盧楚謙，蔡偉敘，余漢生

（國家海洋局南海環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 廣州 510300）

伶仃洋海域潛在性富營養(yǎng)化評價與研究

盧楚謙，蔡偉敘，余漢生

（國家海洋局南海環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 廣州 510300）

根據(jù)2006年7月至2007年12月的調(diào)查資料，一年四季分析珠江口伶仃洋海域營養(yǎng)鹽的空間分布特征及季節(jié)變化，該海域DIP表層年平均值為0.054 mg/L，底層年平均值為0.53 mg/L，DIN表層平均值為1.20 mg/L，底層平均值為1.03 mg/L；采用近海海域水體潛在性富營養(yǎng)化等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)和評價方法進(jìn)行評價，評價結(jié)果表明，伶仃洋海域營養(yǎng)化水平基本上為磷限制潛在性富營養(yǎng)化至III級富營養(yǎng)水平。

伶仃洋；潛在性；富營養(yǎng)化；評價

受人類活動影響，海洋富營養(yǎng)化物質(zhì)主要來源以下三方面[1]：1）大氣沉降，經(jīng)降水輸入海洋的N、P等；2）陸源污染，通過徑流帶入海洋；3）海洋活動，如海洋傾倒、船舶排污等。在我國改革開放以來，許多貧營養(yǎng)的河口和近海水域已經(jīng)變?yōu)橹械葼I養(yǎng)或富營養(yǎng)化狀況。輸入新的含N或P物質(zhì)，一般會導(dǎo)致主要限制性營`養(yǎng)鹽間原子（如N∶P）比例發(fā)生變化，必然引起浮游植物群落的變化并且陪隨著有害藻類的出現(xiàn)或持續(xù)。因此，大量含N或P物質(zhì)的輸入對海洋生態(tài)環(huán)境的影響是嚴(yán)重的[2]。

伶仃洋位于珠江口海域，是我國華南人口最集中、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域之一；也是連接陸岸物流的必經(jīng)之地[3,4]。伴隨著沿岸地區(qū)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展所帶來的自身污染，圍海造地，灘涂開墾，海洋工程等人類活動，給海洋環(huán)境造成了很大的影響[5]；同時，隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、海岸工程等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，因此，保護(hù)珠江口生態(tài)環(huán)境已經(jīng)顯得非常迫切[6]。

本文利用2006年7月至2007年12月的調(diào)查資料，分析伶仃洋海域營養(yǎng)鹽的平面分布特征和季節(jié)性變化，并用近岸海域的富營養(yǎng)化等級劃分標(biāo)準(zhǔn)和潛在性富營養(yǎng)化評價方法進(jìn)行評價，初步分析伶仃洋海域水質(zhì)污染、富營養(yǎng)化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為海洋生態(tài)資源的可持續(xù)開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 研究內(nèi)容

1.1 站點(diǎn)布設(shè)及調(diào)查時間

在珠江口伶仃洋海域布設(shè)16個站位，采取表、底兩層水樣，表層在 0.5 m處采集，底層在離泥1.0 m處采集。地理位置見圖1.1。

圖 1.1 采樣站位圖Fig. 1.1 Map of sampling stations

共進(jìn)行了4個航次調(diào)查，具體調(diào)查時間分別是1）夏季：2006年7月15日至2006月8月21日；2）冬季：2006年12月21日至2007年1月19日；3）春季：2007年4月7日至2007年4月24日；4）秋季：2007年10月10日至2007年12月3日。

1.2 分析項(xiàng)目及測試方法

根據(jù)目前國內(nèi)外的研究資料，與水質(zhì)富營養(yǎng)化有關(guān)參數(shù)很多，本文僅選取無機(jī)氮、活性磷酸鹽等項(xiàng)目進(jìn)行研究；其分析方法按《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17378.4-2007）[7]和908專項(xiàng)《海洋化學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》[8]的規(guī)定和要求，儀器設(shè)備型號為LACHAT QC8500流動注射分析儀，硝酸鹽為鎘柱還原比色法，亞硝酸鹽為萘乙二胺分光光度法，氨鹽為次溴酸鹽氧化法，無機(jī)磷為磷鉬藍(lán)分光光度法。

1.3 富營養(yǎng)化評價方法

目前現(xiàn)有的海水富營養(yǎng)化評價模式[9-11]可歸納為三類：1)單項(xiàng)指標(biāo)評價；2)綜合指數(shù)評價；3)模糊數(shù)學(xué)綜合評價(如隸屬度法、聚類分析法等)。這些模式雖然有其合理性的一面，但都未揭示出營養(yǎng)鹽限制對富營養(yǎng)化的影響狀況。為了揭示珠江口伶仃洋海域水體潛在性富營養(yǎng)化的影響程度，本文采用近岸海域潛在性富營養(yǎng)化評價方法進(jìn)行評價[12]，其評價原則見表1.1。

