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1、夏季大连湾溶解氧分布变化特征及其与营养盐的关系吴金浩;王年斌;张玉凤;李爱【摘 要】根据2006年7月大连湾海域溶解氧的实测数据及相关同步调查资料,对 溶解氧含量分布、周日变化及其与营养盐的关系进行了分析.结果表明:夏季大连湾 表底层溶解氧平面分布趋势一致,均表现为湾里和近岸低,且自湾里向湾口外逐渐增 大的趋势,潮流场的分布是这一分布趋势形成的关键原因所在.夏季大连湾表底层溶 解氧周日变化影响因素各不相同,表层溶解氧白天受浮游植物影响显著,夜晚表现出 一定潮汐性,而底层溶解氧周日变化趋势与盐度相一致,但时间滞后,呈现出较显著的 潮汐性该海域营养盐的再生与溶解氧有着密切的关系，尤其是NH4-N、
2、P04-P与 表观耗氧量呈现非常好的相关性，无机氮中NH4-N是有机物氧化的主要产物本海 域N、P营养元素中N是初级生产力的主要控制因素,ACN /ACp比值偏低并不是 氮的含量低，而是因为磷的含量相对比较高导致了该海域N、P比值的失 衡.Based on the dissolved oxygen data and related simultaneous observation data in Dalian Bay in July 2006, the distribution, diumal variation of dissolved oxygen and its relationship
3、 with the nutrients were analyzed. The results showed that the dissolved oxygen content in the outer bay was higher than that in the inner bay in summer and tended to increase from the inshore to the open sea. Salinity was the important factor to influence the dissolved oxygen content. The diurnal v
4、ariation of surface dissolved oxygen was significantly affected by the phytoplankton during the day and was more consistent with the diurnal variation of salinity during the night, while the diurnal variation of bottom dissolved oxygen was more consistent with the diurnal variation of salinity.cooCN
5、gmCN【s 出】 黑贅【蛊ilusuoo u 60七 u Aq -Ou、一 usuoo sruo-cdso-cd-C6ZAoleo1 Aq p sneo se/voledu、Nut;npod Aeuu 匸 d 400t;e4 6W=01UOO u-euj se/v u 60七 n .一leE 2ue60 40 uolep 一 xo 40 10npod u-euj q 1-C6 一 uu u 60七 u 2ue6ou 一 40 z寸 hnzdov-C七 m uole-00 poo6 p /wo-cs lpz/v d寸 Od pue N寸 HN A=ep ds c 6Axo p -oss-p 1
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7、，2004）。若海水中有机物含量较多，其耗氧速度超过氧的补给速度，则水 中溶解氧量将不断减少，当水体受到有机物污染时，水中溶解氧量降低甚至可接近 于零，这时有机物在缺氧条件下分解就发生腐败发酵现象，使水质恶化，原有的生 态平衡被破坏。因此，海水中溶解氧含量是海洋生态环境中的重要指标，它可以直 接反映水体污染的程度（Riley et al , 1985 ），也是海洋初级生产力高低的一个重 要标志（ Harvey ， 1963） ，对研究海洋中各种物理和生物化学过程起着重要的作 用。近海海域中溶解氧含量受温度、盐度、气压、河流径流、降雨、海水水动力及 浮游生物等多方面因素影响，这些因素的共同作用，
8、使海水中溶解氧含量呈现出一 定时空变化。海洋中存在着大量的好氧微生物，它们可以将海洋中的有机物作为营 养源进行好氧代谢，该过程有助于海水的自净化和保持海洋生态系统的稳定，在海 洋各种有机物质氧化分解与浮游植物光合作用的过程中，营养盐不断被消耗和再生， 海水中营养盐与溶解氧含量必然存在一定规律性和相关性。大连湾位于辽东半岛南 部，是一个三面环陆的天然海湾，同时又是我国水产养殖业的主要基地之一，其沿 岸集中了大连市主要的工业企业，接纳了大连市大部分的生活污水和工业废水，近 年来大连湾富营养化严重（李震等，2000；杨新梅等，2001；邱春霞等， 2005 ） ，赤潮也多有发生（郭玉洁， 1994；
