周 敏，赵 辉,2

湛江湾秋季海表叶绿素a浓度时空分布特征及其与环境因子相关关系

周 敏1，赵 辉1,2

（1. 广东海洋大学化学与环境学院，广东 湛江 524088；2. 南方海洋科学与工程广东实验室，广东 湛江 524088）

【】研究湛江湾秋季海表叶绿素a（Chl-a）和营养盐浓度的时空分布特征，探讨湾内环境因子对海域浮游植物Chl-a调控机制。根据湛江湾2017―2019年秋季（11月）的3个航次现场调查资料，通过主成分多元线性回归分析和Pearson相关分析，结合湾南和湾北营养盐结构对海域浮游植物Chl-a浓度分布特征进行综合分析。空间上，秋季湛江湾表层Chl-a浓度大致呈湾北低、湾南高，湾内向湾外递减的趋势，营养盐浓度呈湾北向湾南、湾内向湾外递减的趋势。时间上，溶解无机氮（DIN）平均浓度逐年缓慢上升，PO4-P浓度呈逐年下降趋势，SiO3-Si和Chl-a走势相同均先增加后降低。营养结构分析表明，海湾浮游植物生长的限制情况2017年主要为氮限制，2018年湾口为氮限制、湾内为磷限制，2019年主要为磷限制，湾口尤其严重。湛江湾湾北海域受沿岸径流和近岸陆源污染的影响，营养盐浓度较高、Chl-a浓度较低；湾南海域受不规则半日潮影响显著，受到人类活动干扰较少，营养盐浓度相对较低、Chl-a浓度相对较高。

Chl-a；营养盐；相关关系；富营养化；湛江湾

水域生态系统中叶绿素a（Chl-a）的含量取决于浮游植物的数量，通常用Chl-a来评估藻类数量、生长和繁殖情况[1-2]。氮、磷、硅等营养盐缺乏会限制浮游生物的生长，而营养盐过剩会引起海洋的富营养化，导致赤潮的发生，给海洋渔业、海洋生态环境等造成极大危害[3]，所以水体中的叶绿素a和营养盐是反映水质现状和水体营养情况的重要指标，其时空分布变化能灵敏反映水域的健康状况。

湛江湾位于广东省雷州半岛东北侧与南海交汇处，西北近岸接湛江市，东北临南三岛，南靠东海岛的一个半封闭海湾。湛江湾属热带和亚热带季风气候，终年受海洋气候调节，水温垂直变化较小，没有明显跃层[4]，潮汐为不规则半日潮[5]，潮差较大。海湾通常是受人类活动影响最严重的区域，湛江港原是集商、军、渔港于一身的深水良港，但随着钢铁、石化、电厂等重工业和港口运输、海水养殖业的大力发展，海洋生态环境和生态健康状况令人堪忧[6]，海湾的生态服务价值大大降低。近年来，湛江湾的营养状态指数呈不断上升的趋势，海水富营养化严重，氮磷比失衡[7]。此前多位学者已对湛江湾水体变化情况做了大量研究，包括湛江湾水体营养盐的变化特征、水动力结构和特性、浮游植物多样性和赤潮生物种类、水体富营养化和陆源入海污染物情况等[8-13]，但对近年湛江湾水体环境的基础研究较少，鲜有根据环境条件不同而分海域讨论叶绿素对环境因子响应的差异。本研究利用湛江湾2017―2019年秋季现场调查资料，对湾南、湾北两个海域海域叶绿素a和营养盐的时空分布特征进行分析，并通过主成分线性回归方法建立Chl-a与环境因子的定量关系，探讨湛江湾湾南和湾北环境因子对Chl-a调控的差异，并对湛江湾南北海域潜在富营养化状况进行评价，以期为湛江湾环境保护和污染治理提供决策支持。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

本研究分别于2017年11月25―27日、2018年11月23―24日和2019年11月20日对湛江湾秋季水质进行现场调查。根据湾内自然环境特点，3个航次分别布设26、27和25个水质调查站位。样品采集和储运按照《海洋监测规范》（GB 17378.2-2007）[14]相关规定操作。由于调查区域大部分站位水深较浅，水体分层不明显，故仅对0.5 ～ 1.0 m表层水样进行分析采样研究。湛江湾地形及水深分布见图1。

