在典型的亚热带河流-河口-海湾系统中，溶解态和颗粒态磷的时空变异性、分布规律及混合行为

《Marine Pollution Bulletin》：Spatiotemporal variability, partitioning and mixing behavior of dissolved and particulate phosphorus in a typical subtropical river-estuary-bay continuum

磷形态动态及影响因素研究在北部湾海湾。DIP占比显著（湿季88±5%，干季78±5%），DIP生物有效性在湿季更高（叶绿素a浓度升高）。水文过程（如河口混合）和生物作用（如藻类吸收）主导磷形态转化，稳定同位素（δ13C、δ15N）显示悬浮颗粒物源在湿季为陆源，干季转为自源。人类活动（农业施肥、污水排放）加剧磷输入，影响区域磷循环。

　　在海洋生态系统中，磷（P）作为一种关键的营养元素，对生物的生长和繁殖起着重要的作用。本研究聚焦于一个典型的亚热带河-河口-海湾连续体系统，即北部北部湾的秦江河口湾（QRE）区域，探讨陆地输入对磷动态的影响。研究分别在雨季和旱季进行，这两个季节的特征是陆地信号的强弱变化，为分析磷在不同环境条件下的行为提供了理想的时间窗口。

磷在海洋环境中的存在形式多样，主要包括溶解态无机磷（DIP）、溶解态有机磷（DOP）、颗粒态无机磷（PIP）和颗粒态有机磷（POP）。其中，DIP通常被认为是海洋中磷的主要可利用形态，其在总溶解磷（TDP）中的占比在雨季达到88±5%，而在旱季则为78±5%。这一结果表明，在不同季节条件下，DIP在总磷中的贡献比例有所变化，可能与水体中陆地输入的强度、生物活动以及物理化学过程密切相关。

从历史数据来看，自2011年至2017年，秦江河口的DIP浓度呈现上升趋势，这一现象主要归因于近年来陆地输入的增强。随着雨水的增加和河流径流的增强，大量来自农业施肥和生活污水的磷被带入河口区域，进一步增加了水体中DIP的浓度。此外，水体中悬浮颗粒物（SPM）的增加也对磷的动态产生了显著影响。在雨季，SPM的浓度较高，而磷的分布系数（logKd）则呈现出随SPM浓度增加而下降的趋势，这表明在雨季，磷在颗粒物上的吸附能力较强，其在水体中的迁移和转化过程也更为活跃。

在河口混合过程中，水文条件对磷的动态变化起着关键作用。研究发现，DIP浓度在雨季显著升高，这与河流输入的增强密切相关。同时，在混合过程中，DIP、DOP、PIP和POP之间的去除、添加和转化过程也较为频繁，尤其是在雨季，这种动态变化更为明显。这种现象可能与水体中较高的生物活性有关，如浮游植物的生长和繁殖，从而影响磷的生物可利用性。

此外，研究还关注了水体中稳定碳和氮同位素（δ13C和δ1?N）的时空变化，这些同位素的变化可以反映SPM的来源。在雨季，SPM的来源主要来自陆地，而在旱季则更加偏向于本地生物来源。这种来源的变化进一步支持了雨季磷的高生物可利用性，以及其在水体中的快速转化过程。

在雨季，DIP的浓度下降了1.22μmol/L，而在旱季则下降了1.16μmol/L。这种下降趋势可能与浮游植物对DIP的吸收能力有关，因为雨季时浮游植物的生物量较高，表现为叶绿素a浓度的增加。相比之下，旱季的浮游植物活性较低，导致DIP的生物可利用性下降。因此，磷的生物可利用性在雨季和旱季之间存在显著差异，这种差异对浮游植物的生长和繁殖具有重要影响。

研究还发现，磷的化学形态在河-河口-海湾连续体中随盐度梯度变化而发生显著变化。这种变化可能与河口混合过程中发生的多种生物地球化学过程有关，如磷的去除、迁移、转化和再生。因此，理解磷在不同季节和不同空间位置的动态变化，对于揭示海洋磷循环机制具有重要意义。

在河口湾区域，磷的来源和去向受到多种因素的影响。河流输入是磷的主要来源，特别是在沿海生态系统中，陆地输入的磷可以占到总磷的75–94%。其中，难降解的磷主要通过沉积物埋藏的方式从海洋磷循环中去除，而易降解的磷则主要被藻类吸收，并通过颗粒有机物的形式从水体中去除。此外，其他可能的磷去除过程还包括颗粒磷的吸附和沉淀/絮凝，这些过程在盐度增加时尤为明显。

研究团队通过现场调查和实验室混合实验，系统分析了磷在不同季节和不同空间位置的动态变化。在雨季，磷的分布和转化过程更为活跃，这与较高的河流输入和生物活性密切相关。而在旱季，磷的动态变化则相对缓慢，这可能与较低的生物活性和较弱的水文条件有关。通过对比不同季节的磷浓度和同位素组成，研究团队进一步揭示了磷在河-河口-海湾连续体中的迁移路径和转化机制。

研究还发现，磷的化学形态在河-河口-海湾连续体中表现出非保守性变化，即其在不同空间位置的分布和浓度并不遵循简单的稀释或混合规律。这种非保守性变化可能与多种生物地球化学过程有关，如磷的吸附、沉淀、降解和再生。因此，理解磷在不同季节和不同空间位置的动态变化，对于评估沿海生态系统中磷的生物地球化学循环具有重要意义。

在河口湾区域，磷的生物可利用性对浮游植物的生长和繁殖起着关键作用。浮游植物的生长受到磷浓度的限制，这不仅影响其生物量，还可能改变其群落结构。此外，磷的生物可利用性还可能对有害藻华的形成产生影响，既可能促进其生长，也可能抑制其发展。因此，研究磷的生物可利用性及其对浮游植物的影响，对于评估沿海生态系统的健康状况和管理富营养化问题具有重要意义。

研究团队通过现场调查和实验室实验，结合稳定同位素分析，系统探讨了磷在不同季节和不同空间位置的动态变化。在雨季，由于陆地输入的增强和水体中较高的生物活性，磷的浓度和分布呈现出显著的变化。而在旱季，磷的浓度和分布则相对稳定，这可能与较低的生物活性和较弱的水文条件有关。这种变化不仅反映了磷在不同环境条件下的行为，还为理解磷的生物地球化学循环提供了重要的依据。

此外，研究还关注了磷在不同季节和不同空间位置的混合行为。通过分析不同季节的混合过程，研究团队发现磷的混合行为在雨季和旱季之间存在显著差异。在雨季，由于河流输入的增强和较高的水体流动性，磷的混合过程更为活跃，这可能导致磷在不同空间位置的分布更加均匀。而在旱季，由于水体流动性较低，磷的混合过程较为缓慢，这可能导致其在不同空间位置的分布更加不均。

综上所述，本研究揭示了陆地输入、水文条件和生物活动对磷动态的综合影响。研究结果表明，在雨季，磷的浓度和分布受到陆地输入的显著影响，而在旱季，磷的动态变化则相对稳定。这种变化不仅影响磷的生物可利用性，还可能对浮游植物的生长和繁殖产生重要影响。因此，理解磷在不同季节和不同空间位置的动态变化，对于评估沿海生态系统中磷的生物地球化学循环具有重要意义。