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摘要 [目的]研究氮、磷营养元素对浒苔生长的影响，为减轻近海富营养化水体浒苔危害提供科学依据。[方法]以尿素与三聚磷酸钠（STTP）作为氮素与磷素的来源，模拟近海水体富营养化环境，研究氮、磷营养条件下浒苔鲜重和生长速率的变化。[结果]浒苔在氮、磷营养不充足的条件下生长较慢，加氮与加磷的处理均能促进浒苔的生长，加氮的处理对浒苔生长的影响较加磷大，而加氮与磷的处理影响最为明显，且氮、磷充足处理的浒苔发育加快。[结论]保护好近海水资源，减少氮、磷输入是减轻浒苔危害的可行途径。
关键词 浒苔；生长；模拟水体富营养化；氮素；磷素
中图分类号S181.3 文献标识码 A 文章编号0517-6611（2016）35-0104-02
Growth of Enteromorpha prolifera under Simulated Eutrophication in Coastal Water
WANG Qi
（Qingdao No. 2 Middle School of Shandong Province， Qingdao， Shandong 266061）
Abstract[Objective] The aim was to study effects of nitrogen and phosphorus on the growth of Enteromorpha prolifera， to provide a scientific basis for mitigating the harm of E. prolifera under eutrophication in coastal water. [Method] With urea and STTP as the source of nitrogen and phosphorus to simulate eutrophication in coastal water， the change of fresh weight and growth rate of E. prolifera was studied. [Result] The growth rate was rapider under the coast water by adding nitrogen or phosphorus than the control （without nitrogen or phosphorus） while the effect of adding nitrogen was more massive than that of phosphorus. Adding nitrogen and phosphorus was the most prominent treatment. [Conclusion] Protecting coastal water resource， reducing nitrogen and phosphorus is a feasible way to mitigate the harm of E. prolifera.
Key wordsEnteromorpha prolifera； Growth； Simulated eutrophication； Nitrogen； Phosphorus
水体富营养化是指水体中有机物增加，特别是藻类的快速繁殖，造成水体质量和生态环境的变化，从而影响水体的使用功能[1]。
自20世纪60年代以来，水体富营养化问题在全球范围内相继出现。20世纪70年代起，世界各地开展了大规模的水体富营养化调查。联合国经济合作与发展组织（OECD）研究認为，氮、磷营养物质的输入和富集是水体富营养化的最主要原因[2]。我国诸多研究也得出相同结论[3]。
据《2014年中国海洋环境质量公报》数据显示，2014年我国近岸局部海域海水环境污染严重。春、夏、秋季呈富营养化状态的海域面积分别为8.57万、 6.44万和10.41万km2，重度富营养化海域面积分别为1.59万、1.28万和1.58万 km2。重点监测的44个海湾中，20个海湾均出现劣于第四类海水水质标准的海域，主要污染要素为无机氮、活性磷酸盐、石油类和化学需氧量。
2014年黄海沿岸海域浒苔绿潮影响范围为近5年最大，最大分布面积比近5年平均值增加近1.9万km2 [4]。
