长江口水域营养盐时空分布及其迁移过程

牟京龙 , 张珊珊 梁 翠 线薇微 , 沈志良

(1. 中国科学院 海洋研究所 海洋生态与环境科学重点实验室, 山东 青岛 266071; 2. 青岛海洋科学与技术国家实验室 海洋生态与环境科学功能实验室, 山东 青岛 266071; 3. 中国科学院大学, 北京 100049)

海洋的氮、磷和硅是海洋生态系统中最重要的生源要素, 也是浮游植物的重要组成元素, 控制着海洋的初级生产力。近几十年来, 受人类活动的影响, 全球尺度上河流释放的氮磷通量明显增加, 许多沿岸水域营养物质过多, 从而导致有害赤潮爆发、水体缺氧等水体富营养化现象[1-2], 严重威胁到了水体生物的生存以及生态环境健康[3]。长江是中国最大的河流, 世界第三大河流, 其每年向长江口输送大量的淡水, 泥沙及营养物质, 其中包括营养盐。一方面, 长江口高通量的营养盐输入导致高水平的初级生产力, 支撑了周边舟山渔场和吕泗渔场的渔业资源生产[4]; 另一方面, 长江口逐年递增的营养盐输入, 尤其是氮和磷营养盐[5-6], 导致水体富营养化而危害水体健康[7-8]。所以研究长江口水域营养盐的时空分布特征对了解生态环境具有重要的意义。

关于长江口及其近海域水体中营养盐的时空分布已有较多研究, 多项研究指出近几十年长江口及其邻近海域中溶解无机氮(DIN)和磷酸盐呈明显增高的趋势[9-11], Chai等[12]指出在三峡大坝修建完成前后(2002~2006年), 长江口水域DIN、溶解无机磷和总氮明显升高, 而溶解硅浓度变化不明显。在影响因素方面, 王保栋等[13]指出受到夏季长江冲淡水东北转向的影响, 营养盐在口门东北部有一高值水舌扩展; Pei等[14]发现溶解无机磷在相当程度上受悬浮体和沉积物缓冲作用的影响;Wang等[15]还发现富含磷酸盐的黑潮近岸分支侵入长江口水域, 从而补充高浓度的磷酸盐; 此外, Liu等[16]的研究表明溶解无机盐受到长江冲淡水扩展、近海海水和生物活动的影响, 其自海岸到近海逐渐减少, 而春、夏季营养盐垂直方向上的分层现象可归因于水文因素。

虽然许多学者对长江口水域的营养盐进行大量研究, 但关于其迁移过程的季节特征研究相对较少, 本文通过长江口水域2014年4个季节航次的调查数据, 讨论了其时空分布特征, 以及通过引入理论稀释线来研究营养盐在河口迁移过程中的受控因素, 本文提供较新的研究资料, 记录并分析这一关键区域营养盐的变化特征及其影响因素, 为更好的保护长江口生态环境提供科学依据。

1 材料和方法

2014年2月、5月、8月和11月完成长江口水域4个季节航次的现场调查, 调查区域(30°45′N~ 32°N、121°E~123°20′E)内设置6个横向断面, 共计39个调查站位(图1)。调查内容主要包括五项营养盐: 硝酸盐(NO3-N)、亚硝酸盐(NO2-N)、铵盐(NH4-N)、磷酸盐(PO4-P)和硅酸盐(SiO3-Si), 以及温度、盐度、溶解氧(DO)、悬浮颗粒物(SPM)和叶绿素a等环境因子。使用Niskin采水器分别采取表层、5、10、20、30 m及底层水样, 样品采集的同时使用CTD(温盐深仪, 型号SBE-25)测定各站海水温度及盐度的垂直剖面, DO数据采用碘量法现场滴定测得, 营养盐样品用Whatman GF/F膜(于450℃高温下处理6 h)现场过滤, 并将滤液储于聚乙烯瓶(预先在0.1 mol HCl溶液浸泡24 h, 洗净烘干)中, 立即置于–20℃冰箱内冷冻保存, 滤膜用于测定叶绿素a及悬浮颗粒物(SPM)。SPM用重量法测定, 叶绿素a用丙酮萃取荧光法测定。NO3-N采用镉-铜还原法、NO2-N采用重氮-偶氮法、NH4-N采用水杨酸钠法、PO4-P采用磷钼蓝法、SiO3-Si采用硅钼蓝法测定, 各项营养盐用德国产QuAAtro营养盐连续流动分析仪测定。调查站位图 和营养盐等值线分布图采用 Golden Software Surfer 12.0软件绘制; 散点图采用Excel 2016 散点图图表进行绘制。

