2008年黄海浒苔绿潮爆发区营养盐浓度变化及分布特征

王婷，石晓勇，张传松，温婷婷

（中国海洋大学 化学化工学院，山东 青岛 266100）

2008年黄海浒苔绿潮爆发区营养盐浓度变化及分布特征

王婷，石晓勇，张传松，温婷婷

（中国海洋大学 化学化工学院，山东 青岛 266100）

根据2008年7月22－26日和8月5－14日2个航次对黄海浒苔绿潮爆发区的调查数据，研究了调查海域营养盐的浓度变化和分布特征。结果表明，第2航次NH4-N的平均浓度为0.34 μmol/L，低于第1航次，第2航次NO3-N、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为4.63 μmol/L、0.39 μmol/L和6.76 μmol/L，高于第1航次，其中平均浓度变化最大的是PO4-P，其次是NH4-N。受陆地径流和苏北沿岸流的影响，调查海区的西南部是营养盐高值区，为绿潮爆发提供了一定基础。表层海水中NO3-N最高值出现在调查海区的西南部，底层海水中NO3-N最高值出现在调查海区的东部；PO4-P和SiO3-Si的分布特征与NO3-N相似；NH4-N表层分布呈现出高值和低值交替出现的特征，底层则呈现近岸高，远岸低的特征。

浒苔；营养盐；绿潮；黄海

绿潮（Green tide）是大型藻类过量增殖导致的生态异常现象，主要发生在河口、内湾、澙湖和城市密集的沿海地区[1]，导致绿潮的主要生物种类是浒苔（Enteromorphaspp.）和石莼（Ulvaspp.），以石莼居多[2]。绿潮能够从不同方面影响海洋生态系统，导致生态系统结构改变和生物多样性降低[3-4]。此外，绿潮也能影响水产养殖业、渔业和旅游业的发展[5-7]。

2008年6月初，黄海中南部海域爆发大面积绿潮, 此时青岛的气温较高，降水较往年偏多，天气特征有利于浒苔的生长[8]，7月中旬黄海仍有大量浒苔分布，进入8月份以后，黄海浒苔面积逐渐减少。经鉴定，形成本次绿潮的种类均属于同一种，为浒苔属浒苔（Enteromorpha prolifera）[9,10]。浒苔隶属于绿藻门石莼科浒苔属，藻体为草绿色，管状膜质，主枝明显，分枝多且细长，茂密，藻体长可达1～2 m，直径约2～3 mm。浒苔属于广温、广盐的大型海藻，广泛分布于俄罗斯远东海岸、日本群岛、马来群岛和欧洲沿岸等海域。有研究表明，在室内条件下，浒苔日生长速率为23%，海面聚集漂浮的浒苔日生长速率为10%～37%[11,12]。浒苔对海水温度、盐度、pH值和光照强度的适应范围分别为 10～30 ℃、7.2～35、6～9、1 000～10 000 lx，最适范围分别为：15～25℃、20.2～26.9、7～9、5 000～6 000 lx[13,14]。

本次黄海中南部爆发的浒苔绿潮是近年来持续时间较长，规模较大，蔓延海域较广的一次。虽然对黄海生源要素的浓度、时空分布特征已做了大量调查研究[15-22]，但对该海域绿潮爆发前后生源要素的调查研究较少[24]。本文通过2008年7月和8月两个航次调查数据研究该海域营养盐的浓度变化和分布特征，以期为浒苔绿潮生消动态和危害效应的研究提供必要的科学基础与理论依据。

1 研究区域与分析方法

现场调查分别于2008年7月22日-26日（以下简称HT1）和2008年8月5日-14日（以下简称HT2）分 2个航次进行，分别在经度 120°30´E～123°E 和 120°30´E～123°30´E，纬度 33°30´E～36°E之间的黄海海区进行，布设4个断面，HT1航次共35个站位，HT2航次共31个站位（图1），调查船为东方红2号科学调查船。HT1航次调查期间处于绿潮（浒苔）爆发中期，HT2航次调查期间处于绿潮（浒苔）末期（浒苔分布状况见图1）。调查中应用 CTD现场测定海水温度和盐度等参数，使用Niskin采水器分别采集表、中、底层水样。水样经GF/F（0.7 μm）滤膜过滤后，HT1航次样品于-20℃冷冻保存测定硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐，水样加氯化汞常温保存用于测定硅酸盐。在陆地实验室以QuAAtro营养盐自动分析仪分别测定各项溶解无机态营养盐；HT2航次水样经GF/F（0.7 μm）滤膜过滤后，应用分光光度法在船上现场测定：硝酸盐（NO3-N）用镉铜还原-偶氮比色法，磷酸盐（PO4-P）用磷钼蓝法，硅酸盐（SiO3-Si）用硅钼蓝法。样品的处理和测定的操作细节均按照《海洋监测规范》（GB17378.4－2007）中所规定的方法进行。

