黄河是我国的第二大河流，承载着重要的生态、经济和社会功能。然而，随着工业化和城市化进程的加快，黄河流域的水环境质量和水生态安全正面临着严峻挑战，其中生源要素循环与渤海海域生态健康密切相关。

近日，中国科学院烟台海岸带研究所盛彦清课题组于2020年至2023年不同季节对黄河多次全流域的采样分析，从黄河源头到河口黄河流经的7个省份，共采样72个点位（图1），采样点沿河流间隔50公里。在黄河流域悬浮泥沙运移、营养盐迁移转化、河口悬浮颗粒物来源和重金属形态转化等研究中取得了新进展。相关研究成果发表在Agriculture, Ecosystems &Environment等期刊上。

图1 黄河流域源头至河口72个采样位点

研究表明，黄河流域水体与悬浮颗粒物的磷分布规律在雨季和旱季差异较大（图2）。在旱季，悬浮颗粒物中NaOH-P含量是雨季的2.5 ~ 6.8倍，HCl-P含量与雨季相当，黄河悬浮颗粒物磷的生物利用度存在季节性变化。从黄河源头到河口，磷的反应性逐渐降低，表明黄河生物有效磷向渤海输送的潜力较低。

通过对黄河水体和悬浮颗粒物的氮迁移研究发现，黄河下游氮浓度显著高于黄河上游和中游，调水调沙洗脱和下游周围土壤的活性氮持续浸出是黄河下游氮浓度上升的主要原因(图3)。而磷的反应活性却从源头随迁移距离的增加而逐渐降低，进一步加剧了河口氮磷比失衡的生态风险。

黄河泥沙在长迁移过程中营养盐比例而发生明显变化，其中碳氮比明显降低，河南至河口段微生物群落组成几乎没有显著变化，河口碳氮稳定性同位素组成与河南样品组成较为相似(图4)。研究结果确定了黄河口悬浮颗粒物的来源于以河南样品为主的下游悬浮泥沙；相关性分析发现，盐度、氮和透明度影响着水体微生物多样性组成；随机过程的分散限制在旱季和雨季的微生物群落组装过程中均具有相对较高的重要性，确定性过程表现出更高程度的同质选择。

图2 黄河干流流域随活性磷浓度降低迁移分布过程

图3 黄河下游山东段河漫滩活性氮浸出导致总氮浓度升高示意图

图4 黄河口悬浮颗粒物来源及生态过程

另外，黄河悬浮泥沙对重金属污染物具有较强的储存能力，揭示了泥沙携带Cd具有最高的生态风险和流动性，Cd重污染区主要集中在工业化和人类活动水平较高的地区，如内蒙古、河南和山东（图5），生态风险较高。

图5 黄河流域悬浮泥沙携带的重金属长迁移过程

综上，研究成果揭示了河口的悬浮颗粒物形成非内源性，而是来源于黄河流域中下游，探讨了黄河流域下游氮超标的原因、氮磷比降低和重金属风险及其在流域长迁移机制。泥沙长迁移的生态过程研究为黄河口生态环境质量评价工作提供前提条件，在此基础上构建的《黄河口生态环境质量评估技术指南》团体标准，为陆海统筹协同推进黄河流域生态保护和高质量发展提供助力。

相关论文信息

[1] Nana Hu, Yanqing Sheng, Zhaoran Li, Zheng Wang, Weihan Xu, Huiyi Yang, 2025. Water and sediment regulation eluting and washland planting lead to nitrogen increase in the lower reaches of the Yellow River. Agriculture, Ecosystems & Environment. 379, 109380.

[2] Wenjing Wang, Yanqing Sheng, Zhaoran Li, Hengduo Xu, Qunqun Liu, Xiangmin Kong, NaNa Hu, Mian Xu, Huiyi Yang, 2024. Evidences of the sources of suspended sediments and ecological processes in the Yellow River Basin. Science of The Total Environment, 957, 177624. 

[3] Nana Hu, Yanqing Sheng, Changyu Li, Zhaoran Li, Qunqun Liu, 2023. The reactivity of dissolved and suspended particulate phosphorus pools decreases with distance downstream in the Yellow River. Communications Earth & Environment, 4, 294.

[4] Xiaozhu, Liu, Yanqing, Sheng, Qunqun, Liu, Zhaoran. Li. 2023. Suspended particulate matter affects the distribution and migration of heavy metals in the Yellow River. Science of the Total Environment, 912, 11.

[5] 《黄河口生态环境质量评估技术指南》中国海洋湖沼学会团体标准，2024年10月征求意见已完成. http://csol.qdio.ac.cn/portal/article/index.html?id=3094&cid=15