2 结果与讨论

2.1 营养盐平面分布

表1列出了长江口水域营养盐的平均浓度及其变化范围, 口门内NO3-N的平均浓度在春季较高, 夏季和冬季较低, 口门外NO3-N的平均浓度同样在春季较高, 冬季较低, 且春季NO3-N平均浓度的变化范围较大。口门内NO2-N和NH4-N的平均浓度在冬季较高, 而口门内较低的平均浓度分别出现在秋季和夏季, 口门外NO2-N的平均浓度在夏季较高, 且底层高于表层, 冬季NO2-N的平均浓度较低, 表、底层平均浓度相差不大。口门外较高与较低NH4-N的平均浓度分别出现在冬季与夏季, 这与NO2-N相反。口门内PO4-P的平均浓度在春、夏季节较低, 在秋、冬季较高, 口门外PO4-P的平均浓度在秋季较高, 夏季较低。口门内SiO3-Si的平均浓度在秋季较高, 冬季较低, 口门外SiO3-Si的平均浓度在同样在秋季较高, 变化范围也较大, 在冬季的平均浓度较低, 变化范围也较小。在口门外四季表层NO3-N、NH4-N、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度均高于底层。

2.1.1 溶解无机氮

NO3-N在长江口水域的平面分布的基本特征呈西高东低, 河口及其附近浓度高, 向外海浓度逐渐降低, 与盐度向外海递增的趋势相反。春季长江由枯水期转向丰水期, 长江径流量逐渐增加, 图2可见, 表层盐度小于31的长江冲淡水覆盖大部分的调查水域, 一般认为盐度为31的等盐线为长江冲淡水的外缘边界[17], 春季表层NO3-N浓度为 60 µmol/L的等值线明显向东北方向扩展, 大部分水域表层NO3-N浓度高于10 µmol/L。夏季长江径流量最大, 长江冲淡水覆盖整个调查水域, 且表层盐度在122°30′E以东水域有明显的盐度锋向调查水域的东北方向延伸, 这与多项研究指出的长江冲淡水主体在夏季半年转向东北方向的结论相一致[13,18], NO3-N自口门外向东南方向扩展后, 在盐度转向的位置NO3-N等值线向东北方向扩展, 夏季表层NO3-N的浓度明显低于春季, 相同浓度的NO3-N等值线比春季偏向西, 例如春季40 µmol/L的NO3-N最远扩展到123°E, 而夏季则最远扩展到122°35′E附近, 这与上述的春季口 门内的NO3-N浓度较高, 而夏季较低有关。秋季随着长江由丰水期转向枯水期, 长江径流量减少, 外海水入侵调查水域东北部, 长江冲淡水扩展范围缩小, 表层NO3-N的平面分布与表层盐度的平面分布趋势十分相似。冬季长江径流量最小, 随着外海水的侵入, 长江冲淡水的覆盖范围也达四季最低, 仅覆盖122°40′E以西水域, 盐度自河口向东南方向扩展, 表层NO3-N同时向东南方向递减, 40 µmol/L的NO3-N向西退缩到122°E附近。底层NO3-N分布趋势与表层相似, 但表层NO3-N浓度高于底层, 且相应表层NO3-N相同浓度的等值线比底层向东扩展得更远。

表1 长江口营养盐浓度(µmol/L) Tab. 1 Concentrations of nutrients in the Yangtze River Estuary (µmol/L)

图2 长江口水域盐度和五项营养盐的平面分布(实线代表表层; 虚线代表底层) Fig. 2 The horizontal distribution of salinity and nutrients in the Yangtze River Estuary (The solid line represents the surface layer and the dotted line represents the bottom layer)

