长江口及其邻近水域硅酸盐的分布变化特征
近岸海域表层海水中营养盐组成、分布及季节变化特征
近岸海域表层海水中营养盐组成、分布及季节变化特征作者：李婷婷李海燕来源：《名城绘》2020年第09期摘要：以2018年-2019年江苏近岸海域为调查资料，将海区表层海水的活性磷酸盐、溶解无机氮以及硅酸盐含量及分布特征进行分析。
近海岸海域海区全年表层活性磷酸盐平均浓度与全年表层溶解无机氮平均浓度分别符合国家二类海水水质标准与国家四类海水水质标准。
海水中的硝酸盐比例在一定程度上受到季节性的影响，例如硝态氮在海水中比例会随着季节温度的上升而升高，同时全年均以溶解无机氮形态存在。
溶解无机氮表现依次排列为冬季、夏季、秋季、春季。
关键词：硅酸盐;营养盐;溶解无机氮;营养级近海岸海域海水污染物中以活性磷酸盐与无机氮为主，入海口排污处于超标状态，因多数排污口与海域较为临近，导致其污染严重。
沿海地区排污口超标排放依然处于严峻状态因临近海域导致海域污染严重。
近岸海域因污染物排放总量不断增长，海水水质受到一定影响，进而形成其质量下降。
受海域变化不均与生态群落分布所影响，近岸海域生态系统状态处于亚健康，并且持续时间久，海洋生物资源减退，生态调节功能逐渐变弱，水体营养状态呈富营养化。
1 调查区域与方法江苏以近海岸海域布设40各站位，于2018年6月、8月、10月与2019年4月分别在春、夏、秋、冬季节进行现场采样。
以《海洋监测规范》为测定标准与表层水采集标准，用0.45um滤膜过滤后进行测定醋酸纤维膜进行过滤后，将营养盐分别以分光光度计进行测定，同时结合国家级标准物质进行校准。
2 结果2.1海水盐营养密度春、夏、秋、冬季节表层海水中，硅酸盐、活性磷酸盐、溶解无机氮以及各组平均浓度与范围详见表1。
溶解无机氮各项营养盐浓度在时间分布上具有明显季节特征，硝态氮、硅酸盐以及氨氮具有不同变化，硝酸氮冬季最高，其次为夏季、秋季与春季;硅酸盐最高位夏季，其次为冬季、秋季与春季;氨氮最高为秋季，其次为冬季、夏季、春季。
溶解无机氮表现为冬季>夏季>秋季>春季。
长江口基本情况
长江自江苏江阴以下进入河口段。
江阴附近江面宽1.4公里，至徐六泾江宽5公里，然后向东南迅速扩展，至长江口北端的苏北嘴与南端的南汇嘴之间，江面宽达91公里。
整个长江河口段呈喇叭形，全长200公里。
长江口江流浩荡，但河床比降甚小，流速平缓，加之受海潮顶托影响，长江从上游挟带来的大量泥沙在河口附近形成沙洲和河坝，在两岸形成沙嘴。
河口沙洲的出现便使河道分汊，受地转偏向力的影响，长江主流往右偏移，使河口的南汊道刷深、扩宽，且呈发展趋势；北汊道则日渐淤浅、束窄，呈衰退趋势。
当南汊道成为长江径流主要通道后，新的沙洲、沙坝发育，使河道再次分汊，继续向东南偏移。
随着河口汊道的发展演变，河口三角洲便不断向大海延伸。
长江口南北两支汊道被崇明岛所分隔。
崇明岛系中国第三大岛，面积达1083平方公里。
18世纪后，由于长江主泓流经南支汊道，使南汊发育迅速，泥沙淤积形成了中央沙、长兴岛和横沙岛，它们把南支分隔成南港和北港两个汊道。
随后，南港汊道淤积形成了九段沙，又把南港分隔为南槽和北槽。
其中，南槽原为长江主泓道，近年来又发生变化，淤积增加，水深变浅，北槽出现刷深趋势，南槽长江主泓已渐渐转向北槽。
长江泥沙主要经南支向东和东南沿海输移，入海泥沙的分布情况大致为：60%左右在口门外向东扩散，扩散范围一般限于东经123°以西，相应水深50米左右，已形成面积为1万平方公里的长江水下三角洲；20%～25%左右的泥沙沿海岸向南运移，夏季因台湾暖流西偏，浙闽沿岸流受偏南风影响贴岸北上，长江南移泥沙受阻，主要沉积在杭州湾以外，部分被潮汐拥入杭州湾内；冬季台湾暖流退缩东移，浙闽沿岸流受北风吹送影响南下，长江泥沙向南可达浙南、闽北沿海；余下15%～20%左右的泥沙向北运移不远，因受苏北沿岸流阻挡，反被潮汐拥入崇明岛以北，沉积在长江口北支内，故长江向北部沿海的输沙量甚少。
长江口潮汐属半日周潮，平均潮周期为12小时25分，影响范围甚远。
汛期，潮流可至江阴，江阴以下为潮流河段。
春季长江口及邻近海域水体Eh和pH的分布
资 助 项 目： 国 家 自然科 学 基 金项 目— — 东 海 内陆 架 ２ ５ ０年 来 海 洋 温 盐 和 生 产 力 重 建 及 其 对 年 代 际气 候 波 动 的 响 应 （ ４ １ ３ ７ ６ ０ ５ ５ ） ； 国 家 重 大
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ － ６ ６ ４ ７ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ １ ０
Ｅ ｈ和 ｐ Ｈ 是 水体 的重 要 物 理 化 学 参 数 ， 是 反 映 水 体 富 营养 化 、 水 质 酸 化 等 水 体 环 境 的 良好 综 合 性 指
Ｍｎ ｚ Ｏ ｓ ） 等 自生矿 物 的 形 成 ， 水 体 中 出现 的少 量 胶 黄 铁矿 （ Ｆ ｅ Ｓ ） 与微环境有关。
关键词 ： Ｅ ｈ；ｐ Ｈ；水 团 ； 自生 矿 物 ；长 江 口及 邻 近 海 域
பைடு நூலகம்
中图 分 类 号 ｉ Ｐ ７ ３ ６ ． ４
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ６ ６ ４ ７ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ — ０ ０ ９ ６ — １ １
第 ３ ５ 卷第 ｌ 期 ２ ０ １ ７年 １月
海
洋 科
学
进
展
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． １
ＡＤ Ｖ ＡＮ ＣＥＳ Ｉ Ｎ Ｍ Ａ ＲＩ Ｎ Ｅ ＳＣＩ ＥＮ『 ＣＥ
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ， ２ ０ １ ７
春 季 长 江 口及 邻 近 海 域 水 体 Ｅ ｈ和 ｐ Ｈ 的 分 布
摘 要 ： 依据 ２ ０ １ ５年 春 季 对 长 江 口及 邻 近 海 域 水 体 Ｅ ｈ和 ｐ Ｈ 的现 场 调 查 数 据 ， 分 析研 究区海域水体 Ｅ ｈ和 ｐ Ｈ的
《长江口邻近海域典型站位的沉积记录及其对富营养化演变的指示意义》
《长江口邻近海域典型站位的沉积记录及其对富营养化演变的指示意义》一、引言长江口邻近海域作为我国重要的海洋经济区，其沉积记录对于研究区域乃至全球海洋环境变化具有重要意义。
随着近年来富营养化现象的加剧，对该区域典型站位的沉积记录进行深入研究，不仅可以了解历史环境变化过程，还可以为预测未来富营养化演变趋势提供科学依据。
本文将分析长江口邻近海域典型站位的沉积记录，并探讨其对富营养化演变的指示意义。
二、研究区域与站位选择长江口邻近海域因其独特的地理位置和丰富的物质来源，成为海洋环境变化研究的热点区域。
本研究选取了该海域的典型站位，这些站位不仅具有较高的沉积速率，还具有明显的环境变化响应特征。
通过对这些站位的沉积物进行采样和分析，可以获得较为完整的沉积记录。
三、沉积记录分析方法本研究的分析方法主要包括沉积物粒度分析、元素地球化学分析和放射性核素测年等。
通过对沉积物的粒度分布、元素含量及放射性核素年龄进行综合分析，可以了解沉积物的来源、沉积环境和沉积速率，进而重建历史环境变化过程。
四、沉积记录分析结果根据分析结果，长江口邻近海域典型站位的沉积物主要由粘土、粉砂和砂等组成。
在时间尺度上，沉积物记录了近百年来的环境变化过程，包括历史时期的洪水事件、人类活动的影响等。
在空间分布上，不同站位的沉积物组成和厚度存在差异，反映了不同区域的物质来源和沉积环境差异。
五、沉积记录对富营养化演变的指示意义通过对长江口邻近海域典型站位的沉积记录进行分析，可以发现富营养化现象在该区域的演变趋势。
沉积物中的有机质含量、营养盐浓度等指标可以反映历史时期的富营养化程度。
同时，沉积记录还可以揭示人类活动对海洋环境的影响，如过度捕捞、污水排放等导致的水质恶化现象。
这些信息对于评估当前富营养化状况和预测未来演变趋势具有重要意义。
六、结论与展望通过对长江口邻近海域典型站位的沉积记录进行分析，我们了解到该区域的环境变化历史和富营养化演变趋势。
这些信息对于制定合理的海洋环境保护措施具有重要意义。
长江口及其邻近海域磷的分布变化特征
海洋科学/2007年/第31卷/第1期28长江口及其邻近海域磷的分布变化特征李 峥1，沈志良2，周淑青1 , 姚 云2（1.上海水产大学 生命科学与技术学院，上海 200090；2.中国科学院 海洋研究所 海洋生态与环境科学重点实验室，山东 青岛266071）摘要：根据2004年4个航次的调查资料，研究了长江河口内及其临近海域磷酸盐和总磷的分布变化特征。
结果表明，磷酸盐和总磷的浓度分布都是河口附近高，外海低，但其最大值不在河口内，而在口门外。
河口内磷酸盐秋、冬季浓度高，春、夏季低；总磷夏、秋季浓度高，春季和冬季低。
口门外磷酸盐和总磷浓度分布都是冬、夏季高，春、秋季低。
磷酸盐夏季浓度变化大，分层明显，冬季变化小，垂直分布均匀。
总磷春季表、底层浓度接近，其余季节表层都低于底层。
通过磷酸盐和总磷与盐度、悬浮体的相关关系研究表明，磷酸盐在河口转移过程中，还受到生物活动、水体垂直对流以及缓冲作用等多种因素的影响。
总磷在很大程度上受颗粒磷的控制。
关键词：长江口；总磷；磷酸盐；分布特征中图分类号：P734.2 文献标识码：A 文章编号：1000-3096（2007）01-0028-09长江是中国最大的河流，也是世界第三大河，强大的径流不断向河口邻近海域输送营养盐，促进了该水域饵料生物的大量繁殖与生长，形成了中国著名的长江口和舟山渔场。
近几年进入长江口的氮、磷含量不断增加，富营养化程度加重，长江口海域赤潮经常发生，已成为中国沿海赤潮的多发区[1]。
关于长江口及其邻近海域营养盐的分布变化规律，已有不少研究报道。
沈志良[2]报道长江每年向长江口海区输送1.51万t 磷酸盐(PO 4-P)；黄自强等[3]对长江口各种形态磷(包括总磷、有机磷和活性磷酸盐)的研究表明，长江冲淡水的磷具有向南、北双向扩展的趋势；黄尚高等[4]研究认为长江口的磷酸盐存在一定的缓冲作用；王保栋等[5]报道长江口以东及其东北部海域高含量的营养盐主要来自长江冲淡水的扩展及苏北沿岸流的输送；傅瑞标等[6]研究了长江口羽状锋面的营养盐特征；石晓勇等[7]报道，长江口临近海域磷酸盐受台湾暖流影响较大。
长江口及邻近海域富营养化近30年变化趋势及其与赤潮发生的关系和控制策略研究的开题报告
长江口及邻近海域富营养化近30年变化趋势及其与赤潮发生的关系和控制策略研究的开题报告一、选题背景及意义长江口是国家“十二五”时期重点治理的海洋区域之一，也受到国内外广泛关注。
然而，长江口及其邻近海域的富营养化和赤潮频发现象却越来越严重，这对海洋生态和渔业资源产生了非常严重的影响。
因此，研究长江口及邻近海域富营养化现象及其与赤潮发生的关系和控制策略具有重要的科学与社会价值。
二、研究内容1. 长江口及邻近海域富营养化现象的概括及趋势分析：通过对近30年来的观测数据，对长江口及邻近海域富营养化现象的变化趋势进行梳理和分析，以及区域差异和发生机理进行探究。
2. 长江口及邻近海域赤潮发生的关系分析：利用长江口及邻近海域的生态观测数据和赤潮发生的记录，分析长江口及邻近海域富营养化和赤潮发生的关系，探究其发生机理和机制。
3. 控制策略的研究：在分析富营养化现象和赤潮发生的基础上，针对长江口及邻近海域的特点和存在问题，提出具体的控制策略和对策，为区域治理和生态保护提供科学依据。
三、研究方法1. 数据分析法：基于长时间序列的监测数据，分析长江口及邻近海域富营养化现象的变化趋势及其空间分布的差异。
2. 实地调查法：以长江口及邻近海域为研究区，对赤潮和富营养化现象进行现场调查，探究其影响因素和发生机理。
3. 模型模拟法：基于海洋数值模型，模拟长江口及邻近海域的水动力和营养物质传输，分析其对富营养化和赤潮发生的影响。
四、研究预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：1. 得出长江口及邻近海域富营养化近30年的变化趋势及其与赤潮发生的关系。
2. 探究富营养化和赤潮发生的机理和影响因素。
3. 提出针对长江口及邻近海域富营养化及赤潮的综合治理策略。
五、研究的实际意义1. 为长江口及邻近海域的生态保护和治理提供科学依据和参考。
2. 提高社会公众对长江口及邻近海域生态环境的认识和关注。
3. 为中国海洋生态学和海洋管理领域提供一定的研究经验和方法。
长江口及其邻近海域生态环境综合评价