2 结果与讨论

2.1 营养盐浓度的变化特征

表1分别列出了调查海区2008年7月（HT1）和8月（HT2）两个航次表层、10 m层和底层各项营养盐浓度的平均值和变化范围。对每一层而言，HT2航次表层、10 m层和底层DIN、NH4-N浓度都低于HT1航次； HT2航次表层、10 m层和底层PO4-P、NO3-N、NO2-N和SiO3-Si浓度都高于HT1航次。对整个海区而言，HT2航次DIN浓度比HT1航次低约2 μmol/L，NH4-N低约4 μmol/L，NO3-N高约 2 μmol/L，PO4-P 高约 0.2 μmol/L，SiO3-Si高约3 μmol/L，其中浓度变化幅度较大的是PO4-P和NH4-N，HT2航次PO4-P浓度比HT1航次高约四倍，NH4-N比HT1航次低10倍多。

表2列出了文献中近年来的各海区调查数据，其中2002年夏季东海调查海域在2002年4－5月期间发生了两次规模较大的赤潮[20]。HT1航次与渤海海区各层平均值（表 2）对比可以看出，NO3-N和NH4-N浓度高于渤海海区，PO4-P和SiO3-Si浓度低于渤海海区；与东海海区相比，HT1航次NH4-N浓度较高，而NH4-N、PO4-P和SiO3-Si浓度都低于东海海区。HT2航次与渤海海区各层平均值（表2）对比可以看出，HT2航次表层和底层NO3-N、底层PO4-P和 SiO3-Si浓度高于渤海海区，表层和底层NH4-N、表层PO4-P和SiO3-Si浓度低于渤海海区；与东海海区相比，HT2航次表层和底层 NO3-N、NH4-N、PO4-P和SiO3-Si浓度均低于东海海区所对应的各项参数浓度。

2.2 营养盐的平面分布特征

不同类型、不同层次，各项营养盐的平面分布特征不尽相同。对每一项营养盐来说，表层和10 m层的平面分布情况相似（10 m层图略），而与底层的分布特征有较大区别（图2）。

2.2.1 NO3-N、NH4-N的平面分布特征 HT1和HT2航次调查海区表层NO3-N的分布特征相似（图2），呈南高北低，从苏北沿岸向离岸方向逐渐降低的趋势，HT1航次表层NO3-N在调查海区的西南部有一小范围封闭高值区，HT2航次该封闭高值区消失。HT1和HT2航次底层NO3-N分布特征呈现近岸低，远岸高的趋势，最高值出现在调查海区的东部海域，这一特征主要是受台湾暖流前缘水输入的影响所致[16]。HT1和 HT2航次调查海区表层NH4-N分布特征表现为高值和低值交替出现，HT1航次底层NH4-N分布特征与表层相似，而HT2航次底层NH4-N则表现为近岸高远岸低的特性。

图 1 黄海绿潮（浒苔）取样站位及浒苔分布Fig. 1 Green tide ( Enteromorpha prolifera) sampling stations and distribution in the Yellow Sea

表 1 调查海区营养盐浓度/ μmol·L-1Tab. 1 Concentration of nutrients in the investigated area/ μmol·L-1

表 2 文献中营养盐浓度/ μmol·L-1Tab. 2 Concentration of nutrients in literature/ μmol·L-1

图2 营养盐表层和底层平面分布图Fig. 2 Horizontal distribution of nutrients in surface and bottom layers