表 1.1 營養(yǎng)級的劃分原則Tab. 1.1 Classification of nutrient levels

2 結(jié)果與討論

2.1 營養(yǎng)鹽的平面分布特征

2.1.1 無機(jī)氮DIN 在珠江口伶仃洋海域，地表徑流較強(qiáng)，陸源污染較嚴(yán)重，大部分生活污水以及工農(nóng)業(yè)廢水經(jīng)八大口門(虎門、蕉門、洪奇門、橫門、虎跳門、崖門、雞啼門和磨刀門)流入伶仃洋海域，其無機(jī)氮含量平面分布狀況見圖2.1 ～ 2.2，表層無機(jī)氮年平均值為1.20 mg／L，底層無機(jī)氮年平均值為1.03mg／L；大多數(shù)調(diào)查站位海水中DIN濃度高于4類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(0.50 mg／L)，其中表層在桂山島以北海域均大于0.50 mg／L，底層在青洲和三角島以北海域均大于0.50 mg／L，無論表層還是底層，平面分布狀況都表現(xiàn)出一定的規(guī)律，基本上都是由北向南逐步遞減趨勢。

圖 2.1 表層無機(jī)氮DIN含量平面分布狀況（mg·L-1）Fig. 2.1 Horizontal distributions of DIN at the surface（mg·L-1）

無機(jī)氮DIN為硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨鹽組成，它們的平面分布特征與DIN相似，主要是受珠江地表徑流和陸源污染的影響較大。就組成比例而言，以硝酸鹽濃度最高，氨鹽次之，亞硝酸鹽最低，說明本海域無機(jī)氮的形態(tài)較為穩(wěn)定。這與北海灣、粵東柘林灣等海域的特征相同[13,14]。

圖 2.2 底層無機(jī)氮DIN含量（mg·L-1）平面分布狀況Fig. 2.2 Horizontal distributions of DIN at the bottom（mg·L-1）

2.1.2 無機(jī)磷DIP 其空間分布特征見圖2.3～圖2.4。表層與底層的平面分布狀況相似，均為由南向北逐漸遞增趨勢，伶仃洋海域無機(jī)磷含量基本上為三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)至劣四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果：表層變化范圍為0.038 ～ 0.093mg／L，年平均值為 0.054 mg／L；底層變化范為 0.032 ～0.093mg／L，年平均值為0.053 mg／L。伶仃洋海域水質(zhì)受無機(jī)磷DIP影響很大，主要原因是受地表徑流[15]、陸源污染、農(nóng)業(yè)污水[16]和海水養(yǎng)殖等方面的影響[17]。

圖 2.3 表層無機(jī)磷DIP含量平面分布狀況（mg·L-1）Fig. 2.3 Horizontal distribution of DIP at the surface（mg·L-1）

圖 2.4 底層無機(jī)磷DIP含量（mg·L-1）平面分布狀況Fig. 2.4 Horizontal distribution of DIP at the bottom（mg·L-1）

2.2 營養(yǎng)鹽季節(jié)性變化

伶仃洋海域DIN和DIP濃度季節(jié)變化特征不盡相同 ( 圖2.5、圖2.6 )。DIN濃度在夏季達(dá)到高峰，其表層均值為1.51 mg／L，底層均值為1.25 mg／L；在冬季達(dá)到低谷，其表層均值為0.68 mg/L，底層均值為0.67 mg/L。由于珠江口海域在每年5月至 9月為豐水期，降雨量較大，地表水較豐富，陸源輸入無機(jī)氮含量較高。DIP濃度在冬季達(dá)到高峰，夏季次之，春季和秋季差別不大，它們表層均值分別為0.093，0.047，039和0.038 mg/L，底層均值分別為0.093，0.045，0.035和0.032 mg/L。冬季為海域枯水期，這可能是周邊地區(qū)養(yǎng)殖產(chǎn)生的大量富含磷的養(yǎng)殖廢水進(jìn)入海洋有關(guān)[18]，以及冬季期間該海域水動力較弱有一定影響。

2.3 潛在性富營養(yǎng)化評價

按照富營養(yǎng)化的劃分原則和近岸海域潛在性富營養(yǎng)化評價方法，利用調(diào)查的分析結(jié)果，珠江口伶仃洋海域各調(diào)查站位的富營養(yǎng)化水平等級列于表 2.1。春季、夏季和秋季除了萬山群島附近海域（16號站位）為貧營養(yǎng)級別外，其它站位表現(xiàn)為磷中等限制潛在性富營養(yǎng)級別（Vp）或磷限制潛在性富營養(yǎng)級別（VIp）；不過在冬季，整個調(diào)查海區(qū)的所有調(diào)查站位基本表現(xiàn)為富營養(yǎng)級別（III）。

圖 2.5 無機(jī)氮DIN含量季節(jié)性變化狀況Fig. 2.5 Seasonal variation of DIN

圖 2.6 無機(jī)磷DIP含量季節(jié)性變化狀況Fig. 2.6 Seasonal variation of DIP

3 結(jié) 語

（1）伶仃洋海域表層無機(jī)氮年平均值為1.20 mg/L，底層無機(jī)氮年平均值為1.03 mg/L；無機(jī)磷DIP表層年平均值為0.054 mg/L；底層年平均值為0.053 mg/L。而且其平面分布狀況均為近岸高于遠(yuǎn)岸，基本走向由北向南逐步遞減。

