珠江口夏季叶绿素a与营养盐空间分布特征及调控机制研究

本研究针对珠江口(PRE)富营养化问题，通过三端元混合模型解析夏季Chl-a与营养盐分布规律，揭示盐度过渡区高Chl-a形成受盐度、光照和营养盐协同调控，发现河口内以加性过程主导、口外以消耗性过程为主的差异化机制，为河口生态管理提供科学依据。

　　

珠江口作为中国南部最重要的陆海交汇带，既是粤港澳大湾区的生态核心，也是典型的高强度人类活动影响区。近年来随着经济快速发展，大量工业废水和生活污水排入，导致该区域富营养化问题日益突出，藻华和底层缺氧现象频发。更令人担忧的是，监测数据显示过去20年溶解无机氮(DIN)持续上升而磷酸盐显著下降，这种营养盐比例失衡可能深刻影响浮游植物群落结构。夏季作为珠江径流高峰期（占全年70%-80%），营养盐输入尤为剧烈，成为研究河口物质输运与生态响应的关键窗口。

广东海洋大学的研究团队在2023年夏季对珠江口及邻近海域41个站点展开综合调查，通过三端元混合模型等创新方法，首次系统揭示了夏季Chl-a与营养盐的空间分布格局及其调控机制。研究发现高Chl-a区域并非出现在营养盐最丰富的河口内部，而是集中在盐度过渡带（5-25盐度区间），这种特殊分布模式是多重环境因子"博弈"的结果：虽然河口区营养盐浓度高，但悬浮颗粒物导致的光限制抑制了浮游植物生长；而过渡区恰到好处的盐度梯度、充足光照和营养盐供应创造了理想的"生长甜蜜带"。研究还发现珠江口呈现典型的"富氮贫磷"特征，在Chl-a变化最显著的河口及近口区域，Chl-a与PO₄-P呈现显著负相关(r=?0.456)。

技术方法上，研究严格遵循《海洋监测规范》GB 17378.3-2007标准，采用Niskin采水器分层采样，通过分光光度法测定营养盐，高效液相色谱分析Chl-a，并创新性构建淡水端元、海水端元和混合端元的三端元模型解析物质输运过程。

主要研究发现包括：

1. 盐度与营养盐分布：表层盐度呈现由河口向海递增的梯度分布，底层受珠江冲淡水扩展影响形成低盐舌。DIN与盐度显著负相关，印证河流输送是主要氮源。
2. Chl-a与环境因子关系：盐度过渡带(5-25)形成Chl-a高值区，其浓度与SiO₃-Si呈正相关，与NO₃-N/P比呈负相关，显示硅藻可能主导群落。
3. 营养盐限制特征：N/P比均值达38.7，远高于Redfield比值(16:1)，证实磷限制状态；Si/N比(1.36)低于硅藻需求阈值(1:1)，暗示硅潜在限制。
4. 三端元模型解析：河口内营养盐以河流输入为主的加性过程主导，口外则以生物吸收的消耗性过程为主，盐度混合是空间分异的核心驱动力。

这项发表在《Marine Pollution Bulletin》的研究具有多重科学价值：首次量化了珠江口夏季Chl-a分布的"盐度窗"效应，为藻华预测提供了新视角；建立的营养盐混合模型可推广至其他河口系统；发现的磷限制特征警示现行减排政策需加强磷管控。对正实施"粤港澳大湾区"战略的珠江口而言，这些发现为协调经济发展与生态保护提供了关键科学依据，特别是对陆源污染物总量控制、河口湿地修复等工程具有直接指导意义。未来研究可结合分子生物学手段，进一步解析不同盐度梯度下浮游植物功能群落的演替规律。