NO2-N是无机氮三态转化的中间产物, 既可以通过NO3-N的还原, 也可以通过NH4-N的氧化产生, 在长江口水域的平面分布较为复杂。图2可见, 春季表层NO2-N在调查水域呈东西部较高、中部较低的分布特征, NO2-N自口门外向东浓度降低, 在调查水域中部出现浓度低值区, 16和17号站表层NO2-N浓度低至0.09 µmol/L, 向东NO2-N浓度升高, 在东北部8号站位和南部32号站位高值浓度分别达0.65 µmol/L和0.62 µmol/L, 底层NO2-N的分布同表层相似, 浓度高值区分别在口门附近和调查水域的东北部及南部。夏季表层NO2-N的高值区出现在调查水域的中部, 平面分布特征呈中部高、东西部低, 6号站表层NO2-N浓度为0.6 µmol/L, 夏季底层NO2-N在调查水域北部出现高值区, 2号站浓度高达2.2 µmol/L, 口门外底层NO2-N的平均浓度高于表层(表1), 这可能因为夏季表层初级生产较高, 向底层输送相对较多的有机质, 底层有机质分解产生NO2-N和NH4-N夏季水温较高, 有利于NH4-N的硝化产生NO2-N和NO3-N积累在底层[19-20]。秋季表层NO2-N在调查水域呈东高西低的分布特征, 表层NO2-N的高值区出现在调查水域的东南部, 34号站浓度为0.7µmol/L, 这可能与夏季底层有机质分解产生NO2-N, 并在秋季随着逐渐加强的垂直混合作用带至表层有关[21]。底层NO2-N的分布特征与表层相似, 呈东高西低, 东部有两个浓度高值区。冬季表层NO2-N呈西高东低的分布特征, 自口门向外海浓度逐渐降低, 底层NO2-N的平面分布特征与表层相似。

图2可见, 春季表层NH4-N在调查水域的东南部出现浓度高于3 µmol/L的高值区, 并向西北方向延伸至调查水域中部, 19号站最高浓度达4.07 µmol/L。夏季表层NH4-N在调查水域东部19号站出现最高浓度为3.67µmol/L的高值区, 浓度向东逐渐减小。秋季表层NH4-N最高值出现在调查水域的西南部, 28号调查站位NH4-N高达4.87µmol/L, 且高浓度区向东北方向延伸至调查水域中部。冬季NH4-N在口门内的平均浓度较其他季节高出一个数量级(表1), 推测这可能与冬季较小的径流量和较弱的硝化作用有关, 其在口门外的平面分布呈西高东低, 其浓度在122°30′E以西的水域基本高于2 µmol/L。NH4-N底层的平面分布如下, 春季底层NH4-N在调查水域东北部13和14号站出现高值浓度分别为3.18 µmol/L和3.12 µmol/L的高值区, 夏季底层NH4-N在调查水域的东北部的2和6号站位出现高值浓度分别为3.03 µmol/L和3.24 µmol/L的高值区, 秋、冬季底层NH4-N同表层的平面分布相似, 基本呈西高东低的分布特征。

2.1.2 溶解硅

图2可见, SiO3-Si在调查水域的平面分布呈西高东低, 春季和夏季SiO3-Si自河口向东扩展后转向东北方向, 随长江冲淡水的季节变化, 表层较高浓度SiO3-Si在调查水域的覆盖范围随之变化, 春季和夏季浓度大于10 µmol/L的SiO3-Si覆盖123°E以西的水域。秋季长江冲淡水向东扩展, 盐度大于32的外海水侵入调查水域东北部, 导致SiO3-Si的浓度低于10 µmol/L, 低值区向西延伸至122°40′E附近, 除调查水域东北部以外, 表层SiO3-Si均高于20 µmol/L, 由此可见, 秋季SiO3-Si在调查水域浓度较高, 秋季SiO3-Si的平均浓度达全年最高(表1), 表层平均浓度为50.23 µmol/L, 相同浓度等值线较其他季节向东延伸得更远, 例如秋季表层SiO3-Si为40 µmol/L等值线最远扩展到123°E附近, 而春、夏和冬季分别最远扩展到122°40′E、122°45′E和122°10′E附近。冬季SiO3-Si在口门外较低的浓度以及长江冲淡水覆盖范围的缩小, 相同浓度的SiO3-Si等值线向西退缩, 40 µmol/L的SiO3-Si等值线最远扩展到122°10′E, 相较其他季节更贴近近岸。底层SiO3-Si分布特征与表层相似, 河口及其附近浓度高, 向东逐渐减小, 底层的浓度低于表层, 且底层相同浓度的等值线比表层更贴近近岸, 例如春季表层SiO3-Si为40 µmol/L等值线最远扩展到122°40′E附近, 而底层最远扩展到122°20′E附近。