第３９卷第１３期２０１９年７月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３９，Ｎｏ．１３Ｊｕｌ．，２０１９基金项目：上海市海洋局科研项目（沪海科２０１６⁃０５，沪海科２０１６⁃０４）；国家重点研发计划（２０１７ＹＦＣ１４０５００２）收稿日期：２０１８⁃０６⁃０７；㊀㊀网络出版日期：２０１９⁃０４⁃１７∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｉａｎｇｘｓ＠ｅａｓｔｓｅａ．ｇｏｖ．ｃｎＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１８０６０７１２８５范海梅，蒋晓山，纪焕红，刘鹏霞，胡茂桂，秦玉涛．长江口及其邻近海域生态环境综合评价．生态学报，２０１９，３９（１３）：４６６０⁃４６７５．ＦａｎＨＭ，ＪｉａｎｇＸＳ，ＪｉＨＨ，ＬｉｕＰＸ，ＨｕＭＧ，ＱｉｎＹＴ．ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１９，３９（１３）：４６６０⁃４６７５．长江口及其邻近海域生态环境综合评价范海梅１，蒋晓山１，∗，纪焕红１，刘鹏霞１，胡茂桂２，秦玉涛１１国家海洋局东海环境监测中心，上海２０１２０６２中国科学院地理科学与资源研究所，资源与环境信息系统国家重点实验室，北京１００１０１摘要：基于１９８４ ２０１５年监测数据，给出长江口及其邻近海域无机氮和活性磷酸盐长时间序列的变化趋势，确定了营养盐的基准年是１９８７年，基准值分别是０．０７０５ｍｇ／Ｌ和０．０００７５１ｍｇ／Ｌ㊂结合频数分析方法，无机氮的分区阈值为０．３３９ｍｇ／Ｌ和１．１５ｍｇ／Ｌ，活性磷酸盐的分区阈值为０．０２８９ｍｇ／Ｌ和０．０５３０ｍｇ／Ｌ，研究区域可划分为三大分区：口内区㊁过渡区和口外区；结合生态红线㊁污染源等具有开发管理属性的分布，最终将研究区域分为８个评价单元㊂提出了水质环境㊁沉积物环境㊁生物生态三类三级评价指标体系，建立了海洋生态环境综合评价方法㊂水质环境的区域分布与生物生态相似：口内区域较差，口外区域向海逐渐趋好；沉积物环境特征：南支㊁北支和北港的沉积物质量略好于口外区域，口外区域好于南北槽分区和杭州湾北部㊂生态环境综合状况由差向好的区域变化为：Ⅳ区＜Ⅴ区＜Ⅲ区＜Ⅰ区＜Ⅱ区＜Ⅵ区＜Ⅷ区＜Ⅶ区；随时间有向好趋势㊂关键词：长江口及其邻近海域；综合分区；指标体系方法；海洋生态环境；综合评价ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａＦＡＮＨａｉｍｅｉ１，ＪＩＡＮＧＸｉａｏｓｈａｎ１，∗，ＪＩＨｕａｎｈｏｎｇ１，ＬＩＵＰｅｎｇｘｉａ１，ＨＵＭａｏｇｕｉ２，ＱＩＮＹｕｔａｏ１１ＥａｓｔＣｈｉｎａＳｅａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＳｔａｔｅＯｃｅａｎｉｃＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２０６，Ｃｈｉｎａ２ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓ＆ＮａｔｕｒｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｆｒｏｍ１９８４ｔｏ２０１５，ｗｅｒｅｐｏｒｔａｔｒｅｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ（ＤＩＮ）ａｎｄｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＰＯ４⁃Ｐ）ｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａ；ｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｙｅａｒｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｏｂｅ１９８７，ａｎｄｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｓｗｅｒｅ０．０７０５ａｎｄ０．０００７５１ｍｇ／ＬｆｏｒＤＩＮａｎｄＰＯ４⁃Ｐ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｎ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｅｓｗｅｒｅｃｏｍｂｉｎｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓｏｆ０．３３９ａｎｄ１．１５ｍｇ／ＬｆｏｒＤＩＮ，ａｎｄｔｈｏｓｅｏｆ０．０２８９ａｎｄ０．０５３０ｍｇ／ＬｆｏｒＰＯ４⁃Ｐ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｃｏｕｌｄｂｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｕｂａｒｅａｓ：ｔｈｅｉｎｎｅｒａｒｅａｏｆｔｈｅｍｏｕｔｈ，ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｒｅａ，ａｎｄｏｕｔｅｒａｒｅａｏｆｔｈｅｍｏｕｔｈ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｄｌｉｎｅａｒｅａａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｗａｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｅｉｇｈｔｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｕｂｚｏｎｅｓ．Ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｍａｒｉｎｅｗａｔｅｒ，ｓｕｒｆａｃｅｓｅｄｉｍｅｎｔ，ａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｒｉｎｅｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗａｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｄｉｃｅｓｉｍｐｒｏｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｉｎｓｉｄｅｔｏｏｕｔｓｉｄｅａｒｅａ．ＳｏｕｔｈＢｒａｎｃｈ／ＮｏｒｔｈＢｒａｎｃｈ／ＮｏｒｔｈＰｏｒｔｗａｓｓｌｉｇｈｔｌｙｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅａｒｅａｗｈｅｒｅｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎｄｉｃｅｓｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＨａｎｇｚｈｏｕＢａｙ／ＮｏｒｔｈＣｈａｎｎｅｌ／ＳｏｕｔｈＣｈａｎｎｅｌ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｒｉｎｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗａｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｓｕｂｚｏｎｅＩＶ＜ｓｕｂｚｏｎｅＶ＜ｓｕｂｚｏｎｅＩＩＩ＜ｓｕｂｚｏｎｅＩ＜ｓｕｂｚｏｎｅＩＩ＜ｓｕｂｚｏｎｅＶＩ＜ｓｕｂｚｏｎｅＶＩＩＩ＜ｓｕｂｚｏｎｅＶＩＩ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｗｉｔｈｔｉｍｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｕｂｚｏｎｅｓ；ｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｍｅｔｈｏｄ；ｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎ长江口及其邻近海域位于长江径流与潮流，淡水与咸水相互作用的区域，存在各种不同的水系交汇的混合水域的特征，是典型的河口生态区㊂地貌形态上，长江口三级分叉㊁四口入海，包括南支㊁北支㊁南港㊁北港㊁南槽和北槽㊂长江口是一个复杂而又特殊的自然综合体，它对流域的自然变化和人为作用响应最敏感，与近岸海域环境变化密切相连㊂河口地区是人类活动最为频繁㊁环境变化影响最为深远的地区，对于河口环境变化及其自适应的认识，是水资源可持续利用㊁人工控制和合理开发的科学依据［１⁃３］㊂沿海经济的迅速发展，人口的增加，城市化水平的提高，使得长江口地区在经历自然变化的同时，更为显著地受到人类活动的深刻影响，长江口区域正面临着生态环境的严峻挑战和巨大压力㊂正是河口区域的自然属性和人文特征，使得长江口区域成为各方面研究的热门区域［４］㊂许多国家都曾对河口㊁海湾以及近岸海域环境进行过调查研究［５⁃１０］㊂美国和西非沿岸㊁印度洋㊁北海㊁亚得里亚海㊁日本海㊁泰国湾等近岸海域的类似调查显示，氮㊁磷等的营养物质在近岸海域水体中逐渐增多，且比例正发生变化㊂富营养的环境引起了浮游植物密度的增长㊁水体透明度的降低㊁某些藻类的过度增殖㊁深海鱼类和生物群落多样性的大规模变化，这一情况遍布整个世界的近岸海域㊂受长江入海和陆源污染源的影响，长江口及其邻近海域营养盐物质输入和分布特征变化是主要特征［１１⁃１４］㊂陈吉余和陈沈良［４］给出了上海海域水质的趋势，指出河口拦门沙附近水质也呈显著的恶化趋势，硝酸盐氮含量近２０年增加近４倍；无机氮和活性磷酸盐年增长率约在５％［１５］㊂据２０００ ２０１７年中国海洋环境质量公报显示，自徐六泾以下均属劣四类水质，其中，水质评价依据中华人民共和国国家标准‘海水水质标准“（ＧＢ３０９７ １９９７）㊂长江口及其邻近海域２０世纪８０年代基本无富营养化，２０世纪８０年代末２０世纪９０年代初轻度富营养化，２０世纪９０年代中后期为中度富营养化，２１世纪以来基本处于中度或重度富营养化［１５⁃１７］㊂浮游植物群落结构在１９８４ ２０１０年间不断变化，甲藻和硅藻比例也在变化，这与长江排海营养盐比例的变化相一致，无机氮与活性磷酸盐比值呈下降趋势，硅酸盐排放量也不断下降［１８⁃２１］㊂海洋环境评价从单一指标评价（包括水质㊁沉积物等）发展到海洋生态环境综合评价㊂广泛应用的河口生态环境综合评价模型包括：欧盟的 生态状况评价综合方法 ㊁美国 沿岸海域状况综合评价方法［１］ ㊁美国的河口营养状况评价［２⁃３］㊁欧盟的综合评价法［５］等㊂生态环境质量综合评价模型均属多参数评价体系，能够比较全面地评估河口㊁沿岸海域的生态环境质量和富营养化状况，反映了对河口和沿岸海域生态环境问题的认识水平和科学研究水平现状㊂但是，评价背景值的选择以及评价指标的权重等难点问题需要不断探索㊂自２０世纪８０年代，国内对海洋环境评价方法进行了不断探索和研究，从单因子评价方法（沉积物评价依据中华人民共和国国家标准‘海洋沉积物质量“（ＧＢ１８６６８ ２００２））发展到综合评价方法，从水体的富营养化评价㊁沉积物生态风险评价㊁生物多样性指数法评价，发展到对海洋生态环境的综合评价［２２⁃２４］㊂目前，海洋功能区环境质量综合指数法㊁海水增养殖区环境综合风险指数等的综合评价方法在国家海洋局发布的‘２０１５年中国海洋环境质量公报“中进行了示范应用㊂本文基于前人对长江口及其邻近海域的分区和评价，结合生态红线的划分（２０１７年上海市海洋局发布‘上海市海洋生态红线划定方案“）㊁排污密集区分布等，划分了综合评价单元，建立了三类三级评价指标体系和评价模型，给出长江河口区域生态环境分布特征和趋势分析㊂１㊀材料与方法１．１㊀数据来源研究区域位于３０ʎ３０ᶄ ３２ʎ００ᶄＮ，１２１ʎ００ᶄ １２３ʎ２０ᶄＥ范围之内，监测站位大约７０个（图１）㊂收集了１６６４㊀１３期㊀㊀㊀范海梅㊀等：长江口及其邻近海域生态环境综合评价㊀１９８４ ２０１５年长江口及其邻近海域活性磷酸盐（ＰＯ４⁃Ｐ）㊁无机氮（ＤＩＮ，无机氮是氨氮㊁亚硝酸盐和硝酸盐之和）的表层和底层的数据㊂评价部分主要应用了２０１１ ２０１５年的数据，包括水质环境㊁沉积物环境（本文引用表层沉积物数据）和生物生态３个方面，水质环境指标包括无机氮（ＤＩＮ：Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ）㊁活性磷酸盐（ＰＯ４⁃Ｐ）㊁铜（Ｃｕ）㊁砷（Ａｓ）㊁石油类；沉积物环境指标包括粒度㊁铜（Ｃｕ）㊁锌（Ｚｎ）㊁铅（Ｐｂ）㊁镉（Ｃｄ）㊁铬（Ｃｒ）㊁汞（Ｈｇ）㊁砷（Ａｓ）㊁滴滴涕（ＤＤＴ）㊁多氯联苯（ＰＣＢｓ）和石油类；生物生态指标包括浮游植物㊁浮游动物和底栖生物的多样性指数㊂图１㊀研究区域和主要监测站位分布Ｆｉｇ．