1.2 分析测试方法

海水温度、盐度用sea-bird CTD直接导出、pH和透明度分别采用Orion3 star pH计和塞氏盘现场测定、溶解氧（DO）用碘量法实验室测量。化学参数根据《海洋监测规范》(GB 17378.4-2007)[15]在实验室测定，同时样品测试时采用内标法空白加标回收实验来保证测试结果的准确性。亚硝酸盐氮（NO2-N）采用盐酸萘乙二胺分光光度法、硝酸盐氮（NO3-N）采用锌镉还原法、铵氮（NH4-N）采用次溴酸盐氧化法，其中溶解无机氮（DIN）浓度为NO2-N、NO3-N和NH4-N测试结果之和。活性磷酸盐（PO4-P）采用磷钼蓝分光光度法、活性硅酸盐（SiO3-Si）采用硅钼黄法。Chl-a样品采集表层水样300 mL，用体积分数90%的丙酮溶液充分萃取后再用紫外-可见分光光度法测定。

1.3 数据统计分析方法

使用SPSS22.0软件（IBM，美国）进行数据统计与处理。运用Ocean Data View 2019软件对浮游植物叶绿素a和各环境因子进行空间内插法生成时空分布图。在SPSS中采用Pearson分析叶绿素a与各理化环境因子的相关性，利用主成分多元线性回归方法建立叶绿素a和环境因子的预测模型，显著性检验采用-检验。

2 结果与分析

2.1 湛江湾叶绿素a浓度时空分布特征

2017―2019年秋季湛江湾表层Chl-a的空间分布见图2。受气温、降水量、风速、日照时数、地形、水动力条件、营养条件和人类活动干扰等各方面共同影响，湛江湾表层Chl-a浓度分布呈明显的时间和空间差异性。图2显示，Chl-a浓度分布大致呈湾北低、湾南高，近岸低、离岸高的分布趋势。在湾南海域，2018年Chl-a浓度表现出随等深线由湾内向湾外递增的趋势，而2017和2019年空间分布趋势恰好与之相反。时间上，2017―2019年Chl-a浓度均值呈先增加后降低的趋势，历年Chl-a浓度均值分别为1.94、3.16、3.00 μg/L。秋季湛江湾表层Chl-a浓度最值情况，2017年Chl-a浓度最小值位于外湾口，最大值位于特呈岛和东头山岛之间海域；2018年Chl-a浓度最大值出现在外湾口处，2019年Chl-a浓度最大值位于东头山岛西侧海域，2018和2019年Chl-a浓度最小值均出现在湾北调顺港附近海域。

图2 2017―2019年秋季湛江湾表层叶绿素a浓度的空间变化

2.2 湛江湾环境因子时空分布特征

2.2.1 湛江湾水体水温、盐度、pH分布特征 2017―2019年秋季湛江湾水体水温、盐度、pH空间变化见图3—5。2017―2019年秋季湛江湾表层水体pH和水温均值呈先升高后降低的趋势，而海表盐度则相反，呈先降低后升高趋势。水温时空分布（图3）规律相似，均呈湾北向湾南、湾内向湾外递减的趋势，调顺电厂附近海域历年均是水温高值区。盐度时空分布（图4）表明，盐度大致呈块状分布，2017和2019年盐度分布大致呈现湾北较低、湾南较高，2018年南北海域可能混合作用较强使得盐度在整个海湾分布相对均匀。pH时空分布（图5）显示，2017和2018年湾内pH均表现出由湾北向湾南、湾内向湾外增大的趋势，而2019年则表现出相反的走势。

2.2.2 湛江湾水体透明度、溶解氧分布特征 2017―2019年三个航次的监测指标略不相同（图6），2017年监测溶解氧指标，2018和2019年监测水体透明度指标。秋季湛江湾溶解氧浓度大致块状分布，浓度值湾北较低、湾南较高。2019年水体透明度均值较2018年略有上升，增加约0.1 m。空间上，2018年透明度圆形低值区出现在湾南近湾口处，2019年的透明度空间分布差异较大，最大值在环特呈岛海域，最小值在东头山岛西侧。此外，东头山岛东西两侧各环境因子均表现出不同程度的差异性也值得关注。