富营养化水体中主要营养元素为氮、磷，其来源主要是地表径流及排污，即农田化肥中的氮素化肥淋洗与生活污水中清洁剂和洗衣液中的磷[5]。笔者在实验室条件下向海水中添加农田化肥尿素与洗衣液中的三聚磷酸钠（STTP）作为氮、磷营养元素，模拟近海水体富营养化，研究氮、磷营养元素对浒苔生长的影响，以期为减轻近海富营养化水体的浒苔危害提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试浒苔与海水样品取自青岛黄海近海石老人海水浴场海面，将漂洗干净的浒苔带回实验室于7 ℃保存。将静置澄清后的海水过滤，煮沸冷却后待用。
氮素来源于尿素化肥（氮素含量42%），磷素来源于STTP（50%，磷素含量12.6%）。
1.2试验设计
共设5个处理，培养液中氮、磷的添加量见表1。
处理①：以不添加任何营养元素的过滤煮沸冷却后的海水作为培养液（CK）；处理②：1 L海水中添加5 mg尿素的加氮培养液；处理③：1 L海水中添加3 mg STTP的加磷培养液；处理④：1 L海水中添加5 mg尿素、3 mg STTP的加氮、磷培养液；处理⑤的培养液与处理④相同，区别在于前4个处理每3 d更换1次培养液，处理④的培养液不更换。
1.3培养条件 培养盒为1 L透明塑料盒，加入培养液600 mL。试验前将浒苔用吸水纸吸干，每份样品称取（1 000±5） mg，置于培养盒内，将培养盒置于光照培养箱内培养。参照取样现场点的水温（21～23 ℃），培养温度设置为22 ℃，光暗比为12 h∶12 h，光照强度为6 000 lx。
1.4测定项目与方法
每3 d将浒苔取出，用吸水纸吸干浒苔藻体表面水分，用1/1000电子天平称量鲜重，然后再放回更换过的新鲜培养液中，连续调查15 d，记录每次的称重数据。
浒苔生长速率（mg/d）=（称量浒苔鲜重-前一次称量浒苔鲜重）/浒苔培养前鲜重/2次称量间隔天数
鲜重增长率（%）=（浒苔最大鲜重-浒苔培养前鲜重）/浒苔培养前鲜重×100
鲜重日增长率（%）=鲜重最大增长率/达到浒苔最大鲜重的培养天数
1.5数据统计
应用Excel 2003进行数据处理与图表绘制。
2结果与分析
2.1浒苔鲜重的变化
从图1可见，不同培养条件下浒苔的鲜重增加不同。CK的鲜重增加最慢，处理④与处理⑤增加较快，3 d内浒苔鲜重分别从1 001、1 002 mg增加至1 672、1 623 mg。
处理②与处理③的浒苔鲜重增长无明显差异，培养3 d后，处理②比处理③的鲜重增长快，说明氮对浒苔生长的影响较磷大。
随着培养时间的延长，各处理浒苔的鲜重增加逐渐变缓，第9天后处理④和处理⑤的浒苔鲜重降低，第12天后，CK与处理②、处理③的浒苔鲜重也略有降低。
比较处理④与处理⑤可以看出，培养3 d后，处理④的浒苔鲜重高于处理⑤，表明更换培养液为浒苔生长提供了更为充足的营养。
从图2可见，15 d内，添加氮与磷的处理均促进了浒苔的生长，以处理②、④的增长率较高，分别为94%和93%，分别较CK高出36和35百分点。处理③与处理⑤的鲜重增长率分别为86%和80%，分别较CK高出28和22百分点。
2.2浒苔生长速率的变化
从图3可见，不同培养条件下，浒苔的生长速率有明显差别。培养3 d内，浒苔生长较快，尤其是处理④与⑤，生长速率超过200 mg/d，处理②与③的浒苔生长速率超过120 mg/d，均显著高于CK。这表明氮、磷配合施用能提高浒苔的生长速率，促进浒苔生长。
培养6～9 d，浒苔的生长速率较平稳，之后各处理表现差异较大，CK与处理③的浒苔生长速率再次升高，12 d后降低。9 d后处理④、⑤浒苔的生长速率迅速降低，而处理②的浒苔生长速率在12 d后才有所降低。
培养12 d后，处理④、⑤的浒苔生长速率低于0，培养15 d，各处理浒苔的生长速率均小于0。浒苔鲜重下降时，培养盒内壁和底部出现少许绿苔，说明此时浒苔开始繁殖，其配子释放后藻体开始死亡，因而浒苔的生长速率出现负值。这表明氮、磷营养不仅促进了浒苔的生长，还促进了浒苔的繁殖[6]。
3结论与讨论
（1）该研究表明，不添加氮、磷营养的处理（对照），浒苔生长速率最低。这说明即使有浒苔藻体存在，如果没有水体富营养化这一营养条件，浒苔的生长也会受限，提示保护近海水资源及减少污染是减轻浒苔危害的可行途径。
（2）与对照相比，加氮的处理与加磷的处理均促进了浒苔的生长。相比而言，单加氮的处理比单加磷的处理更利于浒苔生长，表明氮对浒苔生长的影响较磷大。而同时加氮、磷的处理对浒苔生长的影响最为顯著，且浒苔的最大鲜重出现早，表明氮、磷营养结合可促进浒苔发育。
