天津近岸海域營養(yǎng)鹽分布及沉積物-水界面營養(yǎng)鹽交換特性研究.pdf

1、沉積物-海水界面的營養(yǎng)鹽交換作為海洋中營養(yǎng)鹽循環(huán)的重要組成部分,對海洋生態(tài)系統(tǒng)有重要的影響。渤海灣是一個半封閉淤泥質(zhì)海灣,每年都有大量的富含營養(yǎng)鹽的工業(yè)和生活廢水排入渤海灣,加之沿岸高強度的海岸帶開發(fā),致使該區(qū)域承受著巨大的環(huán)境壓力。本文估算了渤海灣的營養(yǎng)鹽分布,并且采用實驗室靜態(tài)模擬法,對渤海灣天津近岸海域沉積物-海水界面的營養(yǎng)鹽交換進行研究。
　　對整個渤海灣營養(yǎng)鹽的分布而言,營養(yǎng)鹽在渤海灣的分布呈現(xiàn)近岸港口區(qū)域濃度高于近岸未

2、開發(fā)區(qū)和中部區(qū)域的濃度,并且總體呈現(xiàn)出西部含量高,東部含量低的特征。選取C1-C7站位,對其斷面進行分析,發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)鹽在水體的垂直分布規(guī)律為底層濃度>表層濃度。此外,對比以往的研究成果發(fā)現(xiàn)渤海灣的營養(yǎng)鹽限制由三十年前的氮限制轉(zhuǎn)變?yōu)榱紫拗坪蜐撛诘墓柘拗啤?br>　　通過2012年5月的春季航次,對渤海灣進行了大面的觀測和采樣,分析了四個站位上沉積物-海水界面的營養(yǎng)鹽的交換規(guī)律,以及渤海灣營養(yǎng)鹽分布的區(qū)域性規(guī)律。通過測定發(fā)現(xiàn)隨著沉積物垂直深度

3、的增加,沉積物孔隙水中的NO3-N、NO2-N和DIN的含量逐漸減少;而NH4-N和PO4-P的含量先增大,后逐漸減少;SiO3-Si的含量先增大,后減少,但減少量不大。測試得到的四個站位的營養(yǎng)鹽的交換通量分別為:NH4-N的為-0.0379-0.00266mmol/(m2?d);NO3-N的為0.164-0.195mmol/(m2?d);DIN的為0.18-0.267mmol/(m2?d);PO4-P的為0.000975到-0.002

4、17mmol/(m2?d);SiO3-Si的為0.133-0.133mmol/(m2?d)。比較發(fā)現(xiàn),孔隙水濃度梯度法估算的營養(yǎng)鹽的交換通量遠(yuǎn)小于實驗室培養(yǎng)法估算的營養(yǎng)鹽的交換通量。
　　實驗室模擬營養(yǎng)鹽交換的結(jié)果顯示:對NO3-N、DIN和SiO3-Si,沉積物主要起到源的作用;而對于NH4-N和PO4-P,沉積物既可能是源,也可能是匯。通過改變環(huán)境條件發(fā)現(xiàn):1)NO3-N、DIN和SiO3-Si的交換通量在有氧條件下高于厭氧條

5、件下。與之相反,NH4-N和PO4-P的交換通量則在厭氧條件下高于有氧條件下;2)加入生物抑制劑的NO3-N、NH4-N、DIN和SiO3-Si的交換通量均小于無生物抑制劑條件下的交換通量;在有生物抑制劑的條件下,PO4-P的交換通量大于無生物抑制劑條件下的交換通量。通過估算沉積物-海水界面交換的營養(yǎng)鹽對水體中的營養(yǎng)鹽的貢獻率發(fā)現(xiàn):NH4-N的潛在貢獻率為-10.1-20.0％,NO3-N為6.67-10.7%,DIN為5.95-10.