HT1航次调查期间处于绿潮（浒苔）爆发中期（浒苔分布状况见图1），浒苔藻体开始发黄，表层NO3-N高值区已经没有漂浮浒苔，而低值区仍有浒苔漂浮，表层NH4-N高值区有浒苔漂浮而低值区则没有浒苔漂浮；HT2航次调查期间处于绿潮（浒苔）末期（浒苔分布状况见图 1），调查海区内表层NO3-N浓度小于 0.5 μmol/L的区域减小，大于2 μmol/L的区域增大，表层和底层NH4-N浓度远低于HT1航次。形成这一分布特征的原因可能是，绿潮中期浒苔已开始腐烂释放出 NH4-N[25]导致浒苔漂浮区域NH4-N浓度升高；释放出的NH4-N经过一段时间很可能会被氧化生成NO3-N，使绿潮过后没有浒苔漂浮区域的NO3-N浓度升高。

2.2.2 PO4-P 、SiO3-Si平面分布特征 HT1和HT2航次表层PO4-P的分布特征表现为高值和低值交替出现，底层表现为近岸低，外海高的分布趋势，底层影响因素与NO3-N相同；HT1航次表层PO4-P浓度低的区域调查期间仍有浒苔漂浮，而浓度高的区域为绿潮爆发之后水体表面没有浒苔漂浮的区域。与2006年7月夏季调查航次数据（表2）相比，HT1航次表层和底层PO4-P浓度低于2006年调查航次，HT2航次表层和底层 PO4-P浓度高于2006年调查航次，说明浒苔绿潮爆发末期藻体分解释放出的PO4-P对该海区的PO4-P可能有一定的补充作用。两航次 SiO3-Si表层分布特征为中间低，两边高，底层表现为近岸低，远海高，HT2航次表层高值区出现在调查海区的西南部。

3 结 论

（1）调查海区 HT2航次 NH4-N平均浓度为0.34 μmol/L远低于 HT1航次 NH4-N的浓度（4.42 μmol/L），HT2航次 NO3-N、PO4-P 和 SiO3-Si的平均值分别为4.63、0.39和6.76 μmol/L，均大于HT1航次NO3-N（2.44 μmol/L）、PO4-P（0.10 μmol/L）和 SiO3-Si（4.02 μmol/L）的浓度。

（2）调查海区表层水体NO3-N、PO4-P、SiO3-Si和NH4-N的分布特征各异；底层NO3-N、PO4-P和SiO3-Si则均呈现近岸低，远海高的分布趋势；底层NH4-N的分布特征则呈现近岸高，远海低的分布趋势。

致谢：感谢2008年浒苔航次调查期间所有船上工作人员！

[1] Morand P, Merceron M. Coastal eutrophication and excessive growth of macroalgae [J]. Recent Research Developments in Environmental Biology, 2004, 1(2): 395-449.

[2] Callow M E, Callow J A, Pickett-Heaps J D, et al. Primary adhesion of Enteromorpha (Chlorophyta,Ulvales) propagules: Quantitative settlement studies and video microscopy [J]. Journal of Phycology,1997, 33(6): 938-947.

[3] Raffaelli D, Raven J, Polle L. Ecological impact of green macroalg--al blooms [J]. Oceanography and Marine Biology, 1998, 36: 97-125.

[4] Taylor R. The green tide threat in the UK-a brief overview with particular reference to langstone harbour, south coast of England and the Ythan estuaty, east coast of Scotland [J]. Botanical Journal of Scotland, 1999, 51: 195-295.

[5] Hernandez I, Peralta G, Perez-Llorens J L, et al. Biomass and dynamics of growth of Ulva species on Palmones River estuary [J].Journal of Phycology, 1997, 33: 764-772.

[6] Kim H G. Recent harmful algal blooms and mitigation strategies in Korea [J]. Ocean Research, 1997, 19: 185-192.

[7] Qi Y, Zhang Z, Hong Y, et al. Occurrence of red tides on the coasts of China [J]. Toxic Phytoplankton Blooms Sea, 1993, 3: 43-46.

[8] 李德萍, 杨育强, 董海鹰, 等. 2008年青岛海域浒苔大爆发天气特征及成因分析 [J]. 中国海洋大学学报, 2009, 39(6):1165-1170.

[9] 张晓雯, 毛玉泽, 庄志猛, 等. 黄海绿潮浒苔的形态学观察及分子鉴定 [J]. 中国水产科学, 2008, 15(5): 830-836.

[10] 乔方利, 马德毅, 朱明远, 等. 2008年黄海浒苔爆发的基本情况与科学应对措施 [J]. 海洋科学进展, 2008, 26(3): 409-410.