2.1.3 溶解无机磷

长江口水域PO4-P的平面分布除了受到长江陆源输入外, 还受到悬浮颗粒物质的补充, 底层的分布可能受到有机质分解产生以及外部水团的影响。图3可见, 表层PO4-P在河口及其附近高, 向东逐级递减。春季PO4-P在最大浑浊带水域22号站出现浓度高值为1.34 µmol/L, 高于口门内的平均浓度1.12 µmol/L, 这种高浓度的PO4-P浓度可能与悬浮体释放磷有关[14]。春季和夏季受长江冲淡水主体转向东北方向的影响, PO4-P相应转向东北方向, 春季PO4-P为0.2 µmol/L的等值线向东扩展到123°E附近, 夏季由于长江口水域PO4-P的浓度较低, PO4-P为0.2 µmol/L的等值线退缩到122°40′E附近。秋季在调查水域PO4-P的浓度达全年最高值, 长江冲淡水向东扩展, 大部分水域PO4-P浓度高于0.3 µmol/L, 低于0.3 µmol/L仅出现在调查水域的东北部。冬季表层PO4-P浓度分布均匀, 自西向东浓度逐渐降低, 底层PO4-P的分布趋势与表层相似, 且浓度低于表层。在122°30′E以东水域, 夏季底层PO4-P浓度高于表层, 这可能与夏季底层生物分解有机质导致PO4-P积累, 以及上升 流区域(31°N~32°N, 122°20′E~123°10′E)台湾暖流对PO4-P的补充有关, 已有研究指出富含磷酸盐的黑潮近岸分支水入侵东海陆架, 并认为是PO4-P的一个重要来源[22-23]。

图3 长江口水域31°N断面盐度(S)、温度(T)与DO的垂直分布 Fig. 3 The vertical distribution of salinity, temperature (℃), and DO (mg/L) along Transects 31°N in the Changjiang River Estuary

2.2 营养盐的断面分布

2.2.1 31°N断面的水文特征

为了研究营养盐的时空分布, 补充营养盐在平面分布上观测的不足, 作者选取了咸淡水混合较好的典型横向31°N断面 (包括21~27站位), 以观测营养盐在垂直方向上的分布特征。通过图3观测到31°N 断面盐度、温度和DO的垂直剖面, 在水深大于10 m, 即122°20′E以东的水域, 盐度开始出现从表层到底层递增的分层现象, 这主要受长江冲淡水在垂直方向上的扩展势力减弱, 高盐海水从底层楔入影响, 这种盐度分层现象在春季和秋季尤为明显; 夏季, 长江径流量最大, 盐度为31的长江冲淡水前沿达到水深40 m, 在水深大于20 m, 即122°40′E以东的水域, 盐度开始出现分层现象, 而在122°40′E以西的水域盐度垂直分布相较均匀, 且观测到26和27号站位的底层盐度大于34; 冬季水体垂直混合较好, 盐度垂直分布相较均匀。春、夏和秋季在122°20′E以东的水域, 温度出现明显的分层现象, 夏季温度跃层最为明显, 表层到底层温度逐级递减, 底层小于20℃的等温线涌升至水深30 m处, 而冬季温度垂直分布相较均匀。夏、秋季分别在调查水域122°30′E和122°45′E以东的底层观测到DO小于5 mg/L的低氧区, 夏季31°N 断面26号站位底层DO最低值为2.48 mg/L , 且4 mg/L的DO从底层沿坡爬升至10 m; 秋季在27号站位观测到DO最低值为2.64 mg/L。

2.2.2 溶解无机氮

NO3-N在31°N断面垂直分布的总体趋势: 随着水深增加浓度逐级递减。在长江冲淡水主要控制的浅水水域, NO3-N的垂直分布较为均匀。随着长江冲淡水的减弱, 外海水的侵入, 从水深大于10 m的水域开始出现水体较弱的分层现象, 有研究指出长江冲淡水主要控制10 m以上的浅水水域[15], 而营养盐的垂直分层现象, 这是随长江冲淡水扩展产生的温盐跃层, 水体明显层化所致[24]。由于春季NO3-N在口门内有较高浓度(表1), 以及较大的长江径流量, 较高浓度NO3-N在31°N 断面的扩展范围也较大, 例如NO3-N为40 µmol/L的等值线垂直方向上最深扩展到10 m附近, 水平方向上最远扩展到122°48′E附近, 而夏、秋、冬季在垂直和水平方向的扩展分别为4 m、122°14′E; 8 m、122°16′E和1 m、122°02′E附近。冬季水体垂直混合均匀, NO3-N自西向东逐渐降低, 垂直分布也相较均匀, 这与上述观测到表、底层NO3-N的平面分布相一致。

