福建省三沙湾白马港海域叶绿素a与初级生产力的调查

林吓宁

摘 要：以2013年福建省三沙湾白马港海域的现场调查资料为基础，对该海域叶绿素a和初级生产力的季节分布特征进行了分析和探讨，并对比福建省其它海湾海域（罗源湾、湄洲湾、围头湾） 叶绿素a和初级生产力的调查资料。研究结果表明：该海域叶绿素a和初级生产力含量符合春季大于秋季的趋势；该海域叶绿素a和初级生产力含量比福建省其它海湾海域（罗源湾、湄洲湾、围头湾）低；另外，该海域水质中无机氮、磷酸盐含量已达到水体富营养化指标，因此，三沙湾白马港海水水质状况应得到重视。

关键词：叶绿素a 初级生产力 季节变化 磷酸盐、无机氮

中图分类号：P714.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0231-02

福建省三沙湾白马港位于北纬26°49′，东经119°41′，是闽东的中心港口，港内水域宽阔，不冻不淤，是天然的避风良港。福建白马港是福建省重要港口之一，水产养殖面积较大，鱼虾种类繁多。近年来，由于经济发展迅速，白马港生态系统结构和功能的研究日益受到重视。

1 叶绿素a和初级生产力指标在近岸海域研究中的意义

叶绿素a是自养生物在单位时间、单位空间内合成有机物质的量。叶绿素a是反映浮游植物显存量的良好指标，初级生产力则反映海域初级生产者的生产能力，两者是海域可养育生物能力的直接指标。因此，在对渔业资源的调查研究中，叶绿素a与初级生产力是非常重要的研究内容。海洋中叶绿素a浓度分布反映出了水体中浮游植物的丰度及其变化规律。水体中叶绿素a含量的高低能够反映水体营养状况，因此，叶绿素a常作为海洋水体富营养化调查的一个主要参数。

初级生产力又称为原初生产力，是指初级生产者（自养生物）通过光合作用或化能合成的方法来制造有机物的速率。海洋中的初级生产者主要包括大型藻类、单细胞浮游藻类及自养细菌等。其中海洋浮游藻类是海洋中主要的初级生产者，它们利用光能摄取营养盐，把无机碳转化为有机碳，并释放出氧气，从而直接或间接为海洋中其它生物提供赖以生存的物质基础。因此，浮游藻类在海洋初级生产力中占据了十分重要的地位，在海洋生态系统循环和食物链及食物网的关键性环节，在海洋渔业资源评估、水质评价、洋流跟踪及整个生态系统的生态功能研究中为不可缺少的内容。

三沙湾白马港地处福建省东北部福安市，福安市港口资源丰富，港口工业发展迅速。研究福建白马港海域叶绿素a和初级生产力对评价人类活动对河口及其邻近海域的生态环境影响具有重要的科学指导意义。

2 叶绿素a与初级生产力的调查

2.1 材料和方法

本次调查共开展2个航次，分别于2013年5月、11月大潮期间进行，一共布设了20个展位（图1），分布于白马港及白马门附近。叶绿素a：样品的采集依据《海洋监测规范》（GB17378.3-2007）进行，叶绿素-a分表、底层采集水样，叶绿素a样品分析按照《海洋监测规范》（GB17378.3-2007）进行，量取250 ml水样，加2 ml碳酸镁悬浮液，混匀，用玻璃纤维滤膜过滤，将过滤了样品的滤膜放入具塞离心管，加入10 ml丙酮溶液，摇荡，放置冰箱冷藏室中15小时，提取叶绿素-a，用Turner（Turner10-AU）荧光仪进行测定。初级生产力采用叶绿素法，按照Cadee和Hegeman （1974）提出的简化的计算真光层初级生产力公式估算：P=。

式中，P为每日现场的初级生产力（mgC/m·d）；E为真光层深度（m），取透明度的3倍（Yukuya，1980）；D为白昼时间（h），即日出到日落的时间长度；Q为同化系数，采用温带近海水平均同化系数5.0，引自2006年郑国侠等同化系数的计算值；C为表层叶绿素a含量。

同步调查的还有海水中的无机氮、活性磷酸盐（以下簡称磷酸盐），按《海洋监测规范》中规定的方法进行测定。硝酸盐氮采用锌镉还原法、亚硝酸盐氮采用萘乙二胺分光光度法、氨氮采用靛酚蓝分光光度法、活性磷酸盐采用磷钼蓝分光光度法，所有仪器均经过计量认证。

2.2 调查结果

（1）叶绿素a的季节变化。

5月份白马港海域表层叶绿素a含量变化范围在0.42 mg/m3～2.34 mg/m3之间，平均值为1.08 mg/m3；11月份白马港海域表层叶绿素a变化范围在0.24 mg/m3～0.88 mg/m3，平均值为0.49mg/m3。调查结果显示5月份该海域叶绿素a含量高于11月份，表明不同季节里水温不同等环节因素，引起叶绿素a的季节变化。

（2）初级生产力的季节变化。

5月份白马港海域平均初级生产力为72.83 mgC/（m2·d）；11月份初级生产力平均值为10.07 mgC/m2·d。该海域初级生产力分布情况与叶绿素a相同。

根据早期的文献，港湾在冬季的初级生产力通常为全年最低，而夏季或春季则为全年最高，秋季居中。本次调查春季（5月）和秋季（11月）的数据与早期报道的相符。显然是由于环境因素的改变，比如温度的变化，富营养化等所导致的浮游植物大量繁殖的结果，而这也必将导致高的初级生产力。

3 福建省其它海湾叶绿素a与初级生产力概况

根据收集的文献，福建省其它海湾叶绿素a与初级生产力调查结果见表3。

对比表1和表2，表明白马港区叶绿素a与初级生产力的含量相对福建省其它海湾属于偏低水平，这与白马港区地理位置有关，处于福建省东北部。

4 调查海域水质富营养化情况

富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡的现象。水体富营养化指标：N>0.2～0.3 mg/L、P>0.01～0.02 mg/L、生化需氧量>10 mg/L、细菌总数>105个、叶绿素a>10 mg/m3。根据调查结果（表1），无机氮和磷酸盐含量已达到水体富营养化指标，这可能与港口工业污水排放以及水体养殖有关，因此，三沙湾白马港海域水质富营养化应该得到重视。

5 结论与建议

福建省三沙湾海域叶绿素a和初级生产力的调查，对于海域生态系统的结构和功能及水质富营养化等环境问题具有重要的意义。根据三沙湾白马港海域水质现状调查结果显示，该海域叶绿素a和初级生产力含量符合春季大于秋季的趋势；该海域叶绿素a和初级生产力含量比福建省其它海湾海域（罗源湾、湄洲湾、围头湾）低；海水中无机氮和磷酸盐含量已达到水体富营养化指标，这可能与港口工业污水排放以及水体养殖有关，因此，三沙湾白马港海域水质富营养化应该得到重视。

参考文献

[1] 蔡玉婷.福建近海叶绿素a和初级生产力的分布特征[C]//第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集.2009：550-556.

[2] 陈兴群.福建北部主要港湾的初级生产力[J].台湾海峡，2006，25（2）.

[3] 金井科技园区配套海关监管堆场项目海洋环境影响报告书[M].福建：福建省环境科学研究院，2014.

[4] 福州港罗源湾港区淡头作业区9#～11#泊位及仓储工程海洋环境影响报告书[M].福建：福建省环境科学研究院，2013.