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九龙江是福建省第二大河流,其河口区位于台湾海峡的西南部,属于亚热带强潮汐河口。该河口地处我国闽南经济发展区域,近年来受城市发展和农业活动的显著影响,富营养化问题已经初现端倪。
于2008年4月至2011年4月间,对九龙江河口的营养盐进行了9个航次的调查,其中有3个航次的调查区域覆盖了口外区,调查季节涵括了丰水期(5-9月)和枯水期(10月-次年4月)。调查结果表明,九龙江口上游的营养盐浓度很高(硝酸盐NO3-N:120-230μmol/L,亚硝酸盐NO2-N:5-15μmol/L,氨氮NH4-N:15-170μmol/L,磷酸盐SRP:1.2-3.5μmoFL,硅酸盐Dsi:200-340μmol/L),且枯水期高于丰水期。NO3-N是溶解态无机氮(DIN)的主要组分,枯水期NO3-N可占DIN的55%.72%,而丰水期该比例则高达67%-96%。NO3-N、DIN和Dsi在盐度1-32的河口混合区基本呈现保守混合行为。SRP在盐度1-25的区域浓度变化很小(1.0-2.0μmol/L),在盐度>25区域则被相对低营养盐的近海海水所稀释。
口外区营养盐浓度呈现近岸高远岸低的趋势。外河口营养盐的垂直分布具有明显的季节差异,枯水期表层营养盐浓度略高于底层,垂直浓度变化不大;而丰水期则表现为上下浓度分布不均匀,中层存在浓度极小值,上层浓度稍高,底层浓度最高的特点。
与历史数据相比,近10余年来九龙江口上游和中游DIN、SRP的浓度增加2-3倍,而Dsi浓度在九龙江口盐度梯度上的分布则变化不大。九龙江口营养盐的这种年代际变化与长江和密西西比河等大型河流DIN和SRP升高而Dsi浓度大幅度下降的变化特征很不相同。与世界其他河流对比,九龙江流域单位面积上的NO3-N产率处于较高水平。
利用高分辨率的径流量资料和淡水端实测营养盐浓度,计算调查期间(2008-2011年)九龙江DIN、SRP和Dsi的入河口通量分别为34.3×103 t N/yr、0.63×103t P/yr和72.7×103t Si/yr;而通过将营养盐高盐段的保守混合规律外推至零盐度,估算河口输出有效浓度的方法,推算九龙江口营养盐入海通量分别为34.8×103 t N/yr、0.82×103t P/yr和71.6×103t Svyr。利用LOICZ推荐的营养盐收支模式方法,估算调查期间九龙江口对SRP的添加量为0.16×103t P/yr。其中DIN和Dsi入海通量与九龙江输入河口区的营养盐通量一致,但SRP入海通量却比入河口通量增加30%,显示出SRP在九龙江口有“添加”。
值得注意的是,九龙江流域单位面积产生的DIN、SRP和Dsi入河口通量分别是长江的4.1、7.1和2.9倍。另外,在冬季,九龙江DIN、SRP和Dsi输送通量对台湾海峡西南部海域上层营养盐的贡献分别为3.0%±2.9%、0.8%±0.7%和3.7±3.6%,几乎可以忽略。而在夏季,九龙江输出的DIN通量则可占经过台湾海峡N通量的6.8%±5.2%,有一定的显著性。