图3 2017―2019年秋季湛江湾水体温度空间变化

图4 2017―2019年秋季湛江湾水体盐度空间变化

图5 2017―2019年秋季湛江湾水体pH空间变化

图6 湛江湾水体溶解氧和透明度的空间变化

2.2.3 湛江湾营养盐分布特征 由图7可见，2017―2019年秋季湛江湾DIN浓度呈逐年缓慢增加的趋势，PO4-P浓度逐年下降，SiO3-Si浓度呈先增加后降低的变化趋势。在空间分布上，历年DIN和PO4-P浓度最大值均出现在湾北调顺港附近海域，浓度最小值均出现在外湾口附近海域。SiO3-Si浓度在湾南和湾北海域浓度差异较小，大致均匀分布。东头山岛东西两侧营养盐也存在着明显的浓度差，且2017和2018年在东头山岛西侧分别出现PO4-P浓度最大值和最小值。近岸海域营养盐的时空分布受到多种因素的共同作用，包括大气沉降、上升流、涡动扩散、地表径流、反硝化和养殖活动等，这就决定了营养盐时空分布的复杂性[16]。湛江湾为湛江市所包围，除了接纳市区工农业和生活排污外，还有遂溪河、南桥河等沿岸径流将沿程地区的污染物带入海湾[17]，致使湛江湾营养盐的整体平面分布趋势表现为由湾北向湾南、湾内向湾外降低，近岸海域较高、离岸海域较低。

2.2.4 湛江湾氮磷硅物质的量比分布特征 Redfield等[18]和Brzezinski等[19]研究发现，浮游植物对N、P和Si的吸收是按照物质的量比16∶1∶16进行，如果水体中某种营养盐浓度高于或低于这一比值，这种元素就会对浮游植物的生长形成潜在的限制，但不同海域有可能会稍微偏离该比值。2017―2019年湛江湾不同海域氮磷硅物质的量比值见图8，其中，根据环境因子空间分布特点的差异将湾南海域分为外湾口、南部海域。

图8 2017―2019年湛江湾不同海域氮磷硅物质的量比

图8显示，湛江湾绝大部分海域硅氮物质的量比小于1∶1，表明湛江湾近岸海域氮磷等污染物输入较多，而硅的输入量远不及氮磷。2017年整个湛江湾海域氮磷物质的量比均小于10∶1；2018年湛江湾氮磷物质的量比空间分布部不均衡，湾北部和湾南部氮磷物质的量比大于16∶1，而外湾口海域氮磷物质的量比小于10∶1；2019年整个湛江湾海域氮磷物质的量比均超过Redfield比值，尤其外湾口海域氮磷物质的量比大于40∶1。营养结构分析表明，海湾浮游植物生长的限制情况2017年主要为氮限制，2018年湾口为氮限制、湾内为磷限制，2019年主要为磷限制，湾口尤其严重。可见，湛江湾氮磷物质的量比已严重失衡，该结果与程海鸥等[7]对湛江湾海水水质的研究结果一致。

2.3 叶绿素a浓度与环境因子的相关关系

本研究分南北海域对湛江湾2017―2019年秋季的主要环境因子与叶绿素a浓度进行相关分析（表1），初步表明，湛江湾2017年湾北海域Chl-a浓度与水温、SiO3-Si、PO4-P显著负相关，与pH显著正相关；湾南海域Chl-a浓度与SiO3-Si显著负相关。2018年湾北海域Chl-a浓度与PO4-P显著负相关，与pH、N∶P显著正相关；湾南海域Chl-a浓度与环境因子未表现出显著相关性。2019年湾北海域Chl-a浓度与透明度、水温呈显著负相关；湾南海域Chl-a浓度与水温、N∶P呈显著负相关，与PO4-P、透明度呈显著正相关。浮游植物的生长受到营养盐、光照、水温、海洋动力过程等环境因素的影响，湛江湾径流输入多、水动力情况复杂，在南北海域影响浮游植物生长繁殖的主导因素也不同[20]。

表1 2017―2019年秋季湛江湾Chl-a浓度与环境因子的相关性系数

注：*，在0.05水平（双侧）上显著相关；**，在0.01水平（双侧）上极显著相关。

2.4 叶绿素a浓度与环境因子的主成分多元线性回归分析

对2017―2019年秋季湛江湾湾南和湾北两个海域以Chl-a浓度为因变量，主成分上载荷较高的载荷因子为自变量进行主成分多元线性回归分析，由于海水浑浊度、悬浮物差别以及由生物因素影响海水的光学特性不同，故对于不同条件的海域有不同的关系式，线性回归方程、2、和见表2。图9为依据各模型测算出的Chl-a浓度预测值和实测值拟合图，整体拟合情况较良好，大致能预测Chl-a浓度和变化趋势。

