北戴河近岸海域叶绿素a分布特征及影响因素

朱凌宇，韩荣荣，刘志远

（1.秦皇岛市环境保护监测站，河北秦皇岛066002；2.秦皇岛市环保技术咨询服务中心，河北秦皇岛066002）

北戴河近岸海域叶绿素a分布特征及影响因素

朱凌宇1，韩荣荣2，刘志远1

（1.秦皇岛市环境保护监测站，河北秦皇岛066002；2.秦皇岛市环保技术咨询服务中心，河北秦皇岛066002）

2015年及2016年的6月—8月，在北戴河近岸海域设立4个站点，进行海水叶绿素a及理化指标分析。监测结果显示，鸽子窝海域叶绿素a含量最高，平均值为8.93 μg/L，老虎石海域含量最低，平均值为6.61 μg/L；最大值发生在鸽子窝海域，为19.4 μg/L，最小值发生在金沙滩海域，为2.01 μg/L。总体上，北戴河近岸海域水质达到国家二类海水水质标准。与叶绿素a相关性显著的影响因素有无机氮、PO4-P、CODMn和pH值。

北戴河；叶绿素a；分布特征；相关性；影响因素

秦皇岛市北戴河区位于渤海北部，风景优美，是驰名国内外的海滨旅游胜地。随着社会经济的发展，秦皇岛市北戴河区面临的环境压力越来越大。自2009年以来，北戴河海域藻类在夏季大量繁殖，时常有赤潮等暴发，海水变色，养殖鱼类和贝类大量死亡，给当地生态环境和滨海旅游业带来不利影响[1-2]。

叶绿素a能够反映海洋中的初级生产者——浮游植物的现存生物量[3]，是表征海洋生态系统功能的重要指标之一，对藻类大规模暴发有一定的指示作用。邵和宾[4]在长江口海域进行海洋综合调查，利用多参数CTD现场调查数据、悬浮体浓度测定数据，系统研究了该区悬浮体和叶绿素的空间分布及影响因素。胡毅[5]对台湾浅滩邻近海域的水体浊度、荧光叶绿素a进行监测，阐述了分布变化特征。商少凌[6]结合台湾海峡的SeaWiFS水色数据与现场观测Chla数据，初步对照分析了遥测与实测数据。夏季是浮游植物生长繁殖的最佳时期，叶绿素a含量也随之发生较大变化。本研究对北戴河夏季近岸海域水体中的叶绿素a进行监测，探讨其分布特征及影响因素，以期为相关海域的生态环境保护和生态灾害防治管理提供参考依据和基础数据。

1 材料与方法

1.1 采样时间和采样点位

2015年及2016年的6月4日—8月31日，在北戴河近岸海域设立4个站点（39.81°～39.84°N，119.47°～119.54°E）每天进行调查。4个站点位置如图1所示。

图1 调查站位

1.2 采样与监测方法

按照《近岸海域环境监测规范》[7]，利用ETM-2020采水器在各站点现场采样，监测项目有叶绿素a、无机氮（NH4-N、NO3-N、NO2-N）、PO4-P、DO、CODMn、温度。其中叶绿素a和营养盐的海水样品采集后立即用0.45 μm醋酸纤维滤膜过滤，将滤膜和过滤完毕的海水分别保存好，运回实验室分析。监测项目方法参照《海洋监测规范》[8-9]。叶绿素a采用荧光分光光度法，NH4-N采用次溴酸盐氧化法，NO3-N和NO2-N采用连续流动注射比色法，PO4-P采用磷钼蓝分光光度法，DO采用碘量滴定法，CODMn采用碱性高锰酸钾法。

2 结果与讨论

2.1 叶绿素a分布特征

监测结果如表1所示，各站位叶绿素a含量平均值为6.61～8.93 μg/L，变化范围为2.01～19.4 μg/L。标准差均较高，分别为7.85 μg/L、5.33 μg/L、6.86 μg/L、8.16 μg/L，表明叶绿素a含量差异较大。

表1 各站位叶绿素a含量μg/L

结合各站位地理位置，可以看出，北戴河叶绿素a含量呈现出“南北高、中间低”的特征。在南部的西沙滩海域，平均值为7.92 μg/L。北部的鸽子窝海域，平均值为8.93 μg/L，均高于老虎石（6.61 μg/L）和金山嘴（7.03 μg/L），呈现出明显的地域性。