１㊀Ｓｔｕｄｙａｒｅａａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｓａｍｐｌｅｓｉｔｅｓ１．２㊀水质要素处理方法利用水体的重金属污染指数法，对铜（Ｃｕ）㊁砷（Ａｓ）两种元素的污染水平进行评价㊂计算公式如下：Ｍｗ＝１ｎðｎｉ＝１㊀㊀Ｚｉ＝１ｎðｎｉ＝１ＣｉＣｉＳ式中，Ｍｗ为重金属污染指数，Ｚｉ＝ＣｉＣｉＳ为第ｉ种重金属的相对污染系数，Ｃｉ为第ｉ种重金属的实测浓度值，ＣｉＳ为第ｉ种重金属引用的评价标准值，本文采用第二类海水水质标准（ＧＢ３０９７ １９９７）㊂１．３㊀沉积物要素处理方法１．３．１㊀重金属风险指数沉积物中重金属潜在生态的风险指数是瑞典学者Ｈａｎｋａｎｓｏｎ１９８０年提出的，从重金属的生物毒性角度对铜（Ｃｕ）㊁锌（Ｚｎ）㊁铅（Ｐｂ）㊁镉（Ｃｄ）㊁铬（Ｃｒ）㊁汞（Ｈｇ）㊁砷（Ａｓ）７种元素进行评价，使得区域沉积物环境质量评价更具有代表性㊂根据潜在生态危害系数法，某区域沉积物中第ｉ种重金属的潜在生态危害系数Ｅｉｒ和沉积物中多种重金属的潜在生态危害指数ＲＩｓ可分别表示为：Ｃｉｆ＝ＣｉＣｉｓ；Ｅｉｒ＝ＴｉｒˑＣｉｆＲＩｓ＝ðｎｉ＝１Ｅｉｒ＝ðｎｉ＝１ＴｉｒˑＣｉＣｉｓ式中，Ｃｉｆ为第ｉ种重金属的指数；Ｃｉ为各样品沉积物中第ｉ种重金属的实测浓度；Ｃｉｓ为沉积物中第ｉ种重金属的２６６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀背景参考值；Ｔｉｒ为沉积物中第ｉ种重金属的毒性系数，反应各种重金属元素毒性水平和生物对其污染的敏感程度；Ｅｉｒ为沉积物中第ｉ种重金属的生态危害污染程度；重金属风险指数ＲＩｓ为某采样点或区域多种重金属潜在生态危害程度的综合值，分值越高潜在生态风险越大㊂本文重金属背景参考值Ｃｉｓ和毒性系数Ｔｉｒ见表１［２５］㊂表１㊀沉积物中重金属生态风险评价背景值及其毒性系数Ｔａｂｌｅ１㊀Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｖａｌｕｅａｎｄｔｏｘｉｃｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｆｏｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓ重金属Ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ铬Ｃｒ汞Ｈｇ砷Ａｓ锌Ｚｎ镉Ｃｄ铅Ｐｂ铜ＣｕＣｉｓ／（ｍｇ／ｋｇ）６００．２１５８００．５２５３０Ｔｉｒ２４０１０１３０５５㊀㊀Ｃｉｓ是重金属背景参考值，其中ｓ是指沉积物；Ｔｉｓ是毒性系数，其中ｒ是指生态风险评价；Ｃｉｓｉｓｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｖａｌｕｅｆｏｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔ，ｗｈｅｒｅｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｓｅｄｉｍｅｎｔ；Ｔｉｓｉｓｔｏｘｉｃｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ｗｈｅｒｅｒｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ１．３．２㊀有机化学物指数利用沉积物中滴滴涕（ＤＤＴ）和多氯联苯（ＰＣＢｓ）的持久性有机污染水平进行评价㊂计算公式如下：ＡＩｓ＝１２ð２ｉ＝１㊀㊀Ｚｉ＝１２ð２ｉ＝１ＣｉＣｉＳ式中，ＡＩｓ为有机化学物指数，Ｚｉ＝ＣｉＣｉＳ为第ｉ种有机化学物相对污染系数，Ｃｉ为第ｉ种有机化学物的实测浓度值，ＣｉＳ为第ｉ种有机化学物引用的评价标准值，采用海洋沉积物质量第一类标准（ＧＢ１８６６８ ２００２）㊂１．４㊀生物多样性指数生物多样性指数计算公式：Ｈᶄ＝－ðＳｉ＝１（Ｐｉˑｌｏｇ２Ｐｉ）式中，Ｈᶄ为Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｅｉｖｅｒ种类多样性指数，Ｓ为样品中的种类总数，Ｐｉ为第ｉ种的个体数（ｎｉ）与总个体数（Ｎ）的比值㊂１．５㊀评价指标体系和模型构建长江口及其邻近海域生态环境三级评价指标体系，选择典型指标进行生态环境综合评价，具体指标见表２㊂表２㊀海域生态环境综合评价指标体系Ｔａｂｌｅ２㊀Ｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ分目标层Ｓｕｂ⁃ｔａｒｇｅｔｌａｙｅｒ准则层Ｃｒｉｔｅｒｉａｌａｙｅｒ指标层Ｉｎｄｅｘｌａｙｅｒ水质环境ＭｗＥＮＶ无机氮无机氮Ｍａｒｉｎｅｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ活性磷酸盐活性磷酸盐重金属污染指数铜㊁砷石油类石油类沉积物环境ＳｄＥＮＶ重金属风险指数铜㊁铅㊁镉㊁汞㊁砷㊁铬㊁锌Ｓｅｄｉｍｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ有机化学物指数滴滴涕㊁多氯联苯石油类石油类生物生态ＢｅＣＨＡＭａｒｉｎｅｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ浮游植物生物多样性指数根据以下模型计算环境综合评价指数，确定海洋生态环境综合状况㊂评价模型如下：Ｅｉ＝Ｗｉ＋Ｓｉ＋Ｂｉ３３６６４㊀１３期㊀㊀㊀范海梅㊀等：长江口及其邻近海域生态环境综合评价㊀４６６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀Ｅｉ为第ｉ区综合指数；Ｗｉ为第ｉ区水质环境指数，用无机氮浓度赋值（Ｎｗｉ）㊁活性磷酸盐浓度赋值（Ｐｗｉ）㊁重金属污染指数赋值（Ｍｗｉ）㊁石油类浓度赋值（Ｏｗｉ）进行表征；即：Ｗｉ＝Ｎｗｉ＋Ｐｗｉ＋Ｍｗｉ＋Ｏｗｉ()／４Ｓｉ为第ｉ区沉积物环境指数，用沉积物的重金属风险指数赋值（ＲＩｓｉ）㊁有机化学物指数赋值（ＡＩｓｉ）㊁石油类含量赋值（ＯＩｓｉ）进行表征，并根据沉积物类型进行矫正，各个评价单元的矫正系数ｋ在综合分区中给出；即：Ｓｉ＝ｋˑ（ＲＩｓｉ＋ＡＩｓｉ＋ＯＩｓｉ）／３Ｂｉ为第ｉ区生物生态指数，用浮游植物的生物多样性指数赋值（Ｈｂｉ）㊁浮游动物的生物多样性指数赋值（Ｚｂｉ）和底栖生物的生物多样性指数赋值（Ｍｂｉ）进行表征；即：Ｂｉ＝（Ｈｂｉ＋Ｚｂｉ＋Ｍｂｉ）／３２㊀结果分析２．１㊀评价单元的划分评价单元划分的不确定性一方面源于海洋生态环境的周期动态变化，另外一方面由于样点数据不足以支撑对生态环境的全面描述㊂为了更准确的刻画长江口及其邻近海域水质环境㊁沉积物环境㊁生物生态等的变异特性，借鉴了已有的分区研究结果，例如，基于自然地理特征对长江口水域进行了分区［９］，基于关键要素和梯度法对关键要素的过渡区进行了划分［２４］，基于营养盐聚类分析确定了春㊁夏㊁秋３个季节长江口环境分区，基于海域表层沉积物类型的分布特征的分区［２６］㊂现有的分区研究基本是基于地理㊁水质㊁沉积物等分布特征进行的较大范围的分区，而没有考虑主要敏感功能区（湿地保护区等）㊁生态红线区㊁排污区以及工程密集区等的分布特点㊂另外，已有的分区是根据某次监测要素的指标数据进行的，对监测数据的偶然性和规律性考虑不足㊂本文在已有研究结果的基础上，考虑海洋环境功能区㊁红线保护区和管理需求等，对研究海域进行更细致的评价单元的划分，并对各个评价单元进行综合分区评价㊂结合海洋生态红线区和重点排污口等，根据河口悬浮物环境特征㊁水团特征㊁水质环境特征㊁沉积物环境特征㊁生物生态等进行综合的评价单元划分㊂通过综合分区得到的每个子区域，都是具有一定的生态环境特征或者特别功能特征（重点排污口㊁红线保护区等），因此，每个子区域的独一无二的属性，影响或决定了各个子区域的站位布局㊁综合评价和管理需求㊂重点排污区㊁红线区等都需要增加监测力度㊁管理措施，为达到控制污染㊁保护环境的目的而积累成果㊂２．１．１㊀营养盐基准值长江口及其邻近海域的富营养化严重㊂１９８８年是无机氮和活性磷酸盐含量快速增长的转折年（图２和图３），之后无机氮和活性磷酸盐含量呈波动上升趋势，可见，营养盐的发展变化是从快速增长，到缓慢波动增长的，这与总体水质变化趋势相一致，也说明了营养盐是该海域水质环境最重要的代表性污染物㊂该海域营养盐输入主要以水平输运为主，长江径流携带入海㊁沿岸的污水排放占绝大部分㊂长江口及其邻近海域无机氮含量的快速增长与人类活动的影响有关，长江沿江流域的化肥施用量不断增长，其中氮肥从２０世纪６０年代的每年几十万吨，增长到２０世纪８０年代的４００ˑ１０４ ５００ˑ１０４ｔ／ａ，氮肥用量的快速增长直接或间接地导致了水体中硝酸盐含量的增加，而生活污水排放量的逐年增加也是氮营养盐含量增加的主要原因之一㊂根据１９８４ ２０１５年长江口及其邻近海域营养盐数据，对无机氮（ＤＩＮ）㊁活性磷酸盐（ＰＯ４⁃Ｐ）的表㊁底层年均变化趋势进行分析评价，发现：无机氮和活性磷酸盐具有线性上升趋势，１９８８年是营养盐含量的快速增长的起始年，之后持续攀升，因此，活性磷酸盐和无机氮的基准年确定为１９８７年，１９８４ １９８７年营养盐要素的平均值为基准值（表３）㊂２０００年以来，无机氮主要处于高位震荡状态，而活性磷酸盐则直线上升㊂无机氮表㊁底含量相差较大，活性磷酸盐表㊁底含量差别相对较小㊂表３㊀长江口及其邻近海域海水营养盐的基准值Ｔａｂｌｅ３㊀ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａ年份Ｙｅａｒ活性磷酸盐ＰＯ４⁃Ｐ／（ｍｇ／Ｌ）ＰＯ４⁃Ｐｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓａｃｔｉｖｅｐｈｏｓｐｈａｔｅ无机氮ＤＩＮ／（ｍｇ／Ｌ）ＤＩＮｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓＤｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ１９８４０．０００６８７０．０２７５１９８５０．０００９１６０．０６９９１９８６０．０００７０２０．０７０３１９８７０．０００７０１０．１１４平均值Ａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅ０．０００７５１０．０７０５图２㊀１９８４ ２０１５年研究区域无机氮年均含量变化趋势Ｆｉｇ．２㊀ＴｒｅｎｄｏｆａｎｎｕａｌｍｅａｎＤＩＮｆｒｏｍ１９８４ｔｏ２０１５ｉｎｓｔｕｄｙａｒｅａ图３㊀１９８４ ２０１５年研究区域活性磷酸盐年均含量变化趋势Ｆｉｇ．３㊀ＴｒｅｎｄｏｆａｎｎｕａｌｍｅａｎＰＯ４⁃Ｐｆｒｏｍ１９８４ｔｏ２０１５ｉｎｓｔｕｄｙａｒｅａ２．１．２㊀营养盐分区阈值根据频数分析法，应用２０００ ２０１５年长江口及其邻近海域所有站位㊁所有月份㊁表底层监测数据（无机氮和活性磷酸盐的样本量均为３３９７个）频数分布，绘制频数分布曲线图（图４ 图６）㊂由频数分布曲线图也可以发现，活性磷酸盐在水体中的浓度变化（时间和空间）分布，是单一峰的正态曲线，并且标准差比较小（０．０１７８），说明活性磷酸盐的浓度分布曲线比较陡峭，其值集中的分布在均值（０．０４１０）两侧㊂无机氮在水体中的浓度值曲线为两个正态分布曲线，均值较小分布曲线体现了底层水体的分布状况，另一个正态分布曲线体现了表层水体的分布状况；比较两者的均值和标准差发现，底层水体分布曲线的均小于表层的，说明表层水体无机氮的分布变化范围比较大，同时受长江淡水和海水的影响显著㊂图４㊀２０００ ２０１５年研究区域活性磷酸盐频数分布曲线㊀Ｆｉｇ．４㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＰＯ４⁃Ｐｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１５ｉｎｓｔｕｄｙａｒｅａ图５㊀２０００ ２０１５年研究区域表层无机氮频数分布曲线㊀Ｆｉｇ．５㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅＤＩＮｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１５ｉｎｓｔｕｄｙａｒｅａ５６６４㊀１３期㊀㊀㊀范海梅㊀等：长江口及其邻近海域生态环境综合评价㊀图６㊀２０００—２０１５年研究区域底层无机氮频数分布曲线㊀Ｆｉｇ．６㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｂｏｔｔｏｍＤＩＮｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１５ｉｎｓｔｕｄｙａｒｅａ参照美国国家环境保护局推荐的方法［６］，分别取第２５百分点和７５百分点作为目前营养盐分级的参照状态，得到２０００年后无机氮和活性磷酸盐的分级阈值（表４）㊂活性磷酸盐表底数据频数分布曲线的第２５百分点和７５百分点的值分别为０．０２８９和０．０５３０，作为活性磷酸盐分区阈值；无机氮表层数据频数分布曲线的第２５百分点和７５百分点的值分别为１．１５和１．８２，底层数据频数分布曲线的第２５百分点和７５百分点的值分别为０．１９５和０．３３９，选择底层曲线的第７５百分点和表层曲线的第２５百分点的值分别为０．３３９和１．１５，作为无机氮分区阈值㊂２．１．３㊀营养盐分区利用无机氮分区阈值，根据２０１５年８月份无机氮分布特征进行分区，总体上整个监测区域分为口内区㊁过渡区和口外区（图７）㊂表４㊀基于营养盐要素频数分布的分级阈值Ｔａｂｌｅ４㊀Ｇｒａｄｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄｂａｓｅｄｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔｓ营养盐要素Ｎｕｔｒｉｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔｓ活性磷酸盐ＰＯ４⁃Ｐ无机氮ＤＩＮ层次Ｌｅｖｅｌ表／底层表层底层样本数Ｓａｍｐｌｉｎｇｎｕｍｂｅｒ３３９７２７９７６００均值Ａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅ（５０％）０．０４１０１．４９０．２６７标准差Ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ０．０１７８０．４９８０．１０７２５％０．０２８９１．１５０．１９５７５％０．０５３０１．８２０．３３９图７㊀２０１５年８月无机氮表底层分布特征（实线：表层；虚线：底层）Ｆｉｇ．７㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＤＩＮｏｎＡｕｇｕｓｔ２０１５（ｓｏｌｉｄｌｉｎｅｓ：ｓｕｒｆａｃｅ；ｄａｓｈｌｉｎｅｓ：ｂｏｔｔｏｍ）利用活性磷酸盐分区阈值，根据２０１５年８月份活性磷酸盐分布特征进行分区，总体上整个监测区域分为６６６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀口内区㊁过渡区和口外区（图８）㊂图８㊀２０１５年８月活性磷酸盐表底层分布特征（实线：表层；虚线：底层）Ｆｉｇ．８㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＰＯ４⁃ＰｏｎＡｕｇｕｓｔ２０１５（ｓｏｌｉｄｌｉｎｅｓ：ｓｕｒｆａｃｅ；ｄａｓｈｌｉｎｅｓ：ｂｏｔｔｏｍ）水体环境的营养盐的分布特征相似，基本表现为从口内区域向口外区域逐渐减少，偶尔沿岸局部区域出现高值㊂水体环境中重金属污染指数和石油类分布规律性较差，区域特征不明显，在航道㊁排污口㊁港口码头偶尔会出现高值㊂因此，根据水体物质的分布规律进行分区的决定要素是无机氮和活性磷酸盐㊂２．１．４㊀综合分区沉积物重金属风险指数㊁有机化学物指数等主要分布特征为沿岸排污口区域㊁口门㊁港口工程区或近海区域偶尔间断会出现高值或者低值，整个区域没有明显规律；而沉积物类型分布从口内到口外的变化规律明显［２６］㊂浮游植物和浮游动物种类的组成和生态类型混杂，群落结构呈现多种结构复合的特征，其单一性群落特征不明显㊂浮游植物组成中以近岸低盐性类群㊁河口半咸水类群和淡水类群为主，还有外海高盐类群和海洋广布性类群，浮游植物分布受温㊁盐影响明显，具有较明显的区域特征㊂浮游动物种类组成大致可分为五大群落：淡水生态群落㊁半咸水河口生态群落㊁低盐近岸生态群落㊁温带外海高盐生态群落和热带高温高盐生态群落㊂海洋生态红线制度是指为维护海洋生态健康与生态安全，将重要海洋生态功能区㊁生态敏感区和生态脆弱区划定为重点管控区域并实施严格分类管控的底线约束制度，旨在对具有重要保护价值和生态价值的海域实施分类指导㊁分区管理和分级保护㊂上海市海洋生态红线区包括自然保护区㊁饮用水水源保护区㊁特别保护海岛㊁重要滨海湿地㊁重要渔业海域㊁整治修复岸线㊁自然岸线等㊂水团特征㊁水体营养盐分布㊁沉积物类型㊁生物生态组成等水体基本属性是评价单元划分的基础，然后结合生态红线区㊁污染源分布㊁海洋工程区等具有开发管理属性的分区，具体划分８个评价单元（表５㊁表６㊁图９）㊂２．２㊀指标分级与赋值评价指标分级和赋值评价是指标体系模型的难点之一，海域生态环境的周期性和趋势性变化既是分级评价的基础，又是评价的结果，因此，为了准确的确定研究海域环境指标体系的特征，本文参考了前人的相关研究成果㊂郑丙辉基于多年营养盐数据在分区的基础上进行了长江口区域基准值的研究［２７］，本文借鉴其研究方法并丰富了数据源，进一步研究了水体中无机氮㊁活性磷酸盐等水质要素的分级与赋值㊂基于长江口及毗邻海７６６４㊀１３期㊀㊀㊀范海梅㊀等：长江口及其邻近海域生态环境综合评价㊀域沉积物生态环境质量评价和潜在生态风险评价，给出了沉积物质量指标的分级与赋值［２８⁃２９］㊂在长江口海域环境指标阈值的研究方法和相关成果的基础上，本文根据长江口及其邻近海域多年监测数据和环境特征，确定各个评价指标的标准值范围及其对应的评价指数，具体见表７㊂表５㊀长江口及其邻近海域各分区的环境特征Ｔａｂｌｅ５㊀ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｓｕｂｚｏｎｅｓｉｎＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａ环境特征ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｅａｔｕｒｅｓⅠ区Ⅱ区Ⅲ区Ⅳ区Ⅴ区Ⅵ区Ⅶ区Ⅷ区备注ＳｚＩＳｚＩＩＳｚＩＩＩＳｚⅣＳｚⅤＳｚⅥＳｚⅦＳｚⅧＲｅｍａｒｋｓ水团特征低盐低盐低⁃中低⁃中中盐中盐高盐高盐盐度Ｗａｔｅｒｍａｓｓｅｓ低低⁃中中高高中⁃高低低悬浮物浓度底质类型Ｓｅｄｉｍｅｎｔｔｙｐｅ砂质粉砂砂砂质粉砂㊁砂粉砂质砂㊁砂粘土质粉砂粘土质粉砂粘土质粉砂㊁砂粘土质粉砂粉砂在整个海域均有分布矫正系数Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ１１．１１０．９０．９０．９１．１０．９用于沉积物环境指数矫正㊀㊀ ＳｚＩ 代表ｓｕｂｚｏｎｅＩ， ＳｚⅡ 代表ｓｕｂｚｏｎｅⅡ，¼， ＳｚＶＩＩＩ 代表ｓｕｂｚｏｎｅＶＩＩＩ表６㊀各分区重点污染源㊁生态红线分布以及管理目标∗Ｔａｂｌｅ６㊀Ｍａｊｏｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｏｕｒｃｅｓ，ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｄｌｉｎｅａｒｅａｓａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔａｒｇｅｔｓｏｆｓｕｂｚｏｎｅｓ分区Ｓｕｂｚｏｎｅｓ污染源Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｏｕｒｃｅｓ生态红线区Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｄｌｉｎｅａｒｅａｓ管理目标Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔａｒｇｅｔｓ具体位置Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ备注ＲｅｍａｒｋｓⅠ区ＳｚＩ长江生态红线区污染源监控㊁禁止开发北支本文称这５个区域为Ⅱ区ＳｚＩＩ长江㊁排污口生态红线区污染源监控㊁减排㊁禁止开发南支 口内区域Ⅲ区ＳｚＩＩＩ生态红线区禁止开发北港Ⅳ区ＳｚⅣ黄浦江㊁排污口生态红线区污染源监控㊁减排；禁止开发南港㊁南槽㊁北槽Ⅴ区ＳｚⅤ排污口生态红线区污染源减排；禁止开发杭州湾北部Ⅵ区ＳｚⅥ 过渡区本文称这３个区域为Ⅶ区ＳｚⅦ北支外区域 口外区域 Ⅷ区ＳｚⅧ生态红线区限制开发近海区域㊀㊀∗本表中未出现具体排污口名称或生态红线区名称， 表示分区内不存在图９㊀综合分区Ｆｉｇ．９㊀Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｕｂｚｏｎｅｓ８６６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀根据综合评价指标体系模型，计算获得综合指数Ｅｉ在１ ４之间，数值越大代表环境越好，具体水质环境指数㊁沉积物环境指数㊁生物生态指数㊁综合评价指数分级及其环境特征见表８㊂表７㊀海域生态环境综合评价指标标准与赋值表８㊀海域生态环境综合评价中目标层的分级与评价Ｔａｂｌｅ８㊀Ｇｒａｄｅｓａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔａｒｇｅｔｌａｙｅｒｓｆｏｒｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ水质环境指数ＷｉＩｎｄｉｃｅｓｏｆＭｗＥＮＶＷｉɤ１．５１．５＜Ｗｉɤ２．５２．５＜Ｗｉɤ３．５Ｗｉ＞３．５水质环境评价ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＭｗＥＮＶ水质环境差水质环境一般水质环境较好水质环境好沉积物环境指数ＳｉＩｎｄｉｃｅｓｏｆＳｄＥＮＶＳｉɤ１．５１．５＜Ｓｉɤ２．５２．５＜Ｓｉɤ３．５Ｗｉ＞３．５沉积物环境评价ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＳｄＥＮＶ沉积物环境差沉积物环境一般沉积物环境较好沉积物环境好生物生态指数ＢｉＩｎｄｉｃｅｓｏｆＢｅＣＨＡＢｉɤ１．５１．５＜Ｂｉɤ２．５２．５＜Ｂｉɤ３．５Ｂｉ＞３．５生物生态评价ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＢｅＣＨＡ生物生态差生物生态一般生物生态较好生物生态好综合指数ＥｉＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｄｉｃｅｓＥｉɤ２２＜Ｅｉɤ２．５２．５＜Ｅｉɤ３Ｅｉ＞３评价结果Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎ环境差环境一般环境较好环境好２．３㊀水质环境㊁沉积物环境㊁生物生态评价２．３．１㊀水质环境评价２０１２ ２０１５年水质环境评价发现（表９），水质总体有改善向好的趋势，其中口外区域的趋势较明显㊂空间分布表现为从口内区域向口外区域逐渐变好：口内区域除了Ⅴ区（杭州湾北部）在２０１２年出现水质环境评级为差和Ⅲ区（北港）在２０１４年水质环境评级为较好，其他区域和年份评级均为一般；口外区域除了Ⅵ区（过渡区）在２０１２年和２０１３年出现评级一般，其他区域和年份评级均为较好㊂综合多年的比较，各区域从差到好的排序为：Ⅴ区＜Ⅰ区＜Ⅳ区＜Ⅱ区＜Ⅲ区＜Ⅵ区＜Ⅶ区＜Ⅷ区㊂研究区域９６６４㊀１３期㊀㊀㊀范海梅㊀等：长江口及其邻近海域生态环境综合评价㊀海水水质主要受长江陆源入海污染物的影响，使得该区域呈显著的富营养化状态㊂但是，上海市沿岸的排污影响也不容忽视，尤其是杭州湾北部㊁南槽㊁北槽是人类活动强度较大区域，同时又是重要滨海湿地和自然岸线的保护区域㊂表９㊀２０１２—２０１５年水质环境指数及其评价结果Ｔａｂｌｅ９㊀Ｉｎｄｉｃｅｓａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｍａｒｉｎｅｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｏｍ２０１２ｔｏ２０１５年份水质环境指数Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区Ⅳ区Ⅴ区Ⅵ区Ⅶ区Ⅷ区ＹｅａｒＩｎｄｉｃｅｓｏｆＭｗＥＮＶＳｚＩＳｚＩＩＳｚＩＩＩＳｚⅣＳｚⅤＳｚⅥＳｚⅦＳｚⅧ２０１２活性磷酸盐／（ｍｇ／Ｌ）０．