表2 Chl-a浓度与环境因子的线性回归模型

注：1. *，在0.05 水平（双侧）上显著相关；**，在 0.01 水平（双侧）上显著相关。

2. 式中X，X，pH，Tm，P，Si，DIN分别代表盐度、水温、pH、透明度、活性磷酸盐、活性硅酸盐和溶解无机氮；代表叶绿素a浓度。

3 讨论

3.1 水温、盐度、pH、溶解氧与透明度对浮游植物Chl-a浓度的影响

在湛江湾湾北海域，2017年水温比2018、2019年明显偏低，水温平均低约3.7℃，而且调顺港附近高温水域面积较小，该现象可能与2017年受拉尼娜天气事件影响有关，气候变化对海湾水温影响较显著。在湾北调顺港附近海域有沿岸径流注入通常使得附近海域盐度偏低，但2018、2019年调顺港附近海区受厄尔尼诺气候及调顺电厂温排水影响水温相对较高使得海面蒸发量变大，导致该处盐度比2017偏高[21]。水温是水中溶解氧浓度变动主要的影响因素，温度越低水中溶解氧浓度越高[22]，这可能是2017年湾北海域溶解氧浓度比湾南海域偏低的重要原因之一，此外湾北海域狭窄、沿岸污染排放相对较多，经微生物分解会消耗大量溶解氧而造成湾北溶解氧浓度较低，该条件下会进一步限制此处浮游植物的生长和繁殖，这与湾北海域比湾南海域Chl-a浓度偏低相一致。虽然2019年在湾北海域pH值由湾北向湾南递减的分布趋势与2017、2018年相反，但这三年调顺港附近海域pH值均约为8.0左右，表明该处海域的结构相对较稳定，受外界条件影响不大。本研究发现，湾北海域pH比南部偏低，很可能是受人类活动干扰，有机污染物质排放较多。当浮游植物大量死亡后有氧分解会消耗水体中大量DO，同时产生CO2，导致水体酸化的发生[23]；有机物可在生物化学氧化过程中影响浮游植物的生长繁殖伴随着酸化的产生，导致pH降低[24]。本研究结果与上述情况一致。

在湾南海域，2018年水温明显高于2017、2019年，较高的水温有利于水中有机物向无机营养元素的转化，为藻类繁殖提供物质基础[25]，推测这是2018年湾南海域浮游植物Chl-a浓度相比2017、2019年高的原因之一。图5显示，2018年湾南海域海水pH值略高于2017和2019年。对比浮游植物Chl-a浓度可知，2018年浮游植物光合作用比较旺盛，吸收了更多CO2，促使水中HCO3-分解，OH-浓度增加，使得海水pH升高[24]。2018年湾南海域腹部靠近湾口处有一个透明度低值区，透明度受浮游植物浓度高低的影响，低透明度与高叶绿素a浓度相对应[26]。2018年东海岛以北近岸海域出现高温、低盐、高pH水体，推测是采样期间近岸钢铁厂废水处理排放后还未与周围海水进行充分混合。受外海冷海水混合作用的影响[4]，2017―2019年在外湾口海域均表现出较低的水温。同时，外湾口海域还具有较高的pH值，对比图6中的透明度空间变化，发现湾口海域透明度较高可能是由于光照条件充足浮游植物光合作用旺盛引起。东头山岛东西两侧海域在理化环境因子、营养盐和Chl-a浓度都存在明显差异性，根据调查发现该岛附近水深较浅（小于5 m），海流计监测显示海岛两侧流速和流向差异明显，说明海岛的存在能够减弱流速和水交换。同时，两侧水体的动力情况差异可能也会对水体两侧的物质交换造成差异，但由于海湾状况复杂和采样条件限制，海流计定点监测数据有限无法进一步证实该推测。陈达森等[27]模拟出欧拉余流场发现该岛东部存在顺时针运动涡旋、西部存在逆时针涡旋，推测这可能是导致东西侧海域各环境因子分布差异性的主要原因，多种因素综合作用最终造成Chl-a浓度在东头山岛两侧的明显差异。东头山岛东西两侧差异值得重点关注，后续拟针对该差异，组织湛江湾航次，并携带走航式ADCP对东头山岛东西两侧作进一步深入研究。

