渤海夏季营养盐和叶绿素分布特征及富营养化状况分析
本论文根据2002年夏季(8月10日～18日)和2003年夏季(8月12日～28日)对渤海的现场调查数据和相关历史数据，围绕渤海主要水文、化学、生物要素分布特征和富营养化状况进行了分析与讨论。主要研究结论如下：
渤海三个海湾，特别是沿岸海域水温较高，中央海区、渤海海峡处水温较低；白渤海湾和辽东湾一线向渤海海峡盐度逐渐降低，高盐度区出现在渤海湾东部和辽东湾北部。垂向分布上，水温自表层至底层依次降低，但盐度垂直变化不大。总之，表层高温低盐、底层低温高盐是渤海夏季温盐平面分布的主要特点。
渤海02、03年夏季在三个海湾和中央海区西北部海区(秦皇岛外海)溶解无机态营养盐浓度明显高于其他海区；其中NH4-N和PO4-P的分布与其他营养盐稍有不同。溶解无机态营养盐垂直分布大都出现了随深度的增大含量逐渐增加的特点，而NH4-N垂直分布相对均匀。溶解无机氮(DIN)以NH4-N为主要存在形式。2002年渤海夏季DON高值区主要集中在东部海区，西部海区浓度相对较低；DOP高值区主要集中在辽东湾北部、黄河口外海和渤海湾东南部海区。2002年夏季渤海PN和PP都具有在水深较浅的海湾和河口含量较高，水深较深的中央海区含量较低的分布特点，两者含量都随深度增加而增加。夏季渤海DON在总氮中占有明显优势，DIN相对较少，PN所占比例最小；总磷中DOP和PO4-P含量相当，PP所占比例稍小。
夏季渤海COD含量表底层平面分布相似，莱州湾南部和辽东湾北部含量较高，中央海区含量相对较低；陆源有机物的输入使得表层COD含量较高。
2002年渤海夏季叶绿素平面分布高值区主要集中在渤海南北两端，即辽东湾北部和莱州湾南部。
从年际变化看，近20多年来渤海DIN呈逐年上升趋势，而PO4-P和SiO3-Si含量则出现了逐年降低趋势。渤海COD含量呈现周期性波动，除莱州湾外渤海的COD含量呈现较明显的降低趋势。渤海叶绿素含量在不同年份存在波动，但总体呈上升趋势。
利用N/P、Si/N来评价富营养化状况得出：三个海湾中近岸富营养化状况严重；从年变化趋势看，自上世纪80年代初至今，全渤海富营养化处于加重趋势，同样莱州湾情况最为严重；Si/N值下降趋势明显。通过EI评价渤海富营养化状况严重区域主要分布在黄河口、小清河口和渤海湾东部一线，秦皇岛外海和辽东湾北部海区，而中央海区水质状况较好，近岸水质状况不容乐观。从EI年变化看，海湾中EI值年变化大，但全渤海EI年变化相对平稳。
通过计算与EI相关的三项环境化学参数DIN、PO4-P和COD对EI贡献率得出：造成渤海海区富营养化的主要化学污染物可能为无机氮和无机磷营养盐，COD并不是主要化学污染物。从年变化来看，DIN贡献在37％到46％之间变化，PO4-P贡献在29％到36％之间，COD则在21％到27％之间。对比营养盐结构(N/P、Si/N)与叶绿素a年变化趋势发现：N/P的增加和Si/N的降低对渤海富营养化确实具有很强的促进作用；磷可能是渤海浮游植物生长的主要限制因子。EI(浓度效应)与叶绿素在平稳变化年变化趋势一致，而在叶绿素含量有较大波动时会出现相反的变化趋势。EI年变化反映出渤海不同年份富营养化状况出现了波动的现象，但基本处于正常状态。通过浓度效应(EI)所反映出的渤海长时期内富营养化的变化趋势似乎与营养盐结构所反映出的有所不同，其原因还有待于进一步研究。
综上所述，本文对2002、2003年两航次主要水文、化学和生物要素的分布特征及其年变化趋势进行了较为全面、客观地分析讨论；对不同污染物在富营养化过程中贡献的大小做出了初步的定量研究；并结合以上相关参数初步分析和评价了渤海整个海区富营养化状况及其年变化趋势。本论文所作研究可为有效防治渤海富营养化、有害赤潮发生等海洋生态环境问题提供初步的科学依据。
渤海;富营养化;营养盐;叶绿素;环境海洋学;海洋污染
中国海洋大学
硕士
海洋化学
王修林
2005
中文
X145;X55
67
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）