摘要
近岸海洋生态系统一直是全球海洋生态系统研究和关注的重点区域。近岸海域受到人类活动以及沿岸流等因素的影响，营养盐丰富、初级生产力水平高、生物种类繁多，食物网复杂，是生物圈、大气圈和水圈交汇频繁、活动最剧烈的海域。近年来随着沿岸城市规模的扩大与经济的快速发展，工业和生活废水的排放量大幅增加，加剧了沿岸水体富营养化，导致赤潮频发。海洋浮游植物作为海洋生产力的主要初级生产者，对海域内物质和能量的循环以及生态系统的总生物量起到关键作用。随着近海环境的不断变化，水体中海洋浮游植物的群落结构、生物量以及细胞内部微观适应机制等都在发生改变，这将对整个海洋生态系统产生深远的影响，也将影响沿岸城市居民生活水平和经济发展产生。因此，调查和研究近岸海域生态环境特征及其对初级生产力的影响对理解海洋生态系统运行机制、全球生物地球化学循环和气候变化等一系列重要的科学命题具有重要的科学意义。 近年来，受人类活动和气候变化的双重影响，渤海湾营养盐含量上升，海水富营养化状况加剧，海域生态环境发生剧烈变化。然而以往对渤海湾海域的调查和研究主要集中环境污染和海水质量等方面，而对该海区生态环境等对浮游植物初级生产力的影响关注相对较少。本研究针对此状况，于2016年初夏对渤海湾海域生态环境状况、浮游植物生物量和初级生产力进行了调查，同时测定相关水文化学生态参数，并选取典型站位利用13C同位素示踪法测定了海洋初级生产力。基于现场调查结果和实验室测试结果，本研究对海域内水文化学参数、叶绿素a与初级生产力之间关系进行了深入分析和探讨。结果表明： 1、在整个调查海域内受陆地径流和渤海冷流的影响，盐度呈现近岸低湾口高的特点，变化范围为27.19~32.31，平均为30.66±1.47。温度则呈现近岸和中部海域高、湾口低的特点，变化范围为13.18~25.47℃，平均为20.78±2.92℃。根据温盐的分布特征和点聚图特点，调查海域可大致分为：近岸高温低盐海区，中部高温高盐海区以及湾口的低温高盐海区。三个温盐水团都有其独特的生态环境和初级生产力分布特征。 2、在近岸低盐海区，生态环境特征受到陆源输入的影响明显，海水透明度低，但温盐条件均适宜浮游植物生长。水体中溶解无机氮(DissolvedInorganicNitrogen,DIN)含量为10.73±6.16μmol/L，其中超过二类海水水质标准的水样比例达到22.8%，达到三类海水水质标准的水样比例达到11.4%。磷酸盐浓度为0.10±0.05μmol/L，因DIN/P比值远超Redfield比值，推测可能存在磷酸盐潜在限制。活性硅酸盐平均含量为8.84±3.44μmol/L，对近岸硅藻的生长起到一定的促进作用。水体中叶绿素a平均含量为8.37±2.90mg/m3，其中超过10mg/m3水样占总水样的26.8%，有可能存在藻华现象，存在赤潮爆发的潜在风险。近岸低盐海水中浮游植物现存量大，水体的初级生产力较高，平均值达到253.34±235.19mgC/(m3·d)，其区域分布特征主要受到叶绿素a和活性磷酸盐的影响。水柱初级生产力平均值为204.21±157.69mgC/(m2·d)，其海域内分布特征则主要受到浮游植物生物量的影响。 3、在中部高温高盐海区，生态环境受陆地径流和渤海冷流影响小，海水温度和盐度较高、透明度深、光照条件好，适宜浮游植物的生长。该海区DIN平均浓度为10.74±6.25μmol/L。活性磷酸盐平均浓度为0.02±0.02μmol/L，其中表层海水中活性磷酸盐含量低于限制浮游植物生长最低阈值（30nM）的站位有30个，占整个调查海域所有站位的34.5%，营养盐结构分析表明，该海区内所有水样均存在磷酸盐潜在限制。叶绿素a的平均含量为4.85±2.24mg/m3，水体初级生产力为131.18±58.93mgC/(m3·d)，叶绿素a和初级生产力均低于近岸低盐海区，水体初级生产力主要受到磷酸盐限制的影响。水柱初级生产力平均值为313.48±128.55mgC/(m2·d)，该海区内叶绿素a远低于近岸低盐海区，但是海水温度高、透明度较高，适宜光合作用，因此其水柱初级生产力高于近岸和湾口海区。 4、湾口低温高盐海区受到渤海湾闭合环流和渤海冷流的影响，较高的海水透明度说明光照条件较好，但海水温度较低，可能不利于浮游植物的生长。海水DIN平均浓度为2.02±2.38μmol/L，远低于近岸和中部海区，其中DIN组分中硝酸盐的比例较低，该海区内DIN含量低于浮游植物生长最低阈值的水样占总水样的69%，在表层海水中有48%的水样DIN含量低于限制浮游植物生长的最低阈值(1μmol/L)。受到渤海冷流输入和海流交汇的影响，磷酸盐平均浓度达0.12±0.09μmol/L，高于近岸和中部高温海区，其中表层海水中，浮游植物生长可能存在磷酸盐的潜在限制水样占所有水样的20%。此海区内叶绿素a的含量与近岸和中部海域相比，浓度较低且变化范围小(2.24±0.44mg/m3)，类似的，水体初级生产力也较低(92.18±31.70mgC/(m3·d))。虽然此海区内浮游植物的生物量较小，但海水透明度较好、真光层较深，因此计算所得水柱初级生产力反而高于近岸高浮游植物现存量的低盐海区，平均值为213.06±63.06mgC/(m2·d)。
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