3.2 营养盐对浮游植物Chl-a浓度的影响

在湾北海域，湛江湾营养盐浓度最大值均出现在调顺港附近海域，受盐度影响，径流夹带的有机物容易和海域悬沙结合，这为微生物的分解提供了场所，随之向水体释放无机磷和无机氮，可能成为该处营养盐的主要贡献者[28]，加之该处处于城市排污口处，推测这可能是造成附近海域营养盐高浓度较高的主要原因。该海域虽是营养盐高浓度区，但叶绿素浓度在该处却极低，推测可能与悬沙有关，何文珊等[28]发现悬沙的一个作用是为生态系统提供营养，另一个生态效应就是消光作用，随着悬沙浓度增加，水域浊度也上升，两者对数正相关显著。湾北海域受冲淡水的泥沙影响，透明度在2.25 m以下，虽然沿岸径流携带了大量营养盐，但水体中也含有大量的泥沙，水体浊度增加，透光性下降，浮游植物光合作用得不到充足的太阳能而致使浮游植物生长受到限制，因此湛江湾浮游植物生物量的最高值并不是在营养盐浓度最高的湾北海域[29]。同时，经过调查发现，调顺电厂和滨湖入海排污口正位于此，废水处理后排放入海使附近水温升高，高浓度的污染物排放造成水中溶解氧含量降低，最终导致浮游植物的生长繁殖受到抑制，从而出现湾北海域高营养盐、低叶绿素的情况。

湾南海域离岸较远、沿岸径流少、受人类干扰小，营养盐浓度分布明显比湾北偏低。2018年营养盐在东头山岛东西两侧水域存在明显的浓度差，由于该岛东西两侧存在反向涡旋[27]，通过比对潮汐表大致判断采样时刻该处于落潮期，加之水深较浅，东头山岛东西两次水交换较弱和流速缓慢，降低了该岛东西两侧营养盐的输运和扩散，这种阻碍作用也能降低海底颗粒物的再悬浮，造成底层营养盐对上层水环境的补充减少[30]，这也是导致Chl-a浓度在该岛东西侧海域分布差异的原因。一般情况下，在湾口海域受外海水混合作用的影响，营养盐和Chl-a浓度会相对偏低，但2018年外湾口海域Chl-a浓度却明显高于2017、2019年，对比发现该处除SiO3-Si浓度较高外其他环境条件均无明显差别，说明在湾口附近海域SiO3-Si是影响浮游植物生长发育的重要因子。

3.3 氮磷硅比例对浮游植物生长的限制

浮游植物的生长和繁殖不仅与海水中营养盐浓度密切相关，营养盐之间的比例也是重要的影响因素[31]。根据Justić等[32]和Dortch等[33]提出的判定标准对湛江湾海域营养盐结构限制性情况进行初步判断，发现湾北海域2017年超过80%和2019年超过50%的调查站位出现Si限制，2018年在湾南部海域存在P限制，在外湾口海域N限制比较明显。造成湾北海域大面积Si限制的原因，首先可能是Si的陆源输入减少，其次是浮游植物的生长发育吸收引起[34]。正常情况下，浮游植物生长发育所吸收的Si待其死亡后绝大部分会分解沉降再次返回水体，但湛江湾平均水深较浅，平均不足10 m，初级生产者遗体还未来得及分解沉降到海底，生源硅即从水体中转移出去，这可能是造成湛江湾浮游植物Si限制的一个重要原因[34]。湾北海域由于陆源性径流输入的影响，营养盐浓度总体较高，历年DIN和PO4-P浓度对于浮游植物来说均属于富营养状况，由于营养盐比例的原因，推测湾北海域的营养盐限制只是一种潜在性[35]，只有适当补充使其接近浮游植物对于营养盐的吸收比例时，过剩营养盐的作用才能发挥出来。

从相关性分析来看，湾南海域2017年Chl-a与DIN呈正相关，说明2017年DIN是浮游植物生长的主要控制因素之一。2019年Chl-a与DIN负相关，与PO4-P正相关，说明浮游植物生长过程中氮过量、磷不足，PO4-P是湾南海域浮游植物生长增殖的主要限制因子。2018年湾南海域DIN较充足，对比该处浮游植物Chl-a浓度较高，推测该时期浮游植物正处于快速生长期，短期内消耗了海域大量营养盐，PO4-P被高度利用但短期得不到及时补给导致浮游植物的生长受到潜在性P限制[20]。