[11] 梁宗英, 林祥志, 马牧, 等. 浒苔漂流聚集绿潮现象的初步分析[J]. 中国海洋大学学报, 2008, 38(4): 601-604.

[12] 李瑞香, 吴晓文, 韦钦胜, 等. 不同营养盐条件下浒苔的生长[J].海洋科学进展, 2009, 27(2): 211-216.

[13] 吴洪喜, 徐爱光. 浒苔实验生态的初步研究 [J]. 浙江海洋学院学报（自然科学版）, 2000, 19(3): 230-234.

[14] 任松, 忻丁豪, 何培民, 等. 黄海海域浒苔属生态特征初探 [J].海洋环境科学, 2009, 28(2): 190-192.

[15] 翁学传, 王从敏, 张以垦. 黄海冷水团的变化特征 [J]. 青岛海洋大学学报, 1989, 19(1): 119-130.

[16] 王保栋, 王桂云, 郑昌洙, 等. 南黄海营养盐的平面分布及横向输送 [J]. 海洋学报, 1999, 21(6): 124-129.

[17] 王保栋. 黄海冷水域生源要素的变化特征及相互关系 [J]. 海洋学报, 2000, 22(6): 47-54.

[18] 刘素美, 张经, 陈洪涛. 黄海和东海生源要素的化学海洋学 [J].海洋环境科学, 2000, 19(1): 69-74.

[19] 汤毓祥, 李兴宰. 冬至初春黄海暖流的路劲和起源 [J]. 海洋学报, 2001, 23(1): 1-15.

[20] 王修林, 孙霞, 韩秀荣, 等. 2002年春、夏季东海赤潮高发区营养盐结构及分布特征的比较 [J]. 海洋与湖沼, 2004, 35(4):323-331.

[21] 高磊, 李道季. 黄、东海西部营养盐浓度近几十年来的变化 [J].海洋科学, 2009, 33(5): 64-69.

[22] 韦钦胜, 刘璐, 战闰, 等. 夏季南黄海海水化学要素的分布特征及影响因素 [J]. 中国海洋大学学报, 2010, 40(1): 082-088.

[23] 赵骞, 田纪伟, 赵仕兰, 等. 渤海冬、夏季营养盐和叶绿素a的分布特征 [J]. 海洋科学, 2004, 28(4): 34-39.

[24] 夏斌, 马绍赛, 崔毅, 等. 黄海绿潮（浒苔）暴发区温盐、溶解氧和营养盐的分布特征及其与绿潮发生的关系 [J]. 渔业科学进展,2009, 30(5): 95-101.

Variations in nutrient concentration and distribution for green tide ofEnteromorpha proliferaoccurrence areas of the Yellow Sea in 2008

WANG Ting, SHI Xiao-yong, ZHANG Chuan-song, WEN Ting-ting

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

The variations in nutrient concentration and distribution were analyzed according to the investigation for green tide of Enteromorpha prolifera occurrence areas of the Yellow Sea, during July 22 to 26 and August 5 to 14,2008. The results showed that average concentration of NH4-N (0.34 μmol/L) during the latter voyage was lower than that during the former one, while average concentrations of NO3-N, PO4-P and SiO3-Si (4.63,0.39 ,6.76 μmol/L respectively) during the latter voyage were higher than those during the former one. PO4-P had showed the largest change in the average concentration, with NH4-N followed. The nutrient concentrations in southwest part of the survey area were relatively higher due to the terrestrial runoff and northern Jiangsu coastal current, which contributed to the outbreak of green tide. Distribution of nutrients were as follows: the highest values in surface water of NO3-N, PO4-P and SiO3-Si appeared in the southwest of the survey area, while the highest values in bottom water of them appeared in the east part. When it came to NH4-N, it appeared as the alternating trend of high and low values in surface water, and gradually decreasing from coast to offshore in bottom.

Enteromorpha prolifera; green tide; nutrients; Yellow Sea

X55

A

1001-6932(2011)05-0578-05

2010-11-25；

2011-05-08

国家重点基础研究发展计划（973）项目（2010CB428701）；我国主要河口及邻近海域环境质量评价(908-02-02-02)。

王婷（1985－），女，山东滕州市人，硕士生，主要研究方向为海洋污染与海水分析。电子邮箱：wangting2009@163.com。

石晓勇，博士，教授。电子邮箱：shixy@ouc.edu.cn。