０５２０．０５２０．０５５０．０７４０．０８７０．０５１０．０２６０．０１２赋值１１１１１１３４无机氮／（ｍｇ／Ｌ）１．６０１．５８１．９９１．６４１．２２１．０００．６３０．２７赋值１１１１１２２３石油类／（ｍｇ／Ｌ）０．０３９０．０１８０．０１１０．０３００．２５９０．０９３０．０１３０．１５５赋值３３３３１２３１重金属污染指数０．１６０．１２０．１４０．１４０．１３０．１３０．１３０．１２赋值２３３３３３３３水质环境指数１．７５２２２１．５２２．７５２．７５水质评价结果一般一般一般一般差一般较好较好２０１３活性磷酸盐／（ｍｇ／Ｌ）０．０３３０．０４７０．０４２０．０５６０．０７２０．０３６０．０２１０．０２２赋值２２２１１２３３无机氮／（ｍｇ／Ｌ）１．９６１．９４２．２８２．２５１．６６１．１６０．７６０．４０赋值１１１１１１２２石油类／（ｍｇ／Ｌ）０．０２５０．０１５０．０１２０．０２６０．０２１０．０１８０．０２３０．０２６赋值３３３３３３３３重金属污染指数０．２６０．１５０．１６０．１６０．１２０．１１０．０７０．０８赋值１２２２３３４４水质环境指数１．７５２２１．７５２２．２５３３水质评价结果一般一般一般一般一般一般较好较好２０１４活性磷酸盐／（ｍｇ／Ｌ）０．０２７０．０４５０．０２８０．０４８０．０５４０．０２３０．０１１０．００４赋值３２３２１３４４无机氮／（ｍｇ／Ｌ）１．９０１．５７１．０６１．５４１．８６１．０２０．６００．２８赋值１１２１１２２３石油类（ｍｇ／Ｌ）０．０７００．０２６０．０３２０．０３８０．０３４０．０３８０．０４２０．０３８赋值２３３３３３３３重金属污染指数０．１５０．１６０．１２０．１３０．１０．０８０．０７０．０５赋值２２３３３４４４水质环境指数２２２．７５２．２５２３３．２５３．５水质评价结果一般一般较好一般一般较好较好较好２０１５活性磷酸盐／（ｍｇ／Ｌ）０．０５５０．０５２０．０５１０．０６３０．０５８０．０３１０．０２１０．００９赋值１１１１１２３４无机氮／（ｍｇ／Ｌ）１．３１１．５１．５１．４８１．１５０．５２０．３０．１７赋值１１１１１２３４石油类／（ｍｇ／Ｌ）０．０５４０．０７４０．０４８０．０５００．０４７０．０２００．０１５０．０６２赋值２２３２３３３２重金属污染指数０．０７０．１１０．１２０．１３０．１００．０８０．０９０．０７赋值４３３３３４４４水质环境指数２１．７５２１．７５２２．７５３．２５３．５水质评价结果一般一般一般一般一般较好较好较好。
夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析
王寇，李博，李爱国，等. 夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析[J]. 海洋学报，2021，43(11)：22–31，doi:10.12284/hyxb2021172Wang Kou，Li Bo，Li Aiguo, et al. Characteristics of turbulence in the Changjiang River Estuary and its adjacent waters in summer[J]. HaiyangXuebao，2021, 43(11)：22–31，doi:10.12284/hyxb2021172
夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析
王寇1，李博1*，李爱国2，王鹏皓3，裴生鑫1( 1. 浙江海洋大学 海洋科学与技术学院，浙江 舟山 316022；2. 舟山市自然资源测绘设计中心，浙江 舟山 316021；3. 国防科技大学 气象海洋学院，江苏 南京 211100)
摘要：利用2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段(NORC2019-03-02)中获得的MSS90L湍流剖面仪的直接观测数据，本文计算并分析了该断面的湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数KZ的分布情况。湍动能耗散率的大小为1.72×10−10～2.95×10−5 W/kg；垂向湍扩散系数的大小为3.24×10−7～4.55×
10−2 m2/s。湍动能耗散率和垂向湍扩散系数的分布相似，均为上层最强，底层次之，中层最弱。上层由于风应力的作用，使得湍动能耗散率和垂向湍扩散系数较大；温跃层处层化较强，抑制了湍动能的耗散和垂向上的湍混合。盐度锋面的次级环流会促使低盐水团脱离，锋面引起的垂向环流会加强海洋的湍混合。低盐水团与外界的能量交换较少，湍动能耗散率较弱。长江口海区存在明显的上升流和下降流，它们是由锋面的次级环流产生的；上升流和下降流的存在促进湍动能的耗散与湍混合。关键词：长江口；温跃层；湍动能耗散率；垂向湍扩散系数；盐度锋面中图分类号：P731.21 文献标志码：A 文章编号：0253−4193(2021)11−0022−10
长江三角洲江道演变史及其规律
长江三角洲江道演变史及其规律一、长江三角洲与长江口河道概况长江三角洲概念传统意义的长江三角洲（见图1）北起通扬运河，南抵杭州湾，西至南京，东到海滨，包括上海市、江苏省南部、浙江省北部以及邻近海域。
面积约为99600平方公里，人口约7500万，是一片坦荡的大平原。
这里岸线平直，海水黄浑，有一条宽约几千米到几十千米的潮间带浅滩。
这个都市群汇集了产业、金融、贸易、教育、科技、文化等雄厚的实力，对于带动长江流域经济的发展，连接国内外市场，吸引海外投资，推动产业与技术转移，参与国际竞争与区域重组具有重要作用。
图1、长江三角洲示意图地理上意义的长江三角洲是我国最大的河口三角洲，泛指镇江、扬州以东长江泥沙积成的冲积平原，位于江苏省东南部、上海市及浙江省杭嘉湖地区。
长江三角洲顶点在仪征市真州镇附近，以扬州、江都、泰州、姜堰、海安、栟茶一线为其北界，镇江、宁镇山脉、茅山东麓、天目山北麓至杭州湾北岸一线为西界和南界，东止黄海和东海。
工业经济意义上的长江三角洲是指以上海为龙头的江苏、浙江经济带。
这里是我国目前经济发展速度最快、经济总量规模最大、最具有发展潜力的经济板块。
2008年的GDP为53952.91亿人民币，合7877.1249亿美元。
2004年度统计数据表明，长三角地区占全国土地的1%，人口占全国5.8%，创造了18.7%的国内生产总值、全国22%的财政收入和18.4%的外贸出口。
长江口河道概况长江自江苏江阴以下进入河口段（见图2）。
江阴北临大江，城东北黄山西端的鹅鼻山，突出江中，与江北的孤山对峙，形成江阴附近狭窄的江面，约1.4千米，至此恰似一个瓶颈，所以被称为长江的“咽喉”和“锁航要塞”，长江进吴淞口后的第二道“江海门户”，军事上有“黄山要塞”之称，历代都在这里屯战舰，操水军。
鸦片战争后，清政府在这里修筑了炮台，防止帝国主义炮舰沿江长驱直入；1912年，孙中山先生视察黄山后，“土炮台”换成了“洋炮台”，加强了防守能力；1915年袁世凯称帝，著名革命党人杨公秘密来此，策动起义；1949年4月21日，百万雄师过大江，黄山蒋军官兵起义，活捉国民党要塞司令，迎来了解放大军的滚滚洪流。
南黄海-长江口海域溶解氧分布和低氧、酸化特征及其控制因素
中国环境科学 2021,41(3)：1311~1324 China Environmental Science 南黄海-长江口海域溶解氧分布和低氧、酸化特征及其控制因素吴林妮1,韦钦胜1,2*,冉祥滨1,孙俊川1,3,王保栋1,2** (1.自然资源部第一海洋研究所,海洋生态环境科学与工程重点实验室,山东青岛 266061；2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室,山东青岛 266237；3.青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能试验室,山东青岛 266237)摘要：基于2019年8月与11月所获取的2个航次的水文、化学和生物资料,重点研究了夏、秋季南黄海和长江口海域溶解氧(DO)分布的时空格局及其与水文动力状况和生物地球化学过程之间的关系,探讨了该海区低氧特征及其对酸化环境的指示.结果表明,研究海域内DO含量及分布与流场/水团格局具有良好的对应关系,其中夏季长江口外台湾暖流影响区具有低氧的特征,秋季则在黄海冷水团海域下底层存在一个DO低值区.在上升流影响下,夏季长江口海域的底层低氧水体可抬升至上层水体,低氧水体由长江口海域向东北方向扩展;夏季长江口外下层低氧水体的涌升、黄海冷水团区DO最大值层的抬升均与跃层的抬升趋势基本一致,不仅反应了上升流对DO垂向分布的影响,同时也指示了冷水团边界区和长江口外海域涌升流的存在.此外,夏季长江口外东北部离岸低盐水团区的生物地球化学过程也对局地底层低氧区的形成有重要贡献.在夏季的长江口海域和秋季的黄海冷水团海域存在水体酸化区,其中长江口的酸化区范围与低氧区总体相吻合,秋季黄海冷水团底层酸化区也与DO低值区和冷水团范围基本一致.本研究结果可为南黄海和长江口海域低氧和酸化等生态环境问题的改善提供理论指导.关键词：溶解氧(DO)；低氧区；酸化；上升流；黄海冷水团；长江口中图分类号：X843 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2021)03-1311-14Dissolved oxygen distributions, hypoxic and acidification characteristics, and their controlling factors in the southern Yellow Sea and off the Changjiang Estuary. WU Lin-ni1, WEI Qin-sheng1,2*, RAN Xiang-bin1, SUN Jun-chuan1,3, WANG Bao-dong1,2** (1.Key Laboratory of Science and Engineering for Marine Ecological Environment, First Institute of O ceanography, Ministry of Natural Resources, Qingdao 266061, China；2.Functional Laboratory of Marine Ecology and Environmental Science, Qingdao Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China；3.Functional Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling, Qingdao Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China). China Envrionmental Science, 2021,41(3)：1311~1324Abstract：In this paper, based on hydrographic, chemical and biological data from two cruises conducted in August and November 2019, the spatial-temporal distributions of DO and relationships between DO petterns and physical-biogeochemical processes were focused in the southern Yellow Sea (SYS) and off the Changjiang Estuary (CE) during summer and autumn, and the hypoxic characteristics and acidification environment were explored. The results showed that the contents and distributions of DO corresponded to the current patterns, and the TWC (Taiwan