3.4 湛江湾Chl-a浓度与主要环境因子的相关关系

在湾北海域，Chl-a浓度与水温呈显著负相关关系，这与Kormas等[36]对地中海东部两者相关关系的研究结果一致，表明温度是制约浮游植物生长的因子[37]。张汉华等[11]鉴定湛江湾浮游植物绝对优势种是中肋骨条藻（），次优势种是奇异棍形藻（），两者均是硅藻，而硅藻的最适温度是（23.87 ± 0.56）℃[38]。2019年水温过高或2017年水温过低都会对浮游植物生长产生较大影响，该调查结果与章洁香等[39]对2009年湛江湾海域相关性研究结果一致。Chl-a与PO4-P呈显著负相关，可能采样期间该区浮游植物正开始处于快速增长期，水域藻类对PO4-P的需求明显[40]。Chl-a与SiO3-Si呈显著负相关，这主要是SiO3-Si浓度较低，基本不能满足浮游植物生长发育的需求，符合3.3节讨论中的大面积硅限制情况。Chl-a与透明度显著负相关，水体透明度能直接影响水体中浮游植物种类和数量[11]，此外透明度可直观反映水体中悬浮物数量，其与浮游植物生物量呈负相关[37]，2019年湾北海域低叶绿素a浓度与高透明度相对应。Chl-a与pH呈显著正相关，由于没有受到特殊酸性径流的影响，海水pH值的变化主要受浮游植物光合作用的影响，光合作用越强，浮游植物丰度越高，海水pH值就越高。Chl-a与氮磷比呈显著正相关，说明氮磷比是控制浮游植物生长发育的重要因素。

在湾南海域，Chl-a与PO4-P显著正相关，2019年PO4-P浓度相对较高，浮游植物处于生长繁殖的初始阶段，水体中的磷酸盐还未得到充分的消耗，该因子不是浮游植物生长繁殖的主要控制因素。Chl-a与透明度显著正相关，说明水体透明度直接影响水体透光性，进而对水体浮游植物光合作用强弱产生影响。Chl-a与氮磷比呈显著负相关，2019年氮磷比严重失衡（N∶P> 40∶1），营养盐的比例已经限制了浮游植物的生长发育。

4 结论

通过对湛江湾2017―2019年秋季三个航次的水体进行现场观测和采样，分析湛江湾Chl-a、营养盐和理化环境因子的时空分布特征及Chl-a与主要环境因子的相关关系，并评价了2017―2019年湛江湾水体的富营养化状态，得到如下结论：

1）秋季湛江湾表层Chl-a和营养盐具有明显的时空分布特征。空间上，湛江湾Chl-a空间分布大致呈湾北低、湾南高，近岸低、远岸高，湾内向湾外递减的趋势；营养盐大致呈湾北向湾南、湾内向湾外递减的趋势。时间上，2017―2019年Chl-a平均浓度呈先增加后降低趋势，SiO3-Si浓度也呈相同变化规律，DIN浓度呈逐年缓慢上升的态势，而PO4-P浓度则逐年下降。

2）湛江湾营养结构显示，湛江湾氮磷比已严重失衡。2017年整个海湾和2018年外湾口处浮游植物生长对于氮的响应优于磷盐，2018年湾内海域和2019年全部海域浮游植物生长对于磷的响应优于氮盐。2017―2019年湛江湾Chl-a与主要环境因子的相关关系发现，在湾北海域Chl-a与温度、SiO3-Si、PO4-P、透明度存在显著负相关关系，与pH显著正相关；湾南海域Chl-a与SiO3-Si呈显著负相关，与PO4-P呈显著正相关关系，该种关系同区域的位置、水体的来源等均有关。

[1] GIBSON G, CARLSON R, SIMPSON J, et al. Nutrient criteria technical guidance manual：Lakes and reservoirs（EPA-822-B-00-001）[M]. Washington DC: United States Environment Protection Agency, 2000.

[2] MCCARTHY M J, JAMES R T, CHEN Y W, et al. Nutrient ratios and phytoplankton community structure in the large, shallow, eutrophic, subtropical Lakes Okeechobee (Florida, USA) and Taihu (China)[J]. Limnology, 2009, 10(3): 215-227.

[3] BRICKER S B, FERREIRA J G, SIMAS T. An integrated methodology for assessment of estuarine trophic status[J]. Ecological Modelling, 2003, 169(1): 39-60.

[4] 蒋城飞, 付东洋, 李强, 等. 秋季湛江港和入海口温盐结构及生态特征[J]. 海洋学报, 2016, 38(11): 20-31.

[5] 李希彬, 孙晓燕, 宋军, 等. 湛江湾三维潮汐潮流数值模拟[J]. 海洋通报, 2011, 30(5): 509-517.

[6] 张才学, 龚玉艳, 孙省利. 湛江港湾潜在赤潮生物的时空分布及其影响因素[J]. 生态学杂志, 2012, 31(7): 1763-1770.