（2）伶仃洋海域DIN和DIP濃度受季節(jié)變化有一定影響，DIN濃度在夏季達(dá)到高峰，在冬季下降至低谷；DIP濃度在冬季達(dá)到高峰，在秋季下降至低谷。

（3）根據(jù)潛在性富營養(yǎng)化評價規(guī)則和方法，伶仃洋海域在春季、夏季和秋季基本上為磷中等限制潛在性富營養(yǎng)級別（Vp）或磷限制潛在性富營養(yǎng)級別（VIp）；在冬季則為富營養(yǎng)級別（III）。

表 2.1 伶仃洋海域水體營養(yǎng)化水平Tab. 2.1 Levels of potential eutrophication in Lingdingyang waters

[1] 沈志良, 劉 群, 張淑美, 等. 長江和長江口高含量無機(jī)氮的主要控制因素 [J]. 海洋與湖沼, 2001, 32(5): 465-473．

[2] 彭云輝, 孫麗華, 陳浩如, 等. 大亞灣海區(qū)營養(yǎng)鹽的變化及富營養(yǎng)化研究 [J]. 海洋通報(bào), 2006, 21(3): 44-49．

[3] 魯意揚(yáng), 王穎, 尹忠民. 大連市近岸海域水質(zhì)污染類型及趨勢研究 [J]. 海洋通報(bào), 2001, 20(2): 92-96．

[4] 李亞治. 福建東山灣水質(zhì)狀況分析與污染防治對策 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2000, 19(1): 64-67．

[5] 熊德琪, 陳守煜. 海水富營養(yǎng)化模糊評價理論模式 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 1993, 12(3-4): 104-110.

[6] 李凡修, 陳 武. 海水水質(zhì)富營養(yǎng)化評價的集對分析方法 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2003, 22(2): 72-74.

[7] GB17378.4-2007. 海洋監(jiān)測規(guī)范 [S].

[8] 國家海洋局908專項(xiàng)辦公室.海洋化學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)程 [M]. 北京:海洋出版社, 2006. 20-34.

[9] 王保棟. 河口和沿岸海域的富營養(yǎng)化評價模型 [J]. 海洋科學(xué)進(jìn)展, 2005, 23(1): 82-86.

[10] 姚云, 沈志良. 膠州灣海水富營養(yǎng)化水平評價 [J]. 海洋科學(xué),2004, 28(6): 14-22.

[11] 孫培喜, 王宗靈, 戰(zhàn)閏, 等. 膠州灣海水中無機(jī)氮的分布與富營養(yǎng)化研究 [J]. 海洋科學(xué)進(jìn)展, 005, 23(4): 466-471.

[12] 郭衛(wèi)東, 章小明, 楊逸萍, 等. 中國近岸海域潛在性富營養(yǎng)化程度評價 [J]. 臺灣海峽, 1998, 17(1): 64-70.

[13] 周凱, 姜勝. 粵東柘林灣無機(jī)氮的時空分布特征 [J]. 生態(tài)科學(xué),2002, 21(2): 121-125.

[14] 張均順, 沈志良. 膠州灣營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)變化的研究 [J]. 海洋與湖沼, 1997, 28(5): 529-535.

[15] 沈志良. 膠州灣營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的長期變化及其對生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 海洋與湖沼, 2002, 33(3): 322-331.

[16] 張麗旭, 任松, 蔣曉山, 等. 象牙港海域N、P污染特征及潛在性富營養(yǎng)化程度評價 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2005, 24(3): 68-71.

[17] 韋蔓新, 童萬平, 何本茂, 等. 北海灣無機(jī)氮的分布及其與環(huán)境因子的關(guān)系 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2000, 19(2): 25-29.

[18] 彭云輝, 王肇鼎. 珠江河口富營養(yǎng)化水平評價 [J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 1991, 10(3): 7-13.

Assessment and research in the potential eutrophication of Lingdingyang sea area

LU Chu-qian, CAI Wei-xu, YU Han-sheng

(South China Sea Environment Monitor Center, SOA,Guangzhou 510300,China)

On the basis of the survey data observed from Jul of 2006 to Dec of 2007, the paper discusses the horizontal distribution characteristics and seasonal variation of nutrients of Lingdingyang waters of the Pearl River estuary. In the sea surface, annual average of dissolved inorganic phosphate (DIP) counted 0.054 mg/L, whilst in the bottom 0.53 mg/L. Dissolved inorganic nitrogen amounted to 1.20 mg/L in the sea surface and 1.03 mg/L in the bottom averagely. The paper applies the classification criteria of potential eutrophication and assessment methods to evaluate the water body. The assessment results indicate Lingdingyang waters was at potential eutrophication of phosphorus limit to III class eutrophication.

Lingdingyang; Potential; Eutrophication; Assessment

X145

A

1001-6932(2010)06-0712-05

2010-01-07；收修改稿日期：2010-05-05

國家908專項(xiàng)（908-02-02-02），海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（200805015）

盧楚謙（1975－ ），男，工程師，工程碩士，主要從事海洋環(huán)境監(jiān)測與評價，電子郵箱：luchuqan@163.com。