北戴河位于秦皇岛主城区西南角，北部海域受主城区人类活动影响，又有新河流入，附近的鸽子窝海域，其叶绿素a含量范围为2.18～19.4 μg/L，是调查站位中变化最大的。一方面，陆地土壤中的营养盐可以通过地表水流入大海，为附近海域的浮游植物提供丰富的养料，从而促进浮游植物生长，叶绿素a含量增加；另一方面，鸽子窝附近有峡湾地形，水体交换能力相对较弱，有利于浮游植物大量聚集。2016年7月29日—8月12日年鸽子窝附近海域发生绿潮，本次调查出现的叶绿素含量a最高值19.4 μg/L，出现在8月5日，此后，由于人工干预捕捞藻类，浮游植物大量减少，叶绿素a含量最终下降。

西沙滩海域位于北戴河南部，海岸线相对平直，不受岬湾地形限制，附近有戴河流入，同样受地表径流影响，水体中营养盐含量较高，叶绿素a含量变化较大，本次调查的最低含量出现在该海域，为2.01 μg/L。

老虎石和金山嘴海域距离戴河、新河较远，地表径流影响相对较小，海面平阔，水动力较强，水体交换频繁，浮游植物能够充分随着海流移动，导致海域内浮游植物细胞丰度较小，叶绿素a含量偏低。在本次调查中，老虎石海域叶绿素a含量平均值最低，为6.61 μg/L。

2.2 影响因素

调查海域中水温为21.4～27.9℃，均值为24.6℃；pH值为7.7～8.4，均值为8.0；溶解氧为5.14～10.3 mg/L，均值为6.79 mg/L；CODMn为0.39～2.56 mg/L，均值为1.53 mg/L。无机氮为0.077～0.500 mg/L，均值为0.182 mg/L；PO4-P为0.010～0.045 mg/L，均值为0.018 mg/L。将叶绿素a与各理化因素进行相关性分析，结果如表2所示。分析结果表明，调查海域中，与叶绿素a相关性较好的因素有无机氮、CODMn、PO4-P和pH值。其中西沙滩海域主要影响因素为pH值和PO4-P，老虎石海域、金山嘴海域主要影响因素为无机氮、PO4-P和pH值，鸽子窝海域主要影响因素为无机氮和CODMn。

表2 叶绿素a与各因素pearson相关性系数

2.2.1 营养盐（无机氮、PO4-P）的影响

营养盐能够为大型藻类和单细胞浮游植物的新陈代谢提供必需的N、P等，有利于藻类生长繁殖。本次调查中，营养盐与叶绿素a之间的相关性影响最为显著，相关性系数从-0.486～0.427。在各站位海域，影响又不尽相同。在西沙滩海域，叶绿素a与PO4-P呈正相关趋势，而与无机氮关系不大。老虎石海域和金山嘴海域叶绿素a与PO4-P、无机氮均成显著正相关。鸽子窝海域，叶绿素a只与无机氮相关性显著。在2015年8月13日—28日，2016年7月29日—8月12日均发生了绿潮现象，大型藻类和浮游植物过度生长，营养盐被大量消耗，水体中N、P含量下降，因此呈现出负相关趋势。

2.2.2 CODMn的影响

CODMn能够反映水体中有机物的污染程度。当浮游植物大量繁殖时，消耗O2产生大量有机物，可导致高锰酸盐指数含量升高。同样，水体中的有机物也会影响浮游植物的生长繁殖。本次调查中，只有鸽子窝海域与CODMn显著相关。鸽子窝海域靠近主城区，主城区的有机物会排放到附近区域，而西沙滩、老虎石和金山嘴海域主要以海水浴场为主，附近有机物排放量较少，水体污染程度低，因此与CODMn之间的相互影响不大。

2.2.3 pH值的影响

海水中，pH值主要受CO2的影响，大型藻类和单细胞浮游植物进行光合作用消耗大量CO2时，可导致HCO3-解离平衡倾向于产生CO2，从而造成H+减少，pH值升高。在西沙滩、老虎石和金山嘴海域，叶绿素a与pH值呈现较高的相关性，其中在老虎石海域相关性最为显著，说明在这些海域夏季浮游植物活动对pH值变化起着主导作用。而鸽子窝海域的叶绿素a与pH值相关性系数仅为0.130，是所有相关性系数中最低的。可见由于其特殊的地理位置，影响pH值的因素更多，更复杂，所以相关性小一些。

