潿洲島海域營養(yǎng)鹽變化特征與評價*

黃曉煦，徐軼肖，張 騰，雷 富**，梁千千，陳麗雯，戴圣生

(1.廣西科學院北部灣海洋研究中心，廣西近海海洋環(huán)境科學重點實驗室，廣西海洋天然產(chǎn)物與組合生物合成化學重點實驗室，廣西南寧 530007；2.南寧師范大學，北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點實驗室，廣西地表過程與智能模擬重點實驗室，廣西南寧 530001；3.廣西科學院，廣西南寧 530007)

0 引言

潿洲島位于廣西北部灣的中部，是北部灣中最大的島嶼。潿洲島地處亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)，有著多樣的火山熔巖、奇特的海蝕海積地貌，其附近海域存在色彩斑斕的活珊瑚，珊瑚的總覆蓋率為17.5%-19.5%[1]。潿洲島海域海洋物種豐富，近幾年來每年都有不少的布氏鯨在潿洲島和斜陽島附近海域活動、捕食，是我國難得有大型鯨類頻繁活動的近海海域。潿洲島作為4A級旅游風景區(qū)，游客眾多，但當?shù)鼐用窈陀慰偷纳钌a(chǎn)廢水排放給附近海域的環(huán)境保護帶來一定壓力，且排放的廢水以營養(yǎng)鹽成分居多。營養(yǎng)鹽是浮游植物生長和繁殖的必要元素，其成分與含量是浮游植物群落變化和赤潮暴發(fā)的物質(zhì)基礎。因此，監(jiān)測調(diào)查潿洲島海域的營養(yǎng)鹽變化對掌握海域水環(huán)境營養(yǎng)狀況與趨勢具有重要意義。已有研究對潿洲島營養(yǎng)鹽含量變化與赤潮發(fā)生機理進行分析[2-6]。其中，韓麗君等[6]分析潿洲島近10年鄰近海域海水中營養(yǎng)鹽的組成和變化特征，認為無機氮和活性磷酸鹽濃度的季節(jié)變化特征均為冬季>秋季>夏季，硅酸鹽各季節(jié)濃度差別不大，無機氮年際變化幅度比較大，整體上呈現(xiàn)上升趨勢。邱紹芳等[5]分析認為赤潮發(fā)生的原因很可能與地理環(huán)境有關：北海陸岸的大量有機污染物質(zhì)被輸送至島內(nèi)，而南灣港內(nèi)的水交換條件較差，被污染的海水逐漸富營養(yǎng)化，為赤潮生物提供了適宜的生長環(huán)境。赤潮期水域的溶解氧、化學需氧量、濁度、無機氮、葉綠素a濃度等明顯高于非赤潮期。李小敏等[3]研究2004年潿洲島附近海域發(fā)生的一次小規(guī)模紅海束毛藻赤潮，結(jié)果表明此次赤潮發(fā)生與海水富營養(yǎng)化無關，而是一次非富營養(yǎng)化引發(fā)的赤潮，可能與海洋水文特征的不規(guī)則變化有關?？梢姡l(fā)赤潮的機理和水體營養(yǎng)的變化既復雜又多樣化，值得從不同的角度探究。本研究基于2018-2019年在潿洲島海域的采樣調(diào)查數(shù)據(jù)，分析潿洲島海域營養(yǎng)鹽成分比例、濃度與時空變化趨勢，研究海域的營養(yǎng)狀況與趨勢，并對海域生態(tài)進行健康評價。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位與時間

在廣西潿洲島海域(圖1)布設8個站位進行4個季度的采樣調(diào)查，時間分別為2018年9月、2018年12月、2019年3月、2019年6月，頻率為每3個月一次。

▲Station

1.2 調(diào)查項目

1.3 評價方法

1.3.1 水質(zhì)評價

采用《海水水質(zhì)標準》[8]作為評價標準，單項水質(zhì)評價采用單項標準指數(shù)法，其公式為

(1)

1.3.2 富營養(yǎng)化評價

(2)

其中，E為富營養(yǎng)化指數(shù)，E值越高，富營養(yǎng)化程度越嚴重。根據(jù)《海水水質(zhì)標準》，調(diào)查海域海水水質(zhì)可劃分為貧營養(yǎng)化(E<1.0)、輕度富營養(yǎng)化(1.0≤E<2.0)、中度富營養(yǎng)化(2.0≤E<5.0)、重富營養(yǎng)化(5.0≤E<15)和嚴重富營養(yǎng)化(E≥15) 5個程度。

1.3.3 相關性分析

利用IBM SPSS STATISTICS 23.0軟件包中Correlate分析(Pearson)變量的關聯(lián)性，在N個變量下，0.01

2 結(jié)果與分析

2.1 溶解無機氮成分和比例

2.2 營養(yǎng)鹽濃度變化

潿洲島鄰近海域水溫均較高，為18-31℃，海水溫度季節(jié)性變化明顯；而鹽度、pH值季節(jié)變化不大，其值分別為31-32、8.2-8.01；DO與COD在夏季濃度較高，DO含量為6 560-8 136 μg/L，平均為7 431 μg/L；COD含量為220-870 μg/L，平均為452 μg/L；均屬于第一類海水水質(zhì)標準，COD以第一類海水水質(zhì)標準進行評價分析，單項標準指數(shù)Ai為0.11-0.44。

表1 各站位不同季節(jié)與含量

2.3 營養(yǎng)鹽時空變化

2.4 富營養(yǎng)化評價

海域的富營養(yǎng)化指數(shù)為0.016-0.26 (圖2)，春、夏季濃度變化趨勢明顯，春季在年際變化中富營養(yǎng)化指數(shù)整體處于全年最高，并在W2站位達到最高值0.26。該站位處于潿洲島的東面海域，富營養(yǎng)化指數(shù)為0.016-0.26，隨著營養(yǎng)鹽濃度的變化而有所波動，該站位在春、夏、秋等季節(jié)的富營養(yǎng)化指數(shù)相對其他站位來說較高。除W2站位外，各站位的富營養(yǎng)化程度相對較低且相對穩(wěn)定。潿洲島整體海域富營養(yǎng)化指數(shù)均小于1，表明該海域營養(yǎng)狀況為貧營養(yǎng)。

圖2 各站位富營養(yǎng)化指數(shù)的年際變化

3 討論

整體上潿洲島海域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀良好，北部灣灣內(nèi)餌料豐富，有著健全的食物鏈，而近年來大型布氏鯨頻繁出現(xiàn)在潿洲島海域也反映出其良好的水質(zhì)狀態(tài)，水域環(huán)境健康給海洋生物創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境。

4 結(jié)論

根據(jù)2018-2019年在潿洲島海域的采樣調(diào)查，得到以下結(jié)論:

(3)海水中的營養(yǎng)鹽極易受生物活動和水文狀況的影響，輸入與消耗也會改變營養(yǎng)鹽分布狀況。因此，展開持續(xù)的海域環(huán)境調(diào)查監(jiān)測可為赤潮的發(fā)生提供參考信息。