萊州灣虎頭崖養殖水域氮、磷營養鹽的組成分布與季節變化

摘 要：根據2012年5、8、10月對萊州灣虎頭崖養殖海域的3次監測資料，分析了該海域海水中DIN和PO4-P的組成分布和季節性變化情況，并對N/P和營養化程度進行了評價。結果表明，虎頭崖養殖區內營養鹽濃度高于周邊海域，DIN濃度季節性變化較大，呈V字形變化，PO4-P濃度較低，是富營養化主要限制因素，高氮海區傳入和養殖區浮游植物的大量繁殖是發生營養鹽季節性變化的主要因素。

關鍵詞：萊州灣；養殖水域；氮；磷

萊州虎頭崖養殖區位于萊州灣東部太平灣內，是我國重要的魚蝦產卵場之一，也是全國主要的養殖海區，主要養殖品種為海灣扇貝，2012年總養殖面積3100公頃，養殖產量1.2萬噸[1]。以2012年進行的3個航次的監測資料為根據，研究了氮、磷營養鹽的組成分布和季節變化情況，并探討了N/P和營養化情況，旨在為海洋環境保護、赤潮災害防控、虎頭崖海水養殖布局優化等提供科學依據和基礎數據。

1 采樣與分析方法

1.1 采樣站位及時間

2012年的5月（枯水期）、8月（豐水期）、10月（平水期）對萊州灣虎頭崖海域布設9個站位進行了3個航次的監測。

1.2 采樣及測定方法

水樣采用卡蓋氏采水器采集，水樣采集后迅速4℃下冷藏，樣品處理及分析方法均按照國家標準《海洋監測規范-4：海水分析》（GB19378.4-2007）進行。

2 結果與討論

2.1 氮、磷營養鹽的濃度組成和平面分布

海水中的DIN和PO4-P是浮游植物生長繁殖最重要的營養物質，其主要來源于陸源性徑流輸入和海洋生物體分解，在海水中溶解態無機氮（DIN）主要是以N03-N、NH3-N、N02-N三種形式存在[2]。

5月海水DIN濃度在0.431～0.670mg/L，平均值0.531mg/L，N03-N、NH3-N、N02-N在DIN中所占的比例分別為87.3%，9.2%，3.5%，呈現南高、北低，由近岸向外海逐漸降低的分布趨勢。PO4-P濃度在0.00235～0.00537mg/L，平均值0.00299mg/L，呈現以養殖區為中心向四周逐漸降低的變化態勢。

8月海水DIN濃度在0.00530～0.107mg/L，平均值0.0355 mg/L，N03-N、NH3-N、N02-N在DIN中所占的比例分別為74.4%，18.3%，7.3%，呈現以養殖區為中心向四周逐漸降低的分布態勢，且西南方向濃度下降最快，正北方向下降緩慢。PO4-P濃度在0.00081～0.00835mg/L，平均值0.00416mg/L，呈現以養殖區為中心向四周逐漸降低的變化態勢。

10月海水DIN濃度在0.191～0.341mg/L，平均值0.247mg/L，N03-N、NH3-N、N02-N在DIN中所占的比例分別為86.6%，11.1%，3.3%。呈現以養殖區為中心向四周逐漸降低的分布趨勢，且向岸方向濃度下降較快，向外海方向濃度下降較慢。海水PO4-P濃度在0.00143～0.00238mg/L，平均值0.00186mg/L，呈現由西部外海向灣內逐漸降低的分布趨勢。

2.2 氮、磷營養鹽季節性變化

2012年萊州虎頭崖海域DIN濃度隨季節發生呈V字型變化，5月最高，8月最低，8月濃度僅為5月的1/15，具有變化幅度大，速度快的特點。這主要與海區的DIN來源有關，一是海水養殖過程產生的殘餌、排泄物和養殖生物的死體進入水體后，以有機和無機物形式存在，使海水中DIN濃度升高，二是渤海高氮海區的傳入，萊州灣西側由于有黃河、小清河等大型河流攜帶的大量陸源污染物的持續輸入，DIN濃度一直保持在較高水平，平均濃度大于0.6mg/L[3]，而且受黃河大量河水注入的影響，海洋水文存在逆時針環狀海流，通過海流的水平運輸，高氮污染物得到有規律的擴散，自萊州灣西南部灣底呈扇形向東北方向逐步降低[4]。春、冬季海水溫度較低，海洋生命活動不旺盛，海洋生物對DIN的消耗較少，經過了幾個月的累積，5月DIN濃度處于較高水平；8月水溫升高，海洋生物活動劇烈，葉綠素-a濃度是5月的8.8倍，DIN大量被消耗，而且監測海域環境容量較小，DIN的消耗速度大于補充速度，所以濃度迅速下降；10月份水溫降低，海洋生命活動放緩，DIN得到及時補充，濃度開始升高。

監測海域PO4-P濃度較低且變化較為平穩，8月最高，10月最低，8月濃度約為5月的1.4倍，10月的2.2倍。其主要原因是目前國家對含磷物質進了有效控制，陸源入海的PO4-P較少。夏斌等（2009）得出萊州灣磷酸鹽的補充并非主要來自河流輸入，而是以有機物的礦化分解再生為主的結論[5]。由養殖區外站位PO4-P濃度變化與DIN濃度變化趨勢一致，但養殖區內兩者變化趨勢相反，可以得出產生這種現象的主要原因是夏季養殖區內生命活動強烈，浮游植物大量繁殖和死亡，使PO4-P濃度升高的結論。

2.3 N/P

N/P（原子比）是水體富營養化的重要性指標，對浮游植物的生長起著很重要的制約作用，當營養鹽水平足以滿足浮游植物生長時，海洋浮游植物的N/P應為16：1。5月N/P平均值為423，PO4-P為限制因素；8月N/P平均值為21，考慮到此時氮、磷營養鹽濃度都很低，不敢肯定N/P還仍然具有實際意義；10月N/P平均值為472，PO4-P為限制因素。總體來看，由于DIN的季節性變化較大，造成了N/P的季節性變化也非常大，PO4-P是該海域富營養化的限制性因素。

3 結束語

萊州虎頭崖養殖海域DIN濃度隨季節性呈V型變化，PO4-P濃度較低，變化比較平穩；養殖區對該海域營養鹽的平面分布產生了一定影響；高氮海區DIN的輸入和養殖區浮游植物的大量繁殖是影響營養鹽濃度季節性變化的主要因素。N/P值較高，PO4-P是該海域富營養化的限制性因素。建議對養殖區的養殖規模、密度和布局進行統一的規劃安排，提高水體交換，減少養殖貝類的病害與死亡，避免赤潮災害的發生，保持現有生態系統穩定。

參考文獻

[1]《2012年煙臺市統計年鑒》[M].

[2]張正斌.2004.海洋化學，青島：中國海洋大學出版社.119-121.

[3]沈志亮，陸家平，劉興俊.黃河口及附近海域的無機氮和磷酸鹽[J].海洋科學集刊，1989，30：51-79.

[4]顧玉荷.渤海海流概況及其輸沙作用初析[A].海洋科學進展，1996，14（1）：1-5.

[5]夏斌，張曉理，崔毅，陳碧鵑，陳聚法，過鋒，張艷，黃翠玲.夏季萊州灣及附近水域理化環境及營養現狀評價[J].漁業科學進展，2009，30（3）：103-111.

作者簡介：王磊（1985.1-），男，山東萊州人，本科，主要從事海洋環境監測及保護工作。