（3）同样是加氮、磷，更换营养液较不更换营养液的处理增长率更高，表明浒苔的生长需要消耗一定氮、磷营养。如果没有持续的营养供应，水体内的氮、磷营养会降低，可以起到净化水体的作用。至于浒苔的数量过多，是否会造成水体营养匮乏，影响其他近海植物的生长有待进一步研究。
（4）目前，地表径流与排污是近海污染的重要途径。随着农业生产产量的提高，农田化肥投入过量，大量化肥尤其是氮素化肥难以被作物利用，被降水与灌溉水淋洗，进入地表径流，成为近海水体中的主要氮源。排污的生活废水中含有清洁剂与洗衣液，而多数的清洁剂与洗衣液中添加有STTP，近年来成为近海水体中的主要磷源。因而，做好农田化肥合理使用，使用无磷洗衣粉，可减少近海水体氮、磷输入，对于减轻浒苔危害有着重要意义。
参考文献
[1] 陈声威.水体富营养化预警模型研究现状和发展趋势[J].水利科技与经济，2014，20（4）：5-8.
[2] 李小平，程曦，陈小华，等.湖泊学[M].北京：科学出版社，2013.
[3] 秦伯强，许海，董百丽.富营养化湖泊治理的理论与实践[M].北京：高等教育出版社，2011.
[4] 国家海洋局.2014年中国海洋环境状况公报[R/OL].（2015-03-11）[2016-05-12].http：//www.soa.gov.cn/zwgk/hygb/zghyhjzlgb/2015 03/t20150311_36286.html.
[5] 柴超，俞志明，宋秀贤，等.长江口水域富营养化特性的探索性数据分析[J].环境科学，2007，28（1）：53-57.
[6] 王晓坤，马家海，叶道才，等.浒苔（Enteromorpha prolifera）生活史的初步研究[J].海洋通报，2007，26（5）：112-116.
关键词 浒苔；生长；模拟水体富营养化；氮素；磷素
中图分类号S181.3 文献标识码 A 文章编号0517-6611（2016）35-0104-02
Growth of Enteromorpha prolifera under Simulated Eutrophication in Coastal Water
WANG Qi
（Qingdao No. 2 Middle School of Shandong Province， Qingdao， Shandong 266061）
Abstract[Objective] The aim was to study effects of nitrogen and phosphorus on the growth of Enteromorpha prolifera， to provide a scientific basis for mitigating the harm of E. prolifera under eutrophication in coastal water. [Method] With urea and STTP as the source of nitrogen and phosphorus to simulate eutrophication in coastal water， the change of fresh weight and growth rate of E. prolifera was studied. [Result] The growth rate was rapider under the coast water by adding nitrogen or phosphorus than the control （without nitrogen or phosphorus） while the effect of adding nitrogen was more massive than that of phosphorus. Adding nitrogen and phosphorus was the most prominent treatment. [Conclusion] Protecting coastal water resource， reducing nitrogen and phosphorus is a feasible way to mitigate the harm of E. prolifera.
