长江口营养盐动力学与输出通量研究——南支与北支比较

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长江口是中国最大的河口,长江输出的营养盐对东海的海洋环境和生态系统有重大影响。   于2011年1、4、7、10月对长江口(南支、北支)分别进行了冬、春、夏、秋四个季节的调查。调查结果显示,长江口淡水端(121.03°E,31.78°N)硝酸盐(NO3-N)浓度为113.00~150.00μmol/L,亚硝酸盐(NO2-N)浓度为0.60~4.90μmol/L,铵盐(NH4-N)浓度为0.00~29.90μmol/L,溶解无机氮(DIN)浓度为114.00~159.00μmol/L,活性磷酸盐(SRP)浓度为1.00~2.30μmol/L,硅酸盐(DSi)浓度为108.00~139.00μmol/L。长江口南支营养盐的浓度水平分别为,NO3-N浓度为117.80±8.60~151.20±5.20μmol/L,NO2-N浓度为0.80±0.20~3.90±1.90μmol/L,NH4-N浓度为0.30±0.40~25.90±6.90μmol/L,DIN浓度为119.00±9.00~166.00±16.00μmol/L,SRP浓度为1.30±0.20~2.50±0.20μmol/L,DSi浓度为107.00±9.00~132.00±11.00μmol/L。长江口北支营养盐的浓度水平分别为,NO3-N浓度为15.40~178.50μmol/L,NO2-N浓度为0.00~54.50μmol/L,NH4-N浓度为0.00~132.30μmol/L,DIN浓度为20.40~213.10μmol/L,SRP浓度为0.10~2.80μmol/L,DSi浓度为11.20~156.50μmol/L。   南支营养盐浓度和组分维持淡水端的特征,空间变化不大;北支营养盐浓度总体趋势是由西向东逐渐降低,但1月份,NH4-N浓度随盐度升高呈现先升高后降低的特征,在盐度为11时达到NH4-N最大值132.30μmol/L;4月份,NO2-N和NH4-N浓度随盐度升高呈现先升高后降低的特征,在盐度为20时NO2-N和NH4-N浓度达到最大值,分别为54.50μmol/L和52.50μmol/L。   南支NO3-N浓度4月最高,7月和1月次之,10月最低;NO2-N浓度4月最高,其它月份较低;NH4-N浓度1月最高,4月次之,7月和10月很低;DIN浓度则是4月最高,1月和7月次之,10月最低;SRP浓度4月最高,10月次之,1月和7月较低;DSi浓度7月和10月较高,1月次之,4月最低。北支盐度小于5时NO3-N浓度7月最高,4月次之,1月和10月较低;NO2-N浓度4月最高,其它月份很低;NH4-N浓度1月最高,4月次之,7月和10月很低;DIN浓度1月和4月较高,7月和10月相对较低;低盐区SRP浓度4月最高,10月和1月次之,7月最低;DSi浓度7月最高,10月和1月次之,4月最低。   与历史数据对比,发现1960~1980年NO3-N和SRP浓度缓慢升高,1980~2000年浓度升高较快,2000~2011年浓度保持相对稳定;对于DSi,1960~2011年浓度没有升高或者降低的趋势,在76.00~164.00μmol/L之间变化。   DIN和SRP入海通量的变化趋势与浓度的变化趋势基本一致,1960~2000年入海通量持续增加,2000~2011年DIN入海通量略微下降;1960~1978年SRP入海通量呈下降趋势,1978~2000年SRP入海通量快速升高,2000~2011年SRP入海通量较为稳定。1960~1979年DSi的入海通量呈下降趋势,之后开始升高,除1998和1999年DSi通量较高外,1981~2011年DSi入海通量均较为稳定。与黑潮相比,1960~1980年长江输入东海的DIN是黑潮输入东海的8.9%,1980~2000年为43.9%,2000~2011年为71.9%,2011年为62.0%;1960~1980年长江输入东海的SRP量为黑潮输入东海的1.1%,1980~2000年为1.8%,2000~2011年为11.3%,2011年为9.6%;1960~1980年长江输入东海的DSi量为黑潮输入东海的27.6%,1980~2000年为31.5%,2000~2011年为24.9%,2011年为27.7%。长江径流年输送的营养盐通量超过长江口营养盐输送的通量的95.0%,黄浦江输送和北支倒灌的营养盐通量不足5.0%。
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