Warm Current)-dominated area off the CE was characterized by low oxygen in summer, while a low-oxygen area existed in the bottom YSCWM (Yellow Sea Cold Water Mass) region in autumn. Influenced by the upwelling, the bottom oxygen-deficient waters off the CE could be uplifted to the upper layers and expanded northeastward. Moreover, the upwelled low-oxygen waters off the CE and the uplift of the middle DO-maximum layer in the YSCWM area were basically consistent with the uplifting trend of the thermocline in summer, which not only reflected the impacts of upwelling on the vertical distributions of DO, but also indicated the existence of upwelling around the YSCWM boundary and in the nearshore area off the CE. Besides, the offshore diluted water in the northeastern region of the CE also contributed to the formation of local low-oxygen zone. Acidification occurred off the CE during summer and also in the YSCWM-dominated area during autumn. Specifically, the acidified area off the CE was generally consistent with the hypoxic zone in summer, and the acidified area located within the YSCWM-dominated region in autumn was basically in accordance with the low-oxygen zone. Overall, the results of this study could provide theoretical guidance for the improvements of low oxygen and acidification in the SYS and off the CE.Key words：dissolved oxygen (DO)；hypoxic zone；acidification；upwelling；Yellow Sea Cold Water Mass (YSCWM)；Changjiang Estuary收稿日期：2020-07-11基金项目：国家自然科学基金资助项目(41876085,41620104001);中央级公益性科研院所基本科研业务费资助专项(GY0219JH01,GY0220S03);青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室开放基金资助项目(LMEES201808)* 责任作者, 副研究员,*******************.cn;**研究员,**************.cn1312 中国环境科学 41卷南黄海和长江口地理环境独特,冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风;该海域西有长江等河流携入大量陆源物质,东南又有大洋西边界强流—黑潮及其分支的胁迫,因而受人类活动和自然变化双重压力的影响较为显著,是陆架边缘海生物地球化学过程研究中的热点区域之一[1].在黄海冷水团[2]、长江冲淡水[3-4]、台湾暖流[5]等的影响下,南黄海和长江口海域水文动力环境较为复杂,不同区域的物理-生物地球化学过程既密切关联,又各自呈现出独特的化学海洋学现象.其中,南黄海冷水团区季节性跃层的存在使得该海域环境因子的垂向梯度变化显著[6-8];长江口海域因冲淡水扩展及其与北上台湾暖流的交互作用,导致底层水体形成一显著的低氧区[9-11,16]和酸化区[12-13].在这一背景下,黄海冷水团和长江口构成了两个典型的生态区,研究此两海域中生源要素的生物地球化学特性及其控制机制,可为深入阐释我国东部陆架海物理-化学-生物耦合过程提供重要科学依据.作为重要的生源物质之一,海水溶解氧(DO)是有机体进行有氧呼吸的基础[14].当DO含量低于生物所需的某一数值时,其生长将会受到威胁,生物量显著降低[15-16].同时,DO在碳、氮、磷等循环过程中也发挥着重要的作用[17-18].因此,研究海洋中DO的含量与分布及其控制因素,对于深入认识海洋生态学过程和生源要素生物地球化学循环等具有重要的意义.先前对南黄海DO平面分布、断面分布及其季节变化[6,19-25]开展了一定的研究,发现黄海冷水团海域存在中层氧最大值现象[26],揭示了跃层下界附近的DO净积累效应是产生氧最大值的重要原因[27].同时,对长江口低氧区分布及其机制也获得了诸多认识,指出富营养化和水柱层化是诱发低氧的两个主导因素[10,28-30].夏季较强的温、盐度跃层可阻碍表层富氧水体与底层水体之间的氧交换[9,10],同时底部水体又因有机物耗氧分解而使其DO含量不断降低,并由此导致低氧的发生.另有研究发现,台湾暖流/黑潮次表层水沿东海陆架的北上[10,31-32]和上升流[11]在长江口低氧形成和扩展过程中也发挥着重要的作用,来自黑潮次表层水的台湾暖流深层水具有高盐、低温、低氧的特征,其平流输运为夏季长江口海域底层低氧的早期形成提供了较低的DO 背景值[10,33].值得注意的是,由近海富营养化和季节性层化导致的底层水体低氧还通常伴随着pH值的显著降低[12,34];暖季水体层化的存在能够有效地阻碍底层低氧水体中CO2的逸出, 进而逐步形成和维持酸化的环境.酸化可显著影响生物的代谢过程,对海洋钙化生物造成严重损害[35-36],同时对其他非钙化生物也会造成负面影响[37],因而也受到诸多学者的关注.然而,当前对南黄海和长江口海域DO分布与环流场、水团格局的内在联系以及主要水团DO特征值的认识尚不充分,且缺乏对DO分布与水体垂向结构关系及其对上升流现象指示的深入探讨.同时,也鲜有对夏季长江口海域上层水体低氧状况和分布及其与底层低氧区之间关联及机制的特定关注,关于长江口外离岸低盐水团[38-39]对低氧区形成的影响、南黄海与长江口海域的酸化环境及特征等亦缺乏充分的认识, 据此,本文拟利用2019年8月(夏季)与11月(秋季)所获取的2个航次的调查资料,通过分析南黄海和长江口海域DO的分布特征和水文动力过程,研究DO时空格局与环流场、水团的对应关系,明晰不同水团/流系的DO等特征值,探明DO分布与水体垂向结构的内在联系及对上升流现象的指示,揭示夏季长江口海域低氧形成及其扩展与水文动力状况和生物地球化学过程之间的关系,并在此基础上探讨不同区域低氧/DO低值区的产生对酸化环境形成的指示意义,以期为从系统的角度阐释南黄海和长江口不同区域物理-生物地球化学过程的差异及其机制等提供科学依据.1调查与方法1.1 调查区域2019年搭载“向阳红18”科学考察船对南黄海和长江口海域进行了2个航次的调查.夏季(2019年8月2日~2019年8月20日)航次的调查范围为29.5°~ 37°N,120°~124.5°E,共设置15条采样断面、87个采样站位;秋季(2019年10月30日~2019年11月12日)航次的调查范围为29°~ 36.5°N, 120°~124.5°E,共设置14条采样断面、73个采样站位(图1).1.2样品采集与分析夏、秋季航次均利用SBE-911plus温盐深CTD 仪测定温度、盐度和深度等水文参数,并通过捆绑并3期 吴林妮等：南黄海-长江口海域溶解氧分布和低氧、酸化特征及其控制因素 1313集成在CTD 上的Niskin 采水器采集水样.根据水深情况设计标准采水层次,包括表层,5,10,20,30,50m 和底层水样(底层与标准层间隔小于3m 时只采集底层水样),用于化学、生物参数的测定.120°E 121°E 124°E 125°E 30°32°34°36°123°E 122°E图1 南黄海和长江口海域调查站位 Fig.1 Sampling stations in the SYS and off the CE+: 夏季, ο: 秋季DO 参数采用Winkler 碘量法现场测定,并据此对DO 探头(SBE -43)数据进行了校正,以获取各站位的氧剖面连续数据.统计分析显示,使用氧探头和Winkler 碘量法获得的DO 参数之间存在明显的相关关系(夏、秋季两者之间的相关系数R 2分别为0.956和0.966),这也在一定程度上表明了DO 探头数据的可靠性.同时,夏季在长江口海域进行了pH 值和溶解无机碳(DIC)样品的采集和测定,秋季在南黄海和长江口海域开展了pH 值的测定.其中海水pH 值采用NBS 标度(或称之为NIST 标度),利用带有Orion Ross 电极的Orion 3-Star Plus pH Benchtop 型pH 计在25°C 下恒温测定.DIC 样品在加入饱和 HgCl 2固定后于4 ℃冷藏保存(加入的饱和HgCl 2体积占样品体积的0.1%),之后在实验室利用AS -C3型DIC 分析仪测定,其精密度可达0.1%.本文还结合了夏季航次123°E 断面(FIO 断面)的叶绿素a(Chl -a)参数.Chl -a 水样采集后,量取100~500mL 抽滤到Whatman GF/F 玻璃纤维滤膜上,并将滤膜用铝箔包裹置于-80℃冰箱内冷冻保存;实验室测定时,首先把样品在低温避光条件下经90%丙酮萃取24h,然后使用Trilogy 荧光计测定上清液酸化前后的荧光值,最后计算得到样品中的Chl -a 含量[40].基于氧溶解度方程计算各站点的饱和DO 含量,并据此得到各采样点的DO 饱和度与表观耗氧量(AOU)[41].表观耗氧量根据Redfield(1942)[42]所建立的下述关系式求得:2eq 2AOU [O ][O ]=−式中:[O 2]eq 表示水体在101.325kPa 及现场特定温盐条件下氧的溶解度;[O 2]表示海水中氧的实测浓度. 2 结果与分析2.1 温度和盐度分布特征如图2所示,总体来看,调查海域温度、盐度具有较为显著的区域化分布特征和季节差异.夏季,南黄海中央海域上层水体(0~20m 层)水温较高,而其周围区域则具有相对低温、高盐(长江口外区域除外)的特性,存在明显的高盐冷水块或冷水带(图2(a)~(c)和图2(e)~(g)).南黄海中央海域底层水体的温度较低(<12)℃、盐度较高,该低温、高盐水团即为黄海冷水团[2,27],其边界处的温、盐度梯度较大,呈现出显著的锋面特征(图2(d)、2(h)).苏北浅滩海域呈现出高温、低盐的特征.受长江冲淡水[3-4]扩展的影响,长江口外海域表层水体盐度较低,并在长江口门外东北部海域形成一离岸低盐水团[38-39](核心区盐度小于26)(图2e);长江口外东南部存在一由南向北/西北扩展的高盐水团(盐度大于32)(图2(e)~(h)),且该水团的底层温度较低(<20)(℃图2d),此即为台湾暖流前缘水[5].需要指出的是,在长江口门外10和20m 水层亦存在一低温区(<24)(℃图2(a)~(c)).秋季,调查海域的温度总体随纬度的增加而降低(图2(i)~图2(l)).具体来看,南黄海中央底层冷水团范围(图2(l)、图2(p))较夏季明显向中央深水区退缩.相比夏季,秋季低盐的长江冲淡水主要自长江口门向东南贴岸南下(图2(m)~图2(p)),但高盐、相对高温的台湾暖流前缘水仍然存在,与近岸低盐水之间形成较强的盐度锋面(图2(m)~图2(p)).本文选取35°N 和32°N 两条典型断面进一步探讨了各要素的垂向结构和特征.