Key wordsEnteromorpha prolifera； Growth； Simulated eutrophication； Nitrogen； Phosphorus
水体富营养化是指水体中有机物增加，特别是藻类的快速繁殖，造成水体质量和生态环境的变化，从而影响水体的使用功能[1]。
自20世纪60年代以来，水体富营养化问题在全球范围内相继出现。20世纪70年代起，世界各地开展了大规模的水体富营养化调查。联合国经济合作与发展组织（OECD）研究認为，氮、磷营养物质的输入和富集是水体富营养化的最主要原因[2]。我国诸多研究也得出相同结论[3]。
据《2014年中国海洋环境质量公报》数据显示，2014年我国近岸局部海域海水环境污染严重。春、夏、秋季呈富营养化状态的海域面积分别为8.57万、 6.44万和10.41万km2，重度富营养化海域面积分别为1.59万、1.28万和1.58万 km2。重点监测的44个海湾中，20个海湾均出现劣于第四类海水水质标准的海域，主要污染要素为无机氮、活性磷酸盐、石油类和化学需氧量。
2014年黄海沿岸海域浒苔绿潮影响范围为近5年最大，最大分布面积比近5年平均值增加近1.9万km2 [4]。
富营养化水体中主要营养元素为氮、磷，其来源主要是地表径流及排污，即农田化肥中的氮素化肥淋洗与生活污水中清洁剂和洗衣液中的磷[5]。笔者在实验室条件下向海水中添加农田化肥尿素与洗衣液中的三聚磷酸钠（STTP）作为氮、磷营养元素，模拟近海水体富营养化，研究氮、磷营养元素对浒苔生长的影响，以期为减轻近海富营养化水体的浒苔危害提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试浒苔与海水样品取自青岛黄海近海石老人海水浴场海面，将漂洗干净的浒苔带回实验室于7 ℃保存。将静置澄清后的海水过滤，煮沸冷却后待用。
氮素来源于尿素化肥（氮素含量42%），磷素来源于STTP（50%，磷素含量12.6%）。
1.2试验设计
共设5个处理，培养液中氮、磷的添加量见表1。
处理①：以不添加任何营养元素的过滤煮沸冷却后的海水作为培养液（CK）；处理②：1 L海水中添加5 mg尿素的加氮培养液；处理③：1 L海水中添加3 mg STTP的加磷培养液；处理④：1 L海水中添加5 mg尿素、3 mg STTP的加氮、磷培养液；处理⑤的培养液与处理④相同，区别在于前4个处理每3 d更换1次培养液，处理④的培养液不更换。
1.3培养条件 培养盒为1 L透明塑料盒，加入培养液600 mL。试验前将浒苔用吸水纸吸干，每份样品称取（1 000±5） mg，置于培养盒内，将培养盒置于光照培养箱内培养。参照取样现场点的水温（21～23 ℃），培养温度设置为22 ℃，光暗比为12 h∶12 h，光照强度为6 000 lx。
1.4测定项目与方法
每3 d将浒苔取出，用吸水纸吸干浒苔藻体表面水分，用1/1000电子天平称量鲜重，然后再放回更换过的新鲜培养液中，连续调查15 d，记录每次的称重数据。
浒苔生长速率（mg/d）=（称量浒苔鲜重-前一次称量浒苔鲜重）/浒苔培养前鲜重/2次称量间隔天数
鲜重增长率（%）=（浒苔最大鲜重-浒苔培养前鲜重）/浒苔培养前鲜重×100
鲜重日增长率（%）=鲜重最大增长率/达到浒苔最大鲜重的培养天数
1.5数据统计
应用Excel 2003进行数据处理与图表绘制。
2结果与分析
2.1浒苔鲜重的变化
从图1可见，不同培养条件下浒苔的鲜重增加不同。CK的鲜重增加最慢，处理④与处理⑤增加较快，3 d内浒苔鲜重分别从1 001、1 002 mg增加至1 672、1 623 mg。
处理②与处理③的浒苔鲜重增长无明显差异，培养3 d后，处理②比处理③的鲜重增长快，说明氮对浒苔生长的影响较磷大。