春季NO2-N在122°20′E以东水域, 27号站表层NO2-N高达0.54 µmol/L, 表层向底层垂直分层, 浓度逐级递减, 且变化较大。夏季NO2-N在122°20′E附近出现浓度高值中心, 23号站5 m层浓度高值达0.61 µmol/L, 这与上述其在调查水域中部出现浓度高值区的结果一致, 通过断面分布观测其浓度在122°40′分以东垂直分布均匀。秋季与春季相似, NO2-N在浅水水域自西向东逐渐减小, 东部27号站表层NO2-N高达0.55µmol/L, 表层向底层浓度逐渐减小。冬季NO2-N在31°N 断面总体趋势自西向东浓度逐渐减小, 垂直分布相较均匀, 这与冬季水体垂直混合密切相关[25], 在122°40′E附近水域10m层出现相对高值区。

春季NH4-N在31°N 断面123°E附近水域26号站表层和10 m层分别出现浓度为3.65 µmol/L和3.50 µmol/L的高值中心, 这与平面分布中表层NH4-N东南部的高值区对应。而在122°40′E附近水域25号站底层浓度为1.61 µmol/L的低值中心。夏季NH4-N在122°20′E附近出现浓度高值中心, 23号站5 m层浓度高值达2.05 µmol/L, 东部27号站位于上述平面分布中的东部浓度高值区, 在垂直方向上由表层向底层浓度逐渐减小。秋季NH4-N在31°N 断面122°20′E附近水域23号站表层出现3.59 µmol/L的浓度高值中心, 向底层浓度逐渐减小。122°40′E以东水域, NH4-N浓度呈西高东低, 浓度垂直变化较小。冬季水体垂直混合较为均匀, NH4-N浓度自西向东逐渐减小, 垂直梯度浓度变化较小。

2.2.3 溶解硅

SiO3-Si在31°N 断面的分布与NO3-N十分相似, 秋季口门内SiO3-Si的浓度达四季最高(表1), 意味着秋季长江陆源输入较高浓度的SiO3-Si, 相应在31°N 断面较高浓度的SiO3-Si扩展的范围也较大, 例如秋季SiO3-Si为40 µmol/L的等值线在水平方向上最远扩展到123°05′E附近, 垂直方向上最远扩展到水深20 m附近, 而春、夏和冬季在水平和垂直方向上分别最远扩展到122°36′E、10 m; 122°20′E、10 m和122°04′E、3 m附近。从SiO3-Si表、底层平面分布中难以发现夏季123°E以东水域表层SiO3-Si浓度低于底层, 图3可见15 µmol/L的SiO3-Si从底层涌升至30 m, 这可能与底层硅质介壳溶解再生有关[26]。冬季受到水体垂直混合均匀的影响, SiO3-Si自西向东逐渐降低, 且垂直分布也相较均匀, 这与上述观测到表、底层SiO3-Si的平面分布相一致。

2.2.4 溶解无机磷

图4可见春季PO4-P在123°E以东水域表层浓度较低, 这是由于表层较高的初级生产力, 26和27号站位表层叶绿素a的浓度分别为3.54 µg/L和2.37 µg/L, PO4-P从表层到底层呈先增加后减小, 这可能与长江冲淡水的扩展和生物吸收作用有关。夏季PO4-P在123°E以东水域表层低于底层, 这与上述平面分布中观测到在122°30′以东水域底层浓度高于表层的结果相一致, 断面分布可见较高浓度的PO4-P向上涌升, 0.3 µmol/L的等值线抬升至水深30 m。通过31°N断面的水文特征, 观测到在该水域底层水体具有高盐(S>34)、低温(T<20)和低DO的特征, 由此推测高浓度的PO4-P可能与黑潮近岸分支的侵入有关。此外, 断面观测到的低氧现象不仅受到水文、地形等因素影响, 而且会随着有机物质的局部降解过程而加剧[24]。秋季口门内PO4-P平均浓度最高, 高浓度PO4-P在31°N断面扩展范围更大, 如0.6 µmol/L的等值线扩展到123°20′E附近和水深50 m, 春季和夏季PO4-P为0.6 µmol/L的等值线分别扩展到123°30′E、10 m和122°15′E、5 m附近, 而冬季0.6 µmol/L的PO4-P仅扩展到口门附近的表层。冬季PO4-P在122°20′E附近水域表层浓度低于底层, 通过22号站表层较高叶绿素a的浓度为0.61 µg/L, 以及浓度较低的PO4-P, 推测这可能是生物吸收所致。而其在122°40′E附近水域出现浓度低值中心, 底层PO4-P浓度为0.15 µmol/L。

图4 营养盐在长江口水域31°N断面的垂直分布 Fig. 4 The vertical distribution of nutrients along Transect 31°N in the Changjiang River Estuary

