广西北海市廉州湾养殖区营养盐分布与富营养化的研究

2011-08-30刘保良陈旭阳

科技传播 2011年17期

李萍，刘保良，陈旭阳

国家海洋局北海海洋环境监测中心站，广西北海 536000

富营养化是指由于人类的活动水体中营养成分（如氮、磷等）增加，引起植物过量生长和整个水体生态平衡的改变，因而造成危害的一种污染现象[1]。研究海水中营养盐的分布规律，对于了解营养物质的来源和迁移特征，以及富营养化对沿岸海水养殖业造成的影响具有重要的意义。

廉州湾位于北海市北侧，湾口朝西半开放，呈半圆状。海湾口门南起北海市冠头岭，北至合浦县西场的高沙。海湾口门宽17km，全湾岸线长约72km，海湾面积190km2[2]。廉州湾养殖区位于廉州湾的东南侧，是北海市主要的海水养殖区。本文根据2009年5、8、10月和2010年5、8、10月6个航次的调查资料对廉州湾养殖区海水中营养盐（即无机氮：包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、无机磷）含量的变化和分布变化进行研究，分析讨论营养盐分布与该养殖区海域富营养化的关系，为廉州湾养殖区海域生态环境的保护和水产养殖业的可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查站位和时间

图1 廉州湾养殖区监测站位图

本次调查在廉州湾养殖区内共设了7个监测站位（D3N070～D3N076）。调查时间为2009年5、8、10和2010年的5、8、10月共6个航次（见图1）。

1.2 采样与分析方法

样品采集和分析方法均依据《海洋监测规范》GB17378.4-2007[3]进行。

2 结果与讨论

2009年5 、8 、10月和2010年5、8、10月廉州湾海域溶解态无机氮（NO2-N、NO3-N、NH4-N之和）、无机磷（PO4-P）化学需氧量（COD）的含量范围见表1。

表1 廉州湾表层海水中无机氮和无机磷的含量（mg/L）

2.1 无机氮（DIN）的分布特点

经分析2009年廉州湾养殖区的DIN变化范围在0.075 mg/L～0.219mg/L，各月DIN含量平均值均＜0.30mg/L，符合二类海水水质标准(《海水水质标准》，GB 3097-1997），适用于水产养殖。2010年廉州湾养殖区的DIN变化范围在0.158mg/L～0.395mg/L，5月份的海水DIN含量值为0.158 mg/L，符合二类海水水质标准，8月和10月的海水DIN含量均超过0.30mg/L，小于0.40mg/L，属于第三类海水水质标准(《海水水质标准》，GB 3097-1997）。

2.2 无机磷（PO4-P）的分布特点

调查结果表明：廉州湾养殖区海水无机磷含量的变化：5月＜8月＜10月。与海水中无机氮的分布规律基本一致。5月份夏季由于生物活动旺盛，摄取了大量的磷，因此含量较低。同时5月是汛期入海河流径流量的增加是整个海域PO43--P的浓度有所降低，随之8、10月份的雨量逐渐减少，入海河流径流量也递减，整个海域PO43--P的浓度有所增加。

2.3 N/P比值

人们往往根据Rdfield比值研究生态环境中的限制因素是氮或磷。就是说，当营养盐总水平足以满足浮游植物生长时，海洋浮游植物的N/P比基本遵循Rdfield比，即16:1。只有当海水中无机氮和无机磷均达到一定水平以上时，N/P比对浮游植物才有实际意义，如果两者含量均很低或特别高，对自养生物都将是不利的。营养盐吸收动力学研究表明，当D/P＞＞16时，表明水体缺磷，磷是控制生物量得限制因素；而当D/P＜＜16时，表明氮相对不足，是限制因素[4]。从表1可以看出，2009年5、8、10月和2010年5、8、10月的N/P比值在5.01～10.53之间，平均值6.24，远小于16。说明廉州湾养殖区海水中P含量较丰富。其原因可能受到沿岸陆源水径流带入含P丰富的淡水的影响。

2.4 廉州湾海水营养状况分析

通过富营养化指数的计算公式可以评价养殖区海域富营养化状况：

富营养化指数公式[5]如下：

式中：E为富营养化指数；COD、DIP、DIN的单位均为mg/L；当E≧1时为富营养化，当E值越大表明营养化程度越严重。根据上述公式计算廉州湾养殖区各测站的E值见表2。

表2 廉州湾养殖区海域水质营养指数（E）

根据营养状态指数E知道的变化趋势可见：2009年和2010年从5月到10月富营养化程度逐渐增加，10月份的E值较高，海水富营养化程度最大，这是与海域的无机氮、磷酸盐含量和COD值逐渐增大有关。2009年5、8月E值均小于1，水质良好，富营养化程度不明显。2010年该养殖区的海水富营养化程度都较高，E值均大于1。从2009年到2010年该养殖区海水富营养化程度逐年增大，水质受污染程度逐年增大。