粤东柘林湾水化学指标的时空分布及其相互关系

发布时间：2020-11-20 14:03

　　 饶平县的柘林湾是粤东有名的大规模养殖区。由于养殖业的快速发展以及陆源排污排废的影响，该海域富营养化问题日益突出，成为赤潮多发区，给当地渔业和生态环境造成了严重的危害。因此，掌握柘林湾各营养元素的来源、分布规律以及各物理、化学、生物因素之间的相关关系等十分必要。本研究于2001年7月～2002年7月对柘林湾及其湾外水域的大量营养盐、痕量元素及相关水化学指标进行了详细的周年调查。 调查期间，在柘林湾及其湾外水域共布设了19个测站，每月按大面采样站位和重点站位各现场调查一次，每次调查在高潮前后1.5～2h内完成。水样采集后立即用0.45μm的Millipore滤膜进行现场减压过滤，保温箱内低温保存，于2～3h内带回实验室进行测定。采用荷兰SKALAR自动分析仪进行无机氮、磷和溶解态总氮总磷的测定，用岛津UV-2501型紫外-可见分光光度计进行活性硅酸盐、溶解铁和叶绿素α含量的测定。用碱性高锰酸钾法测定化学耗氧量(COD)。用重量法测定悬浮物(TSM)。以3-邻甲基荧光素磷酸盐(3-o-methylfluorescein)为反应底物，用PerkinElmer LS55型荧光分光光度计测定碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase)活力。 柘林湾及其湾外附近海域大量营养盐(包括N、P和Si)的平面分布基本表现为湾内高于湾外，湾内外侧高于内侧，西部高于东部的基本格局。符合人口密集的半封闭近岸内湾的特征。与外界水体的交换能力、周边地区的陆源排污和湾内增养殖业的布局和品种结构是柘林湾营养盐平面分布格局的三个主要决定因素。 调查期间柘林湾及其湾外水域DIN、DIP和SiO_3-Si的年均值分别为27.38、1.26、44.06μmol／L。与上一调查年度的调查结果相比，氮的含量上升了20.9％，而磷、硅的含量则分别下降了35.4％和26.2％。由于气候反常和雨量减少引起的2002年春夏期间地表径流减少是海区P、Si含量显著下降的主要原因。DIN含量的上升则可能迎合了海湾普遍富氮的趋势。其中，NH_4-N的含量比上一年度上升了182％，与高温少雨加快了动植物尸体腐烂和排泄废物转化成NH_4-N的速度有关，而径流减弱又不利于NH_4-N的扩散。营养盐含量的改变引起营养盐结构的转变，以Dortch等(1992)和Justic(1995)提出的营养盐化学计量限制标准来衡量，调查海区最可能的生长限制因子由上一年度的 纫 昙 氮（41．8％）转变为本年度的磷（39．l％）。在这种情况下，一旦有高磷输入，就有可能 引发赤潮。除营养盐可能对拓林湾浮游植物的生长起限制作用外，悬浮物引起的水体光 线不足也可能是本年度浮游植物细胞数锐减的原因。 调查期间溶解态有机氮（DON）和有机磷（DOP）的周年平均值为 50．32 pmol／L和 0．98 Pmol／L。DON和 DOP的来源除径流外，养殖废水的排放、养殖生物的代谢活动和 浮游生物的排泄也起重要的影响。DON为溶解态氮（TDN）中主要存在形式（65．l％）， 而 DIN中以 NO3－N（49．7o）为主，NH4－N（44．8％）次之。溶解态总磷（TDP）则以 DIP（5．l％）为主要存在形式。 调查期间拓林湾水域溶解铁（Fe）的周年平均值为 0．165 mglL，高于国内其他河口 或海湾，拓林湾所在饶平地区有铁矿可能是溶解铁含量高的主要原因。拓林湾溶解铁的 平面分布表现为湾外的含量高于湾内的分布规律，这与沉积物再悬浮有很大关系。浮游 植物对铁的吸收减少，可能是导致本年度溶解铁含量高于上一年度的因素。 调查期间拓林湾水域碱性磷酸酶的平均活力为 0．2202 pg·din”’七”，位于三百门的 S。 站碱性磷酸酶活力最低而湾外S19站碱性磷酸酶活力最高，无机磷酸盐与碱性磷酸酶活 力呈显著的负相关关系，说明无机磷酸盐含量对碱性磷酸酶的活力起着调控作用。 用隶属度法对水体质量进行评价比较客观，是一种新的实用的评价方法。本文采用 易被氧化物质的现存量的测定指标COD、DIN、DIP和生产力指标Chl作为海水富营 养化程度的评价指标。用隶属度法对拓林湾水域进行评价的结果表明，拓林湾的营养现 状己达中营养以上。湾内的富营养化程度高于湾外，湾内三百门S3站富营养程度最高。 水体交换能力较弱、陆源排污排废严重和来自养殖业的二次污染是造成这种现状的主要 原因。