9、王惠卿等， 2000 ） ，但针对溶解氧 与营养盐相互关系的研究却少有报道。本文在2006年7月大连湾海域溶解氧及相 关资料现场调查的基础上，着重讨论大连湾海水中溶解氧含量的分布变化及其与营 养盐的关系，为大连湾海域水产养殖与污染治理提供科学依据。1 调查与分析 2006年7月25日至27日，在大连湾海域开展海洋综合调查，调查站位设置如 图I所示。调查中使用颠倒采水器采集表层和底层的水样；其中表层是海面下1m 处，底层是海底以上2m处。检测方法依据海洋化学调查技术规程进行（国 家海洋局科技司，2006 ），溶解氧测定采用碘量法，亚硝酸盐（NO2-N ）测定采 用萘乙二胺分光光度法，硝酸盐（ N
10、O3-N ）测定采用锌镉还原法，铵盐（ NH4-N ） 测定采用次溴酸盐氧化法，活性磷酸盐（PO4-P ）测定采用磷钼蓝分光光度法， 样品用UV2100型分光光度计进行测定。无机氮（DIN ）含量为NO2-N、NO3- N与NH4-N的浓度之和。图1 调查站位及水深平面分布图2 结果与讨论2.1 溶解氧的含量分布及影响因素此次调查期间（7月25日早07:00至下午16:00）大连湾表层海水溶解氧含量 为5.66 8.59 mg/L，均值为7.66 mg/L，底层海水溶解氧含量为4.58 8.25 mg/L，均值为7.12 mg/L。表底层溶解氧含量分布趋势较一致，最小值均出现在 最靠近湾里甜水
11、套附近的DL013站位，靠近岸边的DL014、DL021等站位溶解 氧含量也相对较低，湾中心位置的DL017、湾口处中间的DL020及三山岛附近的 DL160号站溶解氧含量相近且明显高于湾里近岸的站位，湾口处DL018、DL023 站位溶解氧含量较高，总体而言，大连湾表底层溶解氧含量平面分布趋势均表现为 湾里和近岸低，自湾里向湾口外逐渐增大的趋势（图2）。（图中圆圈大小表示溶解氧含量的高低，其上方数字为溶解氧浓度值，单位为： mgL-1） 通常来说，气体在海水中溶解度受温度影响较为明显，温度越高，氧在水中的溶解 度越低，二者一般呈现负相关关系。而本次调查海域表层溶解氧含量和温度线性回 归拟合结
12、果表明，表层溶解氧与温度几乎不存在相关性（r=-0.44 , n = 10, P=0.20 ），即温度对表层水体溶解氧含量的影响作用不显著，底层溶解氧含量与 温度表现为较弱的负相关性（r=-0.64 , n = 10, P0.05 ），即溶解氧含量随着温 度的升高表现出弱的降低的趋势。由此可见，就本次调查而言，温度对大连湾海域 溶解氧的影响不同于一般规律，其对溶解氧含量的影响作用不显著，温度不是该海 域溶解氧分布变化的主要影响因素，尤其是表层水体。这可能是由于一方面夏季水 体温度较高且分布比较均匀不同区域差异不大；另一方面调查海域属于近岸海域， 相对于远海来说，水体与大气的氧气交换比较充分，同
13、时近岸海域营养丰富，表层 水体浮游植物生长旺盛光合作用强烈，部分站位溶解氧处于接近饱和或者过饱和状 态，温度的影响作用不显著。盐度是影响海水溶解氧含量的另一重要因素。调查海域表层水体溶解氧与盐度的相关性分析表明，两者呈现正相关（r=0.56 , n = 10, P=0.09 ），底层溶解氧含量 与盐度呈现较为显著的正相关（r=0.61，n = 10，P0.05 ），即盐度越高，溶解 氧含量越高。本次调查期间大连湾为大潮、活汛，采样时间大部分为涨潮或满潮时（高潮为14:00左右），结合以上相关性分析，说明本次调查海域水体溶解氧含 量还一定程度上受到外海水入侵的影响。结合潮流场的资料分析，靠近大连
14、湾湾口处的站位基本呈现往复流型（中国海湾志编纂委员会，1991）, DL018基本呈现东南-西北流向，大孤山海域附近的DL023 则呈现东-西流向的往复流，两者均朝向 DL017 站位，因此这几个站位溶解氧受外海影响较大，含量较高。同时靠近臭水套里的DL010站位表层溶解氧含 量却明显高于其他靠近岸边的站位，这也主要是受到该区域西南-东北流向的往复 流影响造成的，而其他湾里近岸的海域主要为旋转流型，溶解氧含量受外海影响较 小。综上所述，可见大连湾调查海域溶解氧含量湾里和近岸低、自湾里向湾口外逐渐增 大分布趋势是两方面作用的综合结果：一方面大连湾近岸湾里有大量生活污水排入， 随着夏季水温的升高，
15、生物的呼吸作用及有机物的氧化作用加剧，消耗大量溶解氧， 又与外海水交换不够充分，使得湾里近岸海域溶解氧含量相对较低；另一方面，大 连湾潮流场的分布使得含有较高溶解氧的外海水入侵，湾口外水体溶解氧含量呈现 高值。2.2 溶解氧的周日变化7月26日至27日针对调查海域DL017站位的连续观测发现，表底层溶解氧24 h内具有各自不同的变化特征。表层溶解氧含量日变幅为0.37 mg/L，白天（特别 是午后至傍晚）测值高，最大值出现在16:00时分左右，然后逐渐降低，晚上（特别是午夜至清晨）测值较低,22:00时分左右出现最小值，从溶解氧与叶绿 素a含量的周日变化曲线上可以明显看出（图3）,白天日光充足，叶绿素a含量 较高，光合作用明显，溶解氧含量较高，晚上浮游植物以呼吸作用为主，溶解氧含 量降低,因此可见大连湾表层溶解氧含量的日变化受水体浮游植物活动的影响显著。 同时从表层溶解氧与盐度的周日变化曲线上来看（图3 ） ,尤其是晚上表层溶解氧 与盐度变化趋势较为一致,因此还表现出一定潮汐性,即盐度高时溶解氧含