3 结论

北戴河夏季叶绿素a的分布受近岸水域和陆源环境影响较大。在地表径流和潮汐的共同作用下，河口附近海域水体混合充分，营养盐含量丰富，有利于海洋大型藻类和单细胞浮游植物的繁殖，使得叶绿素a含量相对较高。在雨季，则更应当注意，因为降雨能够使陆域环境中的营养盐汇入海域的机会大大增加，短时间含量暴涨，更易导致绿潮等现象发生。峡湾内水体与外界交换相对较少，有利于大型藻类和浮游植物聚集，从而进一步提高叶绿素a含量，易导致赤潮、绿潮等藻类暴发。

叶绿素a含量的影响因素，有一定的地域性。本次调查发现，与其他三个海域相比，鸽子窝海域叶绿素a和无机氮呈负相关趋势。由此可见，它们之间存在着一定的阈值，当达到或超过阈值时，相关趋势就会发生改变。因此，建立适合当地的阈值标准，是下一步的研究方向。

[1]张万磊，张永丰，等.北戴河赤潮监控区环境质量状况分析[J].河北渔业，2012（7）：13-16.

[2]张建乐，陈海.北戴河养殖海域浮游植物的种类组成和时空分布特征[J].海洋通报，2010，9（4）：407-411.

[3]刘子琳，宁修仁，蔡昱明，等.浙江海岛邻近海域叶绿素a和初级生产力的分布[J].东海海洋，1997，15（3）：22-28.

[4]邵和宾，范德江，张晶，等.三峡大坝启用后长江口及邻近海域秋季悬浮体、叶绿素分布特征及影响因素[J].中国海洋大学学报:自然科学版，2012，42（5）：94-104.

[5]胡毅，陈坚，黄财宾.秋初台湾浅滩水体浊度和荧光叶绿素分布特征研究[J].中国海洋大学学报:自然科学版，2009，39（3）：490-494.

[6]商少凌，洪华生，张彩云，等.1998年冬季台湾海峡遥测叶绿素分布特征[J].海洋通报，2001，20（2）：25-29.

[7]中国环境监测总站，浙江省舟山海洋生态环境监测站.HJ442-2008近岸海域环境监测规范[S].北京：中国环境科学出版社，2009.

[8]国家海洋环境监测中心.GB/T17378.4—2007海洋监测规范第四部分：海水分析[S].北京：中国标准出版社，2008.

[9]国家海洋环境监测中心.GB/T17378.7—2007海洋监测规范第七部分：近海污染生态调查和生物监测[S].北京：中国标准出版社，2008.

（编辑：程俊）

Distribution Characteristics and Influencing Factors of Chlorophyll a in Coastal Waters of Beidaihe

Zhu Lingyu1，Han Rongrong2，Liu Zhiyuan1
（1.Qinhuangdao Environmental Protection and Monitoring Station,Qinhuangdao Hebei 066002,China; 2.Qinhuangdao Environmental Technology Advisory and Services Center,Qinhuangdao Hebei 066002, China）

From June to August of 2015 and 2016,four sites were set up in the coastal waters of Beidaihe,for analyzing chlorophyll a,its physical and chemical factors.The results showed that the highest content of chlorophyll a was 8.93 μg/L,which was in Geziwo waters,and the lowest average was 6.61 μg/L in Laohushi waters.The maximum occurred in waters of Geziwo,with 19.4 μg/L,and the minimum occurred in Jinshatan waters,with 2.01 μg/L.Generally speaking,the water quality in the coastal waters of Beidaihe reached the national second-class sea water quality standards.The significant influencing factors related to chlorophyll a were inorganic nitrogen,PO4-P, CODMnand pH.

Beidaihe,chlorophyll a,distribution characteristics,correlation,influencing factors

X55

A

1008-813X（2017）03-0060-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.03.16

2017-05-17

朱凌宇（1985-），男，河北唐山人，毕业于河北大学水生生物学专业，硕士，助理工程师，主要从事实验室化学及仪器分析工作。