋海域潜在性富营养化评价与研究

卢楚谦，蔡伟叙，余汉生

（国家海洋局南海环境监测中心，广东 广州 510300）

伶仃洋海域潜在性富营养化评价与研究

卢楚谦，蔡伟叙，余汉生

（国家海洋局南海环境监测中心，广东 广州 510300）

根据2006年7月至2007年12月的调查资料，一年四季分析珠江口伶仃洋海域营养盐的空间分布特征及季节变化，该海域DIP表层年平均值为0.054 mg/L，底层年平均值为0.53 mg/L，DIN表层平均值为1.20 mg/L，底层平均值为1.03 mg/L；采用近海海域水体潜在性富营养化等级的划分标准和评价方法进行评价，评价结果表明，伶仃洋海域营养化水平基本上为磷限制潜在性富营养化至III级富营养水平。

伶仃洋；潜在性；富营养化；评价

受人类活动影响，海洋富营养化物质主要来源以下三方面[1]：1）大气沉降，经降水输入海洋的N、P等；2）陆源污染，通过径流带入海洋；3）海洋活动，如海洋倾倒、船舶排污等。在我国改革开放以来，许多贫营养的河口和近海水域已经变为中等营养或富营养化状况。输入新的含N或P物质，一般会导致主要限制性营`养盐间原子（如N∶P）比例发生变化，必然引起浮游植物群落的变化并且陪随着有害藻类的出现或持续。因此，大量含N或P物质的输入对海洋生态环境的影响是严重的[2]。

伶仃洋位于珠江口海域，是我国华南人口最集中、经济最发达的区域之一；也是连接陆岸物流的必经之地[3,4]。伴随着沿岸地区经济的飞速发展，海洋经济的发展所带来的自身污染，围海造地，滩涂开垦，海洋工程等人类活动，给海洋环境造成了很大的影响[5]；同时，随着工业、农业、海岸工程等产业的迅速发展，海洋环境污染日趋严重，因此，保护珠江口生态环境已经显得非常迫切[6]。

本文利用2006年7月至2007年12月的调查资料，分析伶仃洋海域营养盐的平面分布特征和季节性变化，并用近岸海域的富营养化等级划分标准和潜在性富营养化评价方法进行评价，初步分析伶仃洋海域水质污染、富营养化现状和发展趋势，为海洋生态资源的可持续开发提供参考依据。

1 研究内容

1.1 站点布设及调查时间

在珠江口伶仃洋海域布设16个站位，采取表、底两层水样，表层在 0.5 m处采集，底层在离泥1.0 m处采集。地理位置见图1.1。

图 1.1 采样站位图Fig. 1.1 Map of sampling stations

共进行了4个航次调查，具体调查时间分别是1）夏季：2006年7月15日至2006月8月21日；2）冬季：2006年12月21日至2007年1月19日；3）春季：2007年4月7日至2007年4月24日；4）秋季：2007年10月10日至2007年12月3日。

1.2 分析项目及测试方法

根据目前国内外的研究资料，与水质富营养化有关参数很多，本文仅选取无机氮、活性磷酸盐等项目进行研究；其分析方法按《海洋监测规范》（GB17378.4-2007）[7]和908专项《海洋化学调查技术规程》[8]的规定和要求，仪器设备型号为LACHAT QC8500流动注射分析仪，硝酸盐为镉柱还原比色法，亚硝酸盐为萘乙二胺分光光度法，氨盐为次溴酸盐氧化法，无机磷为磷钼蓝分光光度法。

1.3 富营养化评价方法

目前现有的海水富营养化评价模式[9-11]可归纳为三类：1)单项指标评价；2)综合指数评价；3)模糊数学综合评价(如隶属度法、聚类分析法等)。这些模式虽然有其合理性的一面，但都未揭示出营养盐限制对富营养化的影响状况。为了揭示珠江口伶仃洋海域水体潜在性富营养化的影响程度，本文采用近岸海域潜在性富营养化评价方法进行评价[12]，其评价原则见表1.1。

表 1.1 营养级的划分原则Tab. 1.1 Classification of nutrient levels

2 结果与讨论

2.1 营养盐的平面分布特征

2.1.1 无机氮DIN 在珠江口伶仃洋海域，地表径流较强，陆源污染较严重，大部分生活污水以及工农业废水经八大口门(虎门、蕉门、洪奇门、横门、虎跳门、崖门、鸡啼门和磨刀门)流入伶仃洋海域，其无机氮含量平面分布状况见图2.1 ～ 2.2，表层无机氮年平均值为1.20 mg／L，底层无机氮年平均值为1.03mg／L；大多数调查站位海水中DIN浓度高于4类海水水质标准(0.50 mg／L)，其中表层在桂山岛以北海域均大于0.50 mg／L，底层在青洲和三角岛以北海域均大于0.50 mg／L，无论表层还是底层，平面分布状况都表现出一定的规律，基本上都是由北向南逐步递减趋势。

图 2.1 表层无机氮DIN含量平面分布状况（mg·L-1）Fig. 2.1 Horizontal distributions of DIN at the surface（mg·L-1）