其中35°N 断面处于黄海冷水团海域,暖季层化较强;32°N 断面总体位于长江口外,受长江冲淡水的影响显著.35°N 和32°N 的温度和盐度分布显示,夏季此两断面水体均呈现出上混合层-跃层-下混合层的层化结构,其中上混1314 中 国 环 境 科 学 41卷合层水温较高、盐度较低,其下是较强的温跃层、且在某些海域同时有盐跃层存在,跃层以下被低温、高盐水所占据(图3(a)、(b)、(d)、(e)).进一步分析发现,夏季两断面温、盐等值线和跃层均具有明显的趋岸抬升现象,并使得近岸区跃层附近的温度较同水层的深水区有所降低;受长江冲淡水离岸输运的影响[39], 35°N 断面东部深水域上层水体中还存在一小于30的低盐区.秋季,南黄海35°N 断面仍存在一定强度的跃层,但其深度较夏季明显下沉,上混合层增厚;跃层之下的低温、高盐水(即黄海冷水团)范围较夏季向东部深水域退缩(图3(g)、(h));但在长江口海域32°N 断面温度和盐度基本呈上下均匀分布,跃层消失.在123°~123.5°E 范围海域内存在一高温(>21.7)℃、高盐(>32.1)水体,此为台湾暖流前缘水.20m36°N34°N32°N30°N36°N34°N32°N30°N 36°N34°N32°N30°N36°N34°N32°N30°N120°E 121°E 122°E 123°E 124°E 120°E 121°E 122°E 123°E 124°E 120°E 121°E 122°E 123°E 124°E 120°E 121°E 122°E 123°E 124°E秋季盐度夏季温度(℃)夏季盐度秋季温度 (℃)表层10m底层图2 夏、秋季南黄海和长江口海域温度和盐度平面分布Fig.2 Horizontal distributions of temperature and salinity in the SYS and off the CE during summer and autumn3期吴林妮等：南黄海-长江口海域溶解氧分布和低氧、酸化特征及其控制因素 1315121°E 121.5°E 122°E 122.5°E 123°E 123.5°E121°E 121.5°E 122°E 122.5°E 123°E 123.5°E121°E 121.5°E 122°E 122.5°E 123°E 123.5°E深度(m )深度(m )122.5°E 123°E 123.5°E 124°EE122.5°E123°E123.5°E124°E120E121E122E 123E深度(m )122.5°E 123°E 123.5°E124°E 124.5°E122.5°E123°E123.5°E124°E124.5°E122.5°E123°E 123.5°E 124°E 124.5°E深度(m )图3 夏、秋季南黄海和长江口海域典型断面水文化学要素分布Fig.3 Vertical distributions of hydrochemical parameters along typical sections in the southern Yellow Sea and off the ChangjiangEstuary during summer and autumn2.2 DO 分布和低氧特征夏季,长江口近岸海域及苏北浅滩海域表层DO 含量较低(DO<6.5mg/L),但远岸海域含量较高(DO> 7.0mg/L),且在长江口东北远岸海域存在一DO 含量大于8.0mg/L 的高值区.10和20m 层(图4(b)、图4(c)),长江口外存在一向东北方向扩展的DO 低值区,其核心氧含量小于3.0mg/L;南黄海中央海域为DO 高值区(DO>8.0mg/L).底层(图4d),DO 的上述分布特征依然存在,只是长江口外DO 低值区的范围缩小、中央海域DO 含量减小.秋季,调查海域上层水体(0~20m 层)DO 总体呈由北向南逐步降低的趋势(图4(e)~图4(g)),其中南黄海中央的氧含量较高,长江口外的氧含量较低且存在一低值封闭区.底层,最显著的特征是在南黄海中部和长江口外东南部分别存在一DO 低值区(DO<6.0mg/L),其与周围高氧水之间形成较强的DO 水平梯度(图4(h)).南黄海和长江口海域典型断面上的DO 分布显示,夏季35°N 断面最显著的特征是在黄海冷水团海域存在中层氧最大值现象(图3(c));但32°N 断面上的DO 含量自表至底呈降低趋势,底层存在小于1316 中 国 环 境 科 学 41卷3.5mg/L 的低氧区(图3(f)).进一步分析发现,35°N 断面氧最大值所在深度自深水区向岸有抬升趋势;32°N 断面底层的低氧区总体分布在坡面海域,且低氧水体呈现出沿坡抬升现象.与温度的断面分布图(图3(a)、(d))比较发现,上述高氧水层(35°N)和低氧水体(32°N)的向岸涌升与温跃层的抬升趋势基本一致.秋季,35°N 断面上的中层氧最大值现象消失,同时中央深水区下底层水体存在DO 小于6.0mg/L 的低值区(图3i),其范围与该断面跃层之下的低温、高盐水(图3g 、h)总体一致;秋季32°N 断面上的DO 分布与温度、盐度垂向混合相对应,大致处于垂直均匀分布的状态(图3l).表层10m20m底层36°N34°N32°N30°N 36°N34°N32°N30°N120°E 121°E 122°E 123°E 124°E 120°E 121°E 122°E 123°E 124°E 120°E 121°E 122°E 123°E 124°E 120°E 121°E 122°E 123°E 124°E图4 夏、秋季南黄海和长江口海域DO(mg/L)平面分布Fig.4 Horizontal distributions of DO in the SYS and off the CE during summer and autumn3 讨论3.1 DO 分布与环流场、水团格局的关系基于对温、盐度分布及其季节变化的分析,并结合南黄海和长江口海域水团和流场结构,可知调查海域主要受长江冲淡水[3-4]、黄海冷水团[2]、台湾暖流[5]和沿岸流等的控制.具体来看,夏季长江冲淡水在由长江口门向外扩展的过程中,可于长江口东北部海域发生离岸输运并形成一封闭的低盐区(图2e),其是在风场、上升流和潮混合等的共同作用下产生的[38-39];秋季长江冲淡水则主要向东南方向扩展(图2m -p).夏季,低温、高盐的黄海冷水团盘踞在南黄海中央下底层(图2d 、h);受潮致上升流的影响,黄海冷水团边缘的下层冷水可涌升至上层水体,导致南黄海中部上层水体中存在明显的低温、相对高盐的冷水块或冷水带(图2(a)~(c)和图2(e)~(g))[43-44];秋季,黄海冷水团的范围明显缩小(图2(l)和2(p)).高盐的台湾暖流前缘水主要存在于长江口以东及东南海域,该高盐水舌由南向北扩展,其在夏、秋季均可影响至长江口东北部海域;夏季,底层台湾暖流水的涌升[33],还导致长江口近岸海域上层存在低温区(<24)(℃图2(b)、(c)).夏、秋季南黄海近岸浅水区主要被沿岸流水所控制.根据DO 分布的季节变化,并结合上述针对调查海域内环流场和水团格局的分析,可知:夏季,长江口东北部海域的表层DO 高值区与长江冲淡水扩展及其羽状锋生物活动密切相关.羽状锋区内良好的透光性有利于加强光合作用,促进浮游植物生长繁殖,进而产生更多的DO,因此在DO 高值区可观察到Chl -a 高值区的存在[45].夏季长江口海域底层低氧区(图3期 吴林妮等：南黄海-长江口海域溶解氧分布和低氧、酸化特征及其控制因素 13174(d))则与表层冲淡水扩展和底层台湾暖流的北上有关.长江冲淡水影响区较为强烈的初级生产过程为底层低氧区的形成提供了物质基础,同时强劲的台湾暖流可将长江口外底层的缺氧水体向北运移,并使得低氧水舌整体上呈现出北向扩展的趋势[10].需要指出的是,受上升流的影响,夏季长江口海域的底层低氧水体可抬升至上层水体,这也是河口近岸区域存在小于5.0mg/L 的DO 低值区(图4a)的原因所在;同时,10和20m 水层中由长江口向东北海域扩展的低氧区亦与底层低氧水体的涌升密切相关.6.2 6.4 6.6 6.87.0 7.2 7.4 7.67.8温度(℃)DO(mg/L)6.26.46.66.87.0 7.2 7.4 7.67.83031323334盐度DO(mg/L)图5 秋季南黄海和长江口海域上层水体中DO 含量与温度、盐度的关系Fig.5 Relationships between DO and temperature and salinity in upper -layer waters of the SYS and off the CE during autumn20 22 24 26 2830 32 342224262830温度(℃)盐度5.0005.5006.0006.5007.0007.5008.0009.0009.500D O (m g /L )272829303132 33 34 3551015202530温度(℃)盐度D O (m g /L )26 28 30 32 341819 20 21 22 23 6.4006.6006.8007.0007.2007.4007.6007.8008.000盐度温度(℃)D O (m g /L )26283032 348101218202224温度(℃)盐度4.0004.4004.8005.2005.6006.0006.5007.0007.500D O (m g /L )图6 南黄海和长江口海域温度-盐度与DO 点聚图Fig.6 Temperat ure -salinity plots with DO data in the SYS and off the CE长江冲淡水:CDW;黄海冷水团:YSCWM;台湾暖流: TWC;陆架混合水:SMW1318 中 国 环 境 科 学 41卷秋季,调查海域南部上层水体(表、10和20m 层)中的DO 低值区(图4e -g)与该海域的高温(图2i -k)、高盐(图2m -o)区总体相对应,表明与台湾暖流的扩展有关;该海域底层的DO 低值区是夏季低氧水的残留,其分布态势同样与台湾暖流密切相关,而且因秋季台湾暖流强度较夏季减弱(由图2h 和2p 所示的夏、秋季底层盐度分布中的34等盐度线位置即可看出),该DO 低值区也较夏季向南退缩.秋季南黄海上层水体中的DO 含量由岸向外逐渐升高,与水温总体上由岸向外逐渐降低的趋势相反;南黄海中部底层的DO 低值区与黄海冷水团范围基本一致.秋季调查海域上层水体中DO 含量与温、盐度的相关性分析(图5a 和5b)显示,氧含量与温、盐度均呈负相关关系,这进一步表明其主要受温、盐度场所控制.表1 夏、秋季南黄海和长江口海域主要水团的水文参数平均特征值Table 1 Average characteristic values of hydrological parameters for major water masses in the SYS andoff the CE during summer and autumnDO pH 值 DIC水团夏秋夏秋夏表层长江冲淡水 6.95 7.38 8.26 8.30 1884 底层台湾暖流水 4.04 6.18 7.99 8.34 2173 底层黄海冷水团 6.68 5.37 / 7.94 2131 底层低氧区水 2.67 / 7.92 / 2299 注:将S<30的水体界定为CDW [46].根据翁学传等[47]的研究,暖季北上的TWC 上层水主要为高温、高盐的台湾海峡水,而下层水主要来源于低温、高盐的黑潮次表层水(KSW).据此,夏季表层将23<T<29℃、33.3<S<34.2的水体划分为台湾暖流表层水;夏季底层将17<T<23℃、34<S<34.6的水体划分为台湾暖流底层水;秋季表层将20.5<T<24.5℃、33.4<S<34.6的水体划分为台湾暖流表层水;秋季底层将34.2<S<34.8的水体划分为台湾暖流底层水[48-50].另外,夏、秋季将底层T<17℃的水体划分为YSCWM [51],并将上述温、盐特征范围以外的水划分为SMW;同时将夏季DO<3.0mg/L 的水体划分为底层低氧区水.为定量分析调查海域环流场和水团格局对DO 分布的影响,本文基于温度-盐度点聚图(图6),进一步刻画了主要水团的DO 等特征参数(表1).由图可知,夏季表层(图6a),低盐冲淡水影响区的DO 变化范围较大,其中DO 低值点主要集中在冲淡水影响区的低温站位,这是长江口近岸区上升流影响下底层低氧水体抬升至表层的结果(图3f);DO 高值点主要位于冲淡水的羽状锋面附近,这是锋区内良好的透光性提高浮游植物光合作用的结果;表层其他水团中的DO 含量整体处于中等水平.夏季底层(图6b),最显著的特征是台湾暖流影响区的DO 含量较低,低氧站位多位于此水团内;由于水温较低,黄海冷水团内的DO 含量总体较高.