夏季东海微表层与下层海水营养盐的分布特征研究❋

孙 毅， 于 娟， 王绍为， 吴冠伟， 杨桂朋❋❋

(1.中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266100； 2.山东省青岛第一中学，山东 青岛 266002)

研究简报

夏季东海微表层与下层海水营养盐的分布特征研究❋

孙 毅1， 于 娟1， 王绍为2， 吴冠伟1， 杨桂朋1❋❋

(1.中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266100； 2.山东省青岛第一中学，山东 青岛 266002)

海洋微表层； 微表层营养盐； 富集因子； 东海

东海位于中国大陆以东，南起台湾海峡南端，北至长江北岸启东角与韩国济州岛的连线，东达冲绳海槽以西的琉球群岛，面积约为77×104km2。东海有2/3处于世界上最宽广的黄东海陆架上[1-3]，是当前海洋研究的关键地区，也是世界上高生产力的区域之一[4]。海洋生态系统的主要生源物质—营养盐，是影响该区海洋初级生产力的重要因素，其输送、循环与更新是构成再生生命资源的物质与环境基础[5]。

海洋微表层是海洋一大气之间相互作用的重要界面，其厚度一般为50～200μm[6]。海洋微表层内含细菌、浮游生物、有机物、无机物、营养盐及多种污染物等。研究海洋微表层对海气通量计算、能量及物质在海洋界面的传输等具有十分重要的作用。另外，微表层是有机物和微生物富集的微环境[7]，在此环境中可发生特殊的化学和微生物过程。这些过程产物或留在微表层中，或输入大气和表层水中，对促成海洋环境中天然物质和污染物的迁移将起到重要的作用。

目前，一些学者已对东海营养盐的空间分布进行了调查[8-10]，但对东海海域微表层营养盐的相关研究相对不足。国内已经对黄渤海、大亚湾、胶州湾等部分海域微表层进行了初步研究[11-13]，研究结果表明微表层作为独特的物理、化学、生物性质的薄膜有着不同于次表层物质分布的特点，且有富集效应。本文针对以往的研究不足，对东海微表层和表层海水中N、P、Si营养盐的时空分布进行了调查，并分析了微表层中各种营养盐的富集状况，为进一步了解营养盐在海-气界面的生物地球化学循环提供了科学依据。

1 采样及分析方法

1.1 采样站位

于2014年5月15日—6月13日随中国海洋大学“东方红2号”海洋科学考察船对营养盐进行现场采集样品，调查海区共设计7个断面25个调查站位(见图1)，其中包含垂直断面2个，第一个垂直断面(DH1-3、DH1-5、DH1-7)，为一条自西向东方向伸展的断面。第二个垂直断面(DH4-1、DH4-2、DH4-4、DH4-5)为一条自西北向东南方向伸展的断面。另外，我们还研究分析了DH2-1站营养盐的周日变化。从6月9日下午18：00开始，每隔3h取一次表层海水样进行分析，对DH2-1站位进行了24h的连续观测。

图1 东海采样站位图

1.2 调查方法

1.3 富集因子

微表层富集系数为微表层营养盐浓度与表层营养盐浓度的比值，微表层富集概率为富集系数大于1.0的样品数占总样品数的百分率。

2 结果与讨论

2.1 表层海水中温度、盐度的水平分布

温度和盐度的等值线基本都与海岸线平行，在调查区域的北端由于受陆源冲淡水的冲击，盐度等值线呈现东南方向水舌特征(见图2)。

2.2 微表层和表层海水中营养盐的水平分布

舟山群岛海域周围微表层和表层均具有较高浓度的DIN，分别在DH2-1、DH3-1站位其浓度达到最大值(微表层：32μmol/L；表层：54μmol/L)，可能是长江、钱塘江等陆地径流携带大量营养盐流入杭州湾周边海域导致营养盐浓度偏高。图2显示低温、低盐的陆地径流呈水舌状分布流入东海。浙江沿岸海域微表层和次表层的DIN浓度相对偏低，可能是浮游植物大量生长摄取吸收营养盐导致DIN浓度偏低。东海东南部海域的微表层和表层中DIN浓度相差不大，且显著高于北部无陆源径流影响区，图2显示黑潮向陆架海入侵的一个高盐水舌，富含营养盐的黑潮次表层水涌升[15-16]可能是造成东南部DIN偏高的主要原因。

图2 表层海水温度、盐度的水平分布

图3 东海微表层和表层中的水平分布

2.3 东海营养盐的断面垂直分布

图4 东海中部断面温度和营养盐的垂直分布

2.4 微表层海水对营养盐的富集作用

图5 长江口断面温度和营养盐的垂直分布

2.5 海水表层营养盐的周日变化

表1 营养盐在微表层中的富集因子

注：*Sig<0.05; **Sig<0.01; ns：Sig>0.05.

图6 DH2-1站位表层海水营养盐周日变化

3 结论

(2)东海中部断面及长江口断面由于温跃层影响呈现层化现象,长江口断面表层由于受到陆地径流影响营养盐浓度自西向东递减，底层由于受到生物分解及沉积物溶解影响，营养盐浓度较高。

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责任编辑 徐 环

Distribution of Nutrients in the Sea-Surface Microlayer and the Buck Water of the East China Sea in Summer

SUN Yi1, YU Juan1, WANG Shao-Wei2, WU Guan-Wei1, YANG Gui-Peng1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 2.Qingdao No.1 High School, Qingdao 266002, China)

sea-surface microlayer; subsurface; nutrients; enrichment factor; the East China Sea

2014青岛世界园艺博览会植物馆海洋展陈项目资助国家自然科学基金项目(41320104008)；教育部“长江学者”奖励计划项目；山东省“泰山学者”建设工程专项资助 Supported by National Natural Science Foundation of China (41320104008); Ministry of Education “Cheung Kong Scholar” Award Projects; Shandong Province “Taishan Scholar” Construction Projects

2015-08-16；

2015-12-07

孙 毅(1990-)，男，硕士生。E-mail：972120704@qq.com

❋❋ 通讯作者：E-mail： gpyang@ouc.edu.cn

P734.4+4

A

1672-5174(2017)01-052-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20150285

孙毅， 于娟， 王绍为， 等. 夏季东海微表层与下层海水营养盐的分布特征研究[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2017, 47(1): 52-60.

SUN Yi, YU Juan, WANG Shao-Wei， et al. Distribution of nutrients in the sea-surface microlayer and the Bulk Water of the East China Sea in summer[J]. Periodical of Ocean University of China, 2017, 47(1): 52-60.