[7] 程海鸥, 马启敏, 杨锋. 湛江湾海水富营养化水平和浮游植物多样性分析[J]. 海洋湖沼通报, 2009(3): 121-126.

[8] 袁旗, 许振勇, 彭华强, 等. 湛江湾及其附近海域近5年海水中氮、磷变化趋势研究[J]. 绿色科技, 2016(24): 41-45.

[9] 孟亚飞, 陈法锦, 肖波, 等. 湛江湾区域氮收支估算[J]. 广东海洋大学学报, 2015, 35(1): 76-81.

[10] 余科平, 张琴. 湛江湾海砂开采对周边海域水动力特征的影响[J]. 人民珠江, 2017, 38(10): 65-71.

[11] 张汉华, 戴明. 湛江港海域浮游植物的生态特征[J]. 广东农业科学, 2011, 38(11): 10-13.

[12] 赵利容, 张际标, 孙省利. 湛江湾陆源入海排污口沉积物中PAHs的来源及环境意义[J]. 海洋环境科学, 2019, 38(3): 361-366.

[13] 张鹏, 魏良如, 赖进余, 等. 湛江湾夏季陆源入海氮磷污染物浓度、组成和通量[J]. 广东海洋大学学报, 2019, 39(4): 63-72.

[14] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 海洋监测规范第2部分: 数据处理与分析质量控制 GB 17378.2—2007[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

[15] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 海洋监测规范第4部分: 海水分析GB 17378.4—2007[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

[16] 徐淑敏, 齐占会, 史荣君, 等. 水产养殖对亚热带海湾氮磷营养盐时空分布的影响——以深澳湾为例[J]. 南方水产科学, 2019, 15(4): 29-38.

[17] 施玉珍, 赵利容, 柯盛, 等. 湛江湾海域营养盐的时空分布特征及潜在性富营养化研究[C]//热带海洋科学学术研讨会暨第八届广东海洋湖沼学会、第七届广东海洋学会会员代表大会论文集. 湛江, 2013: 395-401.

[18] REDFIELD A C, KETCHUM B H, RICHARDS F A. The influence of organisms on the composition of seawater[M]//HILL M N. The Sea. New York: Interscience, 1963: 26-77.

[19] BRZEZINSKI M A. The Si: c: n ratio of marine diatoms: interspecific variability and the effect of some environmental VARIABLES1[J]. Journal of Phycology, 2004, 21(3): 347-357.

[20] 施玉珍, 赵辉, 王喜达, 等. 珠江口海域营养盐和叶绿素a的时空分布特征[J]. 广东海洋大学学报, 2019, 39(1): 56-65.

[21] 俎婷婷. 北部湾环流及其机制的分析[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2005.

[22] 姜白杨. 河流型水库富营养化特征与趋势研究 : 以柳江柳州市区段为例[D]. 南宁: 广西大学, 2016.

[23] 赵紫涵, 宋贵生, 赵亮. 秦皇岛外海夏季溶解氧与pH的变化特征分析[J]. 海洋学报, 2020, 42(10): 144-154.

[24] 黄岁樑, 臧常娟, 杜胜蓝, 等. pH、溶解氧、叶绿素a之间相关性研究Ⅰ: 养殖水体[J]. 环境工程学报, 2011, 5(6): 1201-1208.

[25] 毕京博. 南太湖入湖口叶绿素a时空分布特征及其影响因子研究[D]. 杭州: 浙江工业大学, 2020.

[26] 贾振睿, 孙力平, 钟远, 等. 天津水上公园景观湖叶绿素a与水质因子的主成分线性多元回归分析[J]. 生态科学, 2015, 34(4): 125-130.

[27] 陈达森, 严金辉. 湛江湾海区流场特征及其对水环境的影响[J]. 科学技术与工程, 2006, 6(14): 2100-2103.

[28] 何文珊, 陆健健. 高浓度悬沙对长江河口水域初级生产力的影响[J]. 中国生态农业学报, 2001, 9(4): 24-27.

[29] 方涛. 光和营养盐现场耦合培养对长江河口浮游植物生长及营养盐吸收过程的影响[D]. 上海: 华东师范大学, 2005.

[30] 王晓宇. 波浪影响下的海底泥沙再悬浮研究[D]. 天津: 天津大学, 2009.

[31] 袁梁英. 南海北部营养盐结构特征[D]. 厦门大学, 2007.