随着培养时间的延长，各处理浒苔的鲜重增加逐渐变缓，第9天后处理④和处理⑤的浒苔鲜重降低，第12天后，CK与处理②、处理③的浒苔鲜重也略有降低。
比较处理④与处理⑤可以看出，培养3 d后，处理④的浒苔鲜重高于处理⑤，表明更换培养液为浒苔生长提供了更为充足的营养。
从图2可见，15 d内，添加氮与磷的处理均促进了浒苔的生长，以处理②、④的增长率较高，分别为94%和93%，分别较CK高出36和35百分点。处理③与处理⑤的鲜重增长率分别为86%和80%，分别较CK高出28和22百分点。
2.2浒苔生长速率的变化
从图3可见，不同培养条件下，浒苔的生长速率有明显差别。培养3 d内，浒苔生长较快，尤其是处理④与⑤，生长速率超过200 mg/d，处理②与③的浒苔生长速率超过120 mg/d，均显著高于CK。这表明氮、磷配合施用能提高浒苔的生长速率，促进浒苔生长。
培养6～9 d，浒苔的生长速率较平稳，之后各处理表现差异较大，CK与处理③的浒苔生长速率再次升高，12 d后降低。9 d后处理④、⑤浒苔的生长速率迅速降低，而处理②的浒苔生长速率在12 d后才有所降低。
培养12 d后，处理④、⑤的浒苔生长速率低于0，培养15 d，各处理浒苔的生长速率均小于0。浒苔鲜重下降时，培养盒内壁和底部出现少许绿苔，说明此时浒苔开始繁殖，其配子释放后藻体开始死亡，因而浒苔的生长速率出现负值。这表明氮、磷营养不仅促进了浒苔的生长，还促进了浒苔的繁殖[6]。
3结论与讨论
（1）该研究表明，不添加氮、磷营养的处理（对照），浒苔生长速率最低。这说明即使有浒苔藻体存在，如果没有水体富营养化这一营养条件，浒苔的生长也会受限，提示保护近海水资源及减少污染是减轻浒苔危害的可行途径。
（2）与对照相比，加氮的处理与加磷的处理均促进了浒苔的生长。相比而言，单加氮的处理比单加磷的处理更利于浒苔生长，表明氮对浒苔生长的影响较磷大。而同时加氮、磷的处理对浒苔生长的影响最为顯著，且浒苔的最大鲜重出现早，表明氮、磷营养结合可促进浒苔发育。
（3）同样是加氮、磷，更换营养液较不更换营养液的处理增长率更高，表明浒苔的生长需要消耗一定氮、磷营养。如果没有持续的营养供应，水体内的氮、磷营养会降低，可以起到净化水体的作用。至于浒苔的数量过多，是否会造成水体营养匮乏，影响其他近海植物的生长有待进一步研究。
（4）目前，地表径流与排污是近海污染的重要途径。随着农业生产产量的提高，农田化肥投入过量，大量化肥尤其是氮素化肥难以被作物利用，被降水与灌溉水淋洗，进入地表径流，成为近海水体中的主要氮源。排污的生活废水中含有清洁剂与洗衣液，而多数的清洁剂与洗衣液中添加有STTP，近年来成为近海水体中的主要磷源。因而，做好农田化肥合理使用，使用无磷洗衣粉，可减少近海水体氮、磷输入，对于减轻浒苔危害有着重要意义。
参考文献
[1] 陈声威.水体富营养化预警模型研究现状和发展趋势[J].水利科技与经济，2014，20（4）：5-8.
[2] 李小平，程曦，陈小华，等.湖泊学[M].北京：科学出版社，2013.
[3] 秦伯强，许海，董百丽.富营养化湖泊治理的理论与实践[M].北京：高等教育出版社，2011.
[4] 国家海洋局.2014年中国海洋环境状况公报[R/OL].（2015-03-11）[2016-05-12].http：//www.soa.gov.cn/zwgk/hygb/zghyhjzlgb/2015 03/t20150311_36286.html.
[5] 柴超，俞志明，宋秀贤，等.长江口水域富营养化特性的探索性数据分析[J].环境科学，2007，28（1）：53-57.
[6] 王晓坤，马家海，叶道才，等.浒苔（Enteromorpha prolifera）生活史的初步研究[J].海洋通报，2007，26（5）：112-116.