无机氮DIN为硝酸盐、亚硝酸盐和氨盐组成，它们的平面分布特征与DIN相似，主要是受珠江地表径流和陆源污染的影响较大。就组成比例而言，以硝酸盐浓度最高，氨盐次之，亚硝酸盐最低，说明本海域无机氮的形态较为稳定。这与北海湾、粤东柘林湾等海域的特征相同[13,14]。

图 2.2 底层无机氮DIN含量（mg·L-1）平面分布状况Fig. 2.2 Horizontal distributions of DIN at the bottom（mg·L-1）

2.1.2 无机磷DIP 其空间分布特征见图2.3～图2.4。表层与底层的平面分布状况相似，均为由南向北逐渐递增趋势，伶仃洋海域无机磷含量基本上为三类海水水质标准至劣四类海水水质标准。根据调查结果：表层变化范围为0.038 ～ 0.093mg／L，年平均值为 0.054 mg／L；底层变化范为 0.032 ～0.093mg／L，年平均值为0.053 mg／L。伶仃洋海域水质受无机磷DIP影响很大，主要原因是受地表径流[15]、陆源污染、农业污水[16]和海水养殖等方面的影响[17]。

图 2.3 表层无机磷DIP含量平面分布状况（mg·L-1）Fig. 2.3 Horizontal distribution of DIP at the surface（mg·L-1）

图 2.4 底层无机磷DIP含量（mg·L-1）平面分布状况Fig. 2.4 Horizontal distribution of DIP at the bottom（mg·L-1）

2.2 营养盐季节性变化

伶仃洋海域DIN和DIP浓度季节变化特征不尽相同 ( 图2.5、图2.6 )。DIN浓度在夏季达到高峰，其表层均值为1.51 mg／L，底层均值为1.25 mg／L；在冬季达到低谷，其表层均值为0.68 mg/L，底层均值为0.67 mg/L。由于珠江口海域在每年5月至 9月为丰水期，降雨量较大，地表水较丰富，陆源输入无机氮含量较高。DIP浓度在冬季达到高峰，夏季次之，春季和秋季差别不大，它们表层均值分别为0.093，0.047，039和0.038 mg/L，底层均值分别为0.093，0.045，0.035和0.032 mg/L。冬季为海域枯水期，这可能是周边地区养殖产生的大量富含磷的养殖废水进入海洋有关[18]，以及冬季期间该海域水动力较弱有一定影响。

2.3 潜在性富营养化评价

按照富营养化的划分原则和近岸海域潜在性富营养化评价方法，利用调查的分析结果，珠江口伶仃洋海域各调查站位的富营养化水平等级列于表 2.1。春季、夏季和秋季除了万山群岛附近海域（16号站位）为贫营养级别外，其它站位表现为磷中等限制潜在性富营养级别（Vp）或磷限制潜在性富营养级别（VIp）；不过在冬季，整个调查海区的所有调查站位基本表现为富营养级别（III）。

图 2.5 无机氮DIN含量季节性变化状况Fig. 2.5 Seasonal variation of DIN

图 2.6 无机磷DIP含量季节性变化状况Fig. 2.6 Seasonal variation of DIP

3 结 语

（1）伶仃洋海域表层无机氮年平均值为1.20 mg/L，底层无机氮年平均值为1.03 mg/L；无机磷DIP表层年平均值为0.054 mg/L；底层年平均值为0.053 mg/L。而且其平面分布状况均为近岸高于远岸，基本走向由北向南逐步递减。

（2）伶仃洋海域DIN和DIP浓度受季节变化有一定影响，DIN浓度在夏季达到高峰，在冬季下降至低谷；DIP浓度在冬季达到高峰，在秋季下降至低谷。

（3）根据潜在性富营养化评价规则和方法，伶仃洋海域在春季、夏季和秋季基本上为磷中等限制潜在性富营养级别（Vp）或磷限制潜在性富营养级别（VIp）；在冬季则为富营养级别（III）。

表 2.1 伶仃洋海域水体营养化水平Tab. 2.1 Levels of potential eutrophication in Lingdingyang waters

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Assessment and research in the potential eutrophication of Lingdingyang sea area

LU Chu-qian, CAI Wei-xu, YU Han-sheng

(South China Sea Environment Monitor Center, SOA,Guangzhou 510300,China)

On the basis of the survey data observed from Jul of 2006 to Dec of 2007, the paper discusses the horizontal distribution characteristics and seasonal variation of nutrients of Lingdingyang waters of the Pearl River estuary. In the sea surface, annual average of dissolved inorganic phosphate (DIP) counted 0.054 mg/L, whilst in the bottom 0.53 mg/L. Dissolved inorganic nitrogen amounted to 1.20 mg/L in the sea surface and 1.03 mg/L in the bottom averagely. The paper applies the classification criteria of potential eutrophication and assessment methods to evaluate the water body. The assessment results indicate Lingdingyang waters was at potential eutrophication of phosphorus limit to III class eutrophication.

Lingdingyang; Potential; Eutrophication; Assessment

X145

A

1001-6932(2010)06-0712-05

2010-01-07；收修改稿日期：2010-05-05

国家908专项（908-02-02-02），海洋公益性行业科研专项经费项目（200805015）

卢楚谦（1975－ ），男，工程师，工程硕士，主要从事海洋环境监测与评价，电子邮箱：luchuqan@163.com。