[32] JUSTIĆ D, RABALAIS N N, TURNER R E. Stoichiometric nutrient balance and origin of coastal eutrophication[J]. Marine Pollution Bulletin, 1995, 30(1): 41-46.

[33] DORTCH Q, PACKARD T T. Differences in biomass structure between oligotrophic and eutrophic marine ecosystems[J]. Deep Sea Research Part A Oceanographic Research Papers, 1989, 36(2): 223-240.

[34] 李学刚, 宋金明, 袁华茂, 等. 胶州湾沉积物中高生源硅含量的发现——胶州湾浮游植物生长硅限制的证据[J]. 海洋与湖沼, 2005, 36(6): 572-579.

[35] 郭卫东, 章小明, 杨逸萍, 等. 中国近岸海域潜在性富营养化程度的评价[J]. 台湾海峡, 1998, 17(1): 64-70.

[36] KORMAS K A, GARAMETSI V, NICOLAIDOU A. Size-fractionated phytoplankton chlorophyll in an Eastern Mediterranean coastal system (Maliakos Gulf, Greece)[J]. Helgoland Marine Research, 2002, 56(2): 125-133.

[37] 王小平, 蔡文贵. 大鹏湾水域叶绿素a的分布及其影响因素[J]. 海洋通报, 1996, 15(3): 32-38.

[38] 杨庶. 长江口及邻近海域浮游植物生长温度效应研究——长江口及邻近海域浮游植物生物量和硅藻/甲藻比例年际变化的温度控制效应[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2013.

[39] 章洁香, 张瑜斌, 孙省利. 2009年湛江湾叶绿素a分布及其与主要环境因子的关系[J]. 海洋科学进展, 2012, 30(2): 236-243.

[40] 王键, 陈岚, 陈凯, 等. 2009年秋季闽江下游及闽江口水域叶绿素a含量的分布特征及其与环境因子的关系[J]. 台湾海峡, 2012, 31(3): 362-367.

Spatio-temporal Distribution of Chl-a Concentration in Sea Surface and Its Correlation with Environmental Factors of Zhanjiang Bay in Autumn

ZHOU Min1, ZHAO Hui1,2

（1.，,524088,; 2.,524088,）

【】To study the spatio-temporal distribution characteristics of concentration of chlorophyll a (Chl-a) and nutrients on the sea surface of Zhanjiang Bay in autumn, and explore the regulation mechanism of environmental factors on phytoplankton Chl-a in the Bay. 【】Based on the field survey data of three voyages in Zhanjiang Bay in the autumn of 2017-2019, the distribution characteristics of phytoplankton Chl-a were analyzed by principal component multiple linear regression analysis and Pearson correlation analysis combined with the nutrient structure in the south and north of the Bay. 【】Spatially, Chl-a on the surface layer of Zhanjiang Bay in autumn was lower in the north of the bay, higher in the south of the bay, and decreasing inside to outside the bay, while nutrients were decreasing from the north to the south and from inside to the outside of the bay. In terms of time, the average concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) increased slowly year by year, and the concentration of PO4-P decreased year by year, while SiO3-Si and Chl-a showed the same trend, both increased first and then decreased. The nutrient structure analysis of Zhanjiang Bay showed that the main limitation of phytoplankton growth was nitrogen in 2017, nitrogen restriction in the estuary and phosphorus restriction in the bay in 2018, and phosphorus restriction in 2019, especially in the estuary.【】The northern part of Zhanjiang Bay is mainly affected by coastal runoff and nearshore land-based pollution, with high nutrient concentration and low Chl-a concentration, while the south of Zhanjiang Bay was significantly affected by irregular semidiurnal tide, less disturbed by human activities, relatively lower nutrient concentration and relatively higher Chl-a concentration.

Chl-a; nutrient ; correlation; eutrophication; Zhanjiang Bay

P76

A

1673-9159（2021）06-0025-11

10.3969/j.issn.1673-9159.2021.06.004

周敏，赵辉. 湛江湾秋季海表叶绿素a浓度时空分布特征及其与环境因子相关关系[J]. 广东海洋大学学报，2021，41（6）：25-35.

2021-02-21

国家自然科学基金项目（42076162）；广东省自然科学基金项目（2020A1515010496）

周敏（1992―），女，硕士研究生，研究方向为海洋资源与环境。E-mail:gdouzm@163.com

赵辉（1978―），男，博士，教授，研究方向为海洋生态与环境研究。E-mail:huizhao1978@163.com