秋季表层(图6c),台湾暖流区的氧含量较低,温度较高;冲淡水和黄海水中的DO 含量较高,水温较低.秋季底层(图6d),DO 低值点位于台湾暖流影响区的高盐端,同时低温黄海冷水团内的氧含量也较低.由以上分析可知, 夏季黄海冷水团区和长江口台湾暖流影响区分别具有高氧和低氧的特征,秋季黄海冷水团海域亦存在一个DO 低值区;夏季长江口外底层低氧区的分布受台湾暖流的控制,该动力过程为低氧区的发生提供了背景场/场所,同时表层冲淡水的扩展对底层低氧的空间格局亦具有一定影响.3.2 DO 分布与水体垂向结构的关系及对上升流现象的指示DO 的分布及其季节变化不仅与流场和水团的时空格局有关,还受到水体垂向结构的控制.南黄海和长江口海域季节性跃层的存在对DO 垂向分布和底层低氧环境的形成具有重要影响.夏季,南黄海中部海域跃层之上的混合层由于水体增温导致氧溶解度下降,DO 含量相对较低;跃层附近具有较高的水体稳定度,再加之真光层内的光合产氧作用,氧气易在此积累和保存,进而形成了显著的氧最大值现象(图3c);下混合层虽然水温较低,但由于氧的消耗和跃层对氧自上而下输送的阻碍,氧含量亦有所降低.受此影响,南黄海中部20m 层存在大于8.0mg/L 的DO 高值区(图4c).由于径流输入和上层水体的增温效应,夏季长江口海域的温、盐跃层显著(图3d 、e),可限制表、底层之间的氧交换,从而为该海域底层低氧区的形成提供了动力条件.秋季,南黄海中部海域不断加深的上混合层(图3g 、h)导致夏季存在于跃层附近的氧最大值现象逐渐消失;底层水体因缺乏氧交换,其DO 含量较夏季进一步降低(图3i).秋季,长江口北部海域水深较浅,逐渐增强的风场促进了水体的垂向混合,受此影响,跃层和底层低氧也随之消失,只存在一个与高温、高盐台湾暖流总体相对应的DO 低值带(图3l);而长江口外东南部海域水深较大,跃层尚未完全消失,底层仍存在由夏季保留而来的小于5.0mg/L 的DO 低值区(图4h).调查海域典型站位各参数的垂直分布(图7)也清晰显示了跃层对。
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长江口及其邻近水域硅酸盐的分布变化特征＊潘胜军1，2 沈志良1（1中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室，青岛 266071 ）（2中国科学院研究生院，北京 100039）由于沿海经济的快速发展，人为活动影响加重，长江口海区富营养化程度和范围逐年加重和扩大，已经成为我国有害赤潮高发区之一，有记录的赤潮事件约1/4发生在这个海区（周名江等，2003）,从而引起了科学家们的高度重视。
赤潮的发生很大程度上与营养盐时空分布特征密切相关（Hodgkiss et al，1997）。
巨大的长江径流不断地向河口及邻近水域输送营养盐，成为有机生命生存和发展的物质基础。
长江入海径流中营养盐含量以硅酸盐为最多，为硅藻的繁殖生长提供了丰富的营养物质。
关于长江口及其邻近海域营养盐的分布变化，已有不少报道。
王方正等（1983）指出在长江口海域中，硅酸盐（SiO3-Si）具有良好的保守性；沈志良（1991）报道长江每年向长江口海区输送222.10万t硅酸盐；王保栋等（2002）根据长江口及其临近海域硅酸盐和硝酸盐的分布特征，提出了长江冲淡水双向扩展的观点。
然而，上述调查大多只有丰水期和枯水期两季，且仅限于分析长江口门外及其附近营养盐的分布变化，口门内的报道很少，而口门内的研究能更清楚地说明营养盐的来源及其在河口的转移过程；相对于氮和磷，有关SiO3-Si的调查研究较少。
作者对SiO3-Si在长江口内及其邻近海域四个季节分布特征及其变化规律进行了分析讨论，为更好地了解长江口生态环境变化提供参考。
一、调查和分析方法研究资料来源于2004年2、5、8、11月的4次调查，分别代表冬、春、夏、秋4个季节。
在长江口海域设7个断面共40个站位（图1），其中口门内包括35-39号5个站位。
利用颠倒采水器根据各站水深采集表、底层以及5、10、20、30水层水样。
水样经Whatman GF／F滤膜过滤后加0.3%的氯仿固定，储存于聚乙烯瓶中，立即于低温冰箱内保存。
硅酸盐（SiO3-Si）采用硅钼蓝法、硝酸盐（NO3-N）用镉铜还原法、亚硝酸盐（NO2-N）用重氮偶氮法、氨氮（NH4-N）用靛酚蓝法、活性磷酸（PO4-P）用磷钼蓝法测定，各项营养盐利用荷兰制造的SKALAR San微连续流动分析仪进行比色分析。
NO3-N、NO2-N、NH4-N之和为总溶解无机氮（DIN）（图１）。
二、结果与讨论1.平面分布5月表层SiO3-Si在口门内的平均浓度为75.5µmol/L，最大值为92.2µmol/L（图3）。
口门外SiO3-Si浓度随着盐度的增加（图2）向东和东北方向逐渐减小。
表层盐度最大值小于31，表明5月调查水域都在长江冲淡水的影响范围之内。
一般认为盐度为31的等盐线为长江冲淡水外缘边界，而盐度为34的等盐线为高盐水入侵的主体边界（谷国传等，1994）。
底层SiO3-Si浓度以口门内最高，向东和东北方向逐渐减小，平均浓度低于表层。
图1 调查站位8月表层SiO3-Si在口门内的平均浓度为146.8µmol/L，SiO3-Si浓度自口门外向东北方向以舌状逐渐减小（图3），这是受夏季长江冲淡水主体左转北上的影响（王保栋等，2002）。
等盐线与SiO3-Si浓度等值线分布相似但趋势相反，20µmol/L的等值线与31的等盐线基本吻合，接近123°00′E（图2），且等盐线向北和东南方向延伸，表明夏季冲淡水扩展范围较春季大。
底层SiO3-Si 分布河口及其附近高，口内最高，向外海逐渐减小。
11月表层SiO3-Si在口门内的平均浓度为142.5µmol/L，最高浓度为（38号站）162.6µmol/L，也为调查区域的最高值（图3）。
SiO3-Si在河口及其附近浓度高，向东和东北方向逐渐减小。
口门外，SiO3-Si浓度等值线分布与等盐线（图2）线形相似，如40µmol/L的等值线与盐度为31的等盐线基本吻合；底层SiO3-Si在河口内的平均浓度为139.8µmol/L，低于表层，最高值出现在39号站，浓度为149.0µmol/L。
底层SiO3-Si分布与表层相似。
2月表层SiO3-Si在口门内的平均浓度为116.5µmol/L，最高值在37号站，浓度为128.8µmol/L，也是调查区的最高值（图3）。
河口及其附近浓度高，向东逐渐减小。
与等盐线相似，口门外SiO3-Si 浓度等值线与海岸线基本平行，这是因为长江冬季径流减小，冲淡水的流向自河口贴岸向南偏转。
底层SiO3-Si在口门内的平均浓度为125.6µmol/L，与表层接近。
口门外，底层SiO3-Si分布与表层一致。
冬季水体垂直对流，表、底层SiO3-Si浓度相差不大。
2. 垂直和断面分布吴玉霖等（2004年）发现春、秋季浮游植物密集区在长江口南部海域，都是以23号站为密集中心。
李铮等（2007年）指出21-27号站处于咸淡水混合较好的断面，具有一定的典型性。
作才以21-27号站所在的断面来讨论SiO3-Si的垂直和断面分布。
5月，SiO3-Si总体分布从近岸到外海浓度逐渐减小（图5），在河口附近表层高于底层，这主要是受长江径流的影响。
自122°20′E以东，SiO3-Si浓度表层小于底层，主要是生物活动影响的结果。
5月是浮游植物大量繁殖的季节，表层Chl a以123°00′为高值中心，质量浓度为3.7µg/L，浮游植物繁殖旺盛，消耗了大量的SiO3-Si。
从盐度分布（图4）可以看出，123°00′E深层有盐度为34的高盐水入侵，该处SiO3-Si分布也可能与台湾暖流有一定的关系。
8月，SiO3-Si整体分布从近岸向外海浓度逐渐减小（图5）；近岸122°20′～122°40′E，SiO3-Si表层浓度大于底层，与盐度分布（图4）相反，反映了物理混合作用的影响；然而，在122°40′E以东海域与之相反，表层浓度低于底层，反映了生物活动的影响。
SiO3-Si浓度随着水深的增加而增大，这与硅质介壳在沉降过程中溶解再生有关。
图2 盐度（S）的平面分布（─表层，┄底层）图 3 SiO3-Si浓度（µmol/L）的平面分布（—表层，┄底层）图３SiO3-Si（µmol/L）的平面分布（（─表层，┄底层）11月，由于受长江径流的影响，SiO3-Si浓度总体分布趋势从近岸向外海逐渐降低，表层浓度大于底层（图5）。
从盐度分布（图4）可以看出，水体层化现象依然存在，SiO3-Si等值线与盐度分布相吻合。
表层60µmol/L的SiO3-Si等值线延伸至123°10′E，盐度为22的低值等盐线（图4）也到达该区域，主要反映了长江径流的影响。
随着水深和盐度的增加，SiO3-Si浓度逐渐降低。
2月，SiO3-Si浓度总体分布趋势依然是从近岸向外海浓度逐渐降低。
由于长江径流减小，高浓度SiO3-Si集中分布于近岸河口。
122°20′以东海域，SiO3-Si浓度分布较其它季节均匀；由于跃层消失，水体垂直混合较好，整个调查海区表、底层SiO3-Si浓度相差较小。
图 4 2004年盐度(S)的断面分布图 5 2004年SiO3-Si（µmol/L）的断面分布3.季节变化口门内SiO3-Si浓度夏、秋季较高，浓度变化范围相对较小，冬季次之，春季浓度最低（表1）。
口门外SiO3-Si浓度的季节变化与之类似。
不论在口门内还是外海水域，SiO3-Si平均浓度大小顺序为8月>11月>2月>5月；SiO3-Si浓度口门内高，口门外亦高；反之亦然。
这清楚地说明了SiO3-Si主要来源长江径流。
口门内，夏、秋两季SiO3-Si平均浓度相差不大，但远远高于春季；口门外，春季SiO3-Si浓度也是远低于其它季节。
春季SiO3-Si浓度低，除了与径流输送少有关外，还与生物活动的影响有关。
这是因为春季浮游植物的大量繁殖和生长，消耗了大量SiO3-Si，5月份Chl a平均质量浓度为1.9µg/L，远远高于其它季节（夏、秋、冬季Chl a平均质量浓度分别为0.73µg/L、0.56µg/L、0.42µg/L）。
从SiO3-Si的平面分布（图3）可以看出，随着长江径流量的增大和减小、冲淡水影响范围扩大和缩小，SiO3-Si分布也随之发生变化。
如SiO3-Si表层80µmol/L的等值线春季分布在河口附近，夏季扩展到122°40′E，秋季退缩至122°20′E，冬季进一步退缩至122°00′E左右，表明SiO3-Si的季节分布和长江径流关系密切。
底层也有类似的情况。
表1 长江口附近海域硅的平均浓度和浓度范围(µmol/L)月份口门外口门内表层底层平均值±S.D 平均值±S.D 平均值±S.D 范围平均值±S.D 范围SiO3-Si 2 35.2±18.5 15.6～95.8 32.7±20.0 11.0～83.9 34.0±20.3 121.1±21.55 30.3±18.4 11.7～95.9 24.6±17.6 4.2～65.6 27.5±18.4 71.3±13.48 65.4±47.4 1.5～148.9 50.3±35.5 13.1～145.7 57.9±42.3 148.7±7.211 58.6±37.4 9.4～137.8 35.4±31.7 10.3～117.1 47.0±36.3 141.2±11.84. 营养盐结构及其变化海水中营养盐结构适宜有利于浮游植物的生长和繁殖，反之，某种营养盐的缺乏将限制浮游植物的生长和繁殖。
其中，SiO3-Si在限制藻类生长和调节群落结构的研究中受到越来越多的重视（蒲新明等，2000）。
表2 口门外硅酸盐与溶解无机氮、磷酸盐的摩尔比2（1）表层 1.7±0.80 0.86 59.8±42.7 28.6 底层 1.6±0.62 0.81 71.8±70.7 22.9 平均 1.7±0.71 0.84 65.7±58.1 25.75 表层 1.2±0.86 1.1 56.9±24.8 42.4 底层0.96±0.27 1 46.9±34.0 28.3 平均 1.1±0.64 1.1 51.9±30.0 35.48 表层 1.9±0.41 1.1 119.6±110.0 29 底层 2.2±0.50 1.1 64.9±47.8 19.3 平均 2.1±0.47 1.1 92.7±89.0 24.111 表层 2.1±0.41 1.6 115.6±75.3 49.8 底层 2.3±0.64 1 58.5±38.1 30.9 平均 2.2±0.54 1.3 97.5±66.1 40.4从表2中可以看出，在整个调查区域SiO3-Si/ DIN和SiO3-Si/ PO4-P比值季节变化相同，都是11月>8月>2月>5月，基本与SiO3-Si的季节变化相似，表明他们主要是受SiO3-Si 浓度变化的控制。