【学位单位】：暨南大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2003
【中图分类】：X834
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 综述
    1.1 海湾生地化的研究进展
        1.1.1 海水中氮的化学形态及其循环
        1.1.2 海水中磷的化学形态及其循环
        1.1.3 碱性磷酸酶研究进展
        1.1.4 其它重要的化学元素及有机物的生地化研究
        1.1.5 国内外研究进展
    1.2 营养盐限制因子的研究
    1.3 海水的富营养化及赤潮
    1.4 海水营养状况的评价标准
    1.5 研究内容、目的和意义
第二章 材料与方法
    2.1 调查海区概况
    2.2 采样与分析方法
        2.2.1 站位布设和采样频率
        2.2.2 海水样品保存方法的实验方案
        2.2.3 现场理化因子的测定
        2.2.4 水质分析样品的采集、处理与分析
        2.2.5 叶绿素a测定样品的采集、处理与分析
        2.2.6 化学耗氧量（COD）和悬浮物（TSM）测定样品的采集、处理与分析
        2.2.7 碱性磷酸酶活力测定样品的采集、处理与分析
        2.2.8 富营养化评价的方法、参数和标准的确定
    2.3 数据处理与分析
第三章 结果
    3.1 海水营养盐测定中水样的保存方法
    3.2 水化学要素的时空分布
        3.2.1 水温和盐度的时空分布
        3.2.2 溶解氧的时空分布
        3.2.3 氮的时空分布
        3.2.4 磷的时空分布
        3.2.5 活性硅酸盐的时空分布
        3.2.6 溶解铁的时空分布
    3.3 叶绿素A的时空分布
    3.4 化学耗氧量的时空分布
    3.5 悬浮物的时空分布
    3.6 氮磷硅之间比值的时空分布
    3.7 营养盐限制因子的分析
    3.8 各环境因子之间相关性分析
        3.8.1 各水化要素与盐度的相关关系
        3.8.2 各形态氮之间的相关关系
        3.8.3 各形态磷之间的相关关系
4-N与DO之间的相关关系'>        3.8.4 DIP、NH₄-N与DO之间的相关关系
        3.8.5 COD和Chl a与TSM之间的相关关系
        3.8.6 DOP与Chl a之间的相关关系
    3.9 柘林湾富营养化评价
第四章 讨论
    4.1 海水营养盐测定中样品的保存技术
    4.2 柘林湾无机营养盐的空间分布及其影响因素
    4.3 柘林湾无机营养盐的周年变动及其影响因素
    4.4 柘林湾DON和DOP的时空分布
    4.5 柘林湾溶解铁的时空分布及其影响因素
    4.6 柘林湾悬浮物质的分布变化
    4.7 柘林湾浮游植物营养盐限制因子
    4.8 关于柘林湾碱性磷酸酶活力的初步探讨
    4.9 柘林湾富营养化的评价
结语
参考文献
在学期间科研情况
致谢

【引证文献】

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本文编号：2891522