2.3 营养盐在河口的迁移过程

营养盐在河口的迁移过程往往受河口咸淡水混合而呈相对保守性分布[27-28], 而在生产力水平较高的水域, 生物的吸收作用往往导致营养盐呈非保守性分布。通过分析五项营养盐的时空分布, 发现NO3-N、SiO3-Si和PO4-P在河口向外海迁移的过程中, 其浓度逐渐降低, 尤其在表层这种分布规律更加明显, 这主要是由于来自长江陆源输入的高浓度营养盐, 随长江冲淡水扩展, 进而被外海水稀释形成营养盐的浓度梯度。本文利用盐度这一保守性指标引入理论稀释线(Theoretical Diluted Line, TDL), 通过简单的两端元混合模型[29]来研究NO3-N、SiO3-Si和PO4-P在河口水域的保守与非保守行为。咸淡水端元分别选取盐度大于32和盐度小于1的站位(8月份表层盐度均小于31, 因此咸水端元采取盐度大于30的站位), 并取各个站位盐度及营养盐浓度的均值。

春、夏季长江口水域浮游植物量较高, 浮游植物的吸收作用往往造成表层营养盐的移出。图5可见, 相较于秋、冬季, 春、夏季表层NO3-N、PO4-P和SiO3-Si相对于理论稀释线分布更为分散, 有较多的散点位于理论稀释线下方, 这表明NO3-N、PO4-P和SiO3-Si的浓度相对于咸淡水混合的理论浓度偏低, 这可能是生物吸收所导致。有研究指出盐度在25~31范围内, 光照与营养盐取得最佳权衡, 初级生产力较高[30], 调查年份春、夏季盐度在25~31范围内叶绿素a较高, 其平均浓度和范围分别为2.34 µmol/L ; 1.46~3.23 µmol/L和0.85 µmol/L; 0.51~1.19 µmol/L, 因此推测春、夏季表层NO3-N、PO4-P和SiO3-Si在盐度在25~31之间的数据点相对较大的偏移程度与浮游植物的吸收作用密切相关。对于PO4-P来说, 春、夏和秋季都有较多的数据点位于理论稀释线之上, 这说明表层PO4-P可能存在其他来源的补充, 在上述春季表层PO4-P的平面分布中, 发现其在最大浑浊带水域22号站出现浓度高值中心(图2), 许多研究证明PO4-P与颗粒物质之间的相互作用是河口水域的关键过程之一[31-32], 当水体中的PO4-P高于平衡浓度时, PO4-P被吸附, 随着咸淡水的混合在PO4-P含量相对较低的水域, 悬浮体中颗粒态无机磷能够释放PO4-P, 而这一过程是PO4-P重要的来源, 由此推测PO4-P相对于理论稀释浓度有较高的偏移是因为SPM的释放。

3 结论

(1) NO3-N、SiO3-Si和PO4-P在长江口水域的时空分布主要受长江陆源输入的影响, 并随长江冲淡水扩展范围的季节变化而变化。除冬季外, 在122°20′E以东, 主要受到温盐跃层的影响, 水体层化, 其在该断面出现明显的分层现象, 冬季水体垂直混合均匀, 其垂直分布较为均匀。

(2) 春季长江陆源输入较高浓度的 NO3-N, 40 µmol/L的NO3-N随长江冲淡水向东北方向最远扩展到123°E, 垂直方向上扩展至水深10 m, 而秋季长江陆源输入较高浓度的SiO3-Si和PO4-P, 其浓度分别为40 µmol/L和0.6 µmol/L的等值线分别向东最远扩展到123°E、123°20′E和水深20 m、50 m。

图5 长江口水域表层盐度和营养盐的关系图 Fig. 5 The relationship of salinity and nutrients in the Changjiang River Estuary

(3) NO2-N和NH4-N在长江口水域受到生物吸收、硝化作用等因素影响, 其分布较为复杂, 春、夏和秋季分别在不同水域和深度出现浓度高值, 冬季其平面分布自西向东浓度逐渐减小, 垂直也相较均匀。

(4) 通过引入理论稀释线初步探究了表层NO3- N、SiO3-Si和PO4-P迁移过程中的分布行为, 结合叶绿素a的数据表明: 春、夏季营养盐浓度低于理论稀释浓度可能是由于生物吸收所致; 通过分析表明最大浑浊带水域PO4-P与SPM呈显著的正相关, 因此推测PO4-P高于理论稀释浓度可能是因为悬浮颗粒物的释放。