随着经济的迅速发展与工农业活动的频繁进行，陆源排放导致过去数十年间海洋中营养盐负荷显著增加，进而引发了河口及近海区域浮游植物大量生长，破坏了海洋环境的生态平衡。作为海洋生态系统健康的关键指标之一，浮游植物生物量对于海洋生态系统生物地球化学过程研究具有重要价值。因此，浮游植物的动态变化逐渐成为海洋生态系统研究的焦点。近日，中国科学院烟台海岸带研究所康欣奕助理研究员所在团队基于耦合的水动力-生态模型探讨了2010 - 2019年非冰期内渤海营养盐和浮游植物生物量的时空变化特征，深化了对渤海生态系统动态特性的理解。

年际变化上，2010 - 2013年渤海溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）浓度高于其他年份（图1）。空间变化上，渤海DIN/DIP比值的空间分布呈现双核结构，较高值集中于辽东湾中部和靠近黄河口的中央盆地南部区域（图2）。

图1 2010-2019年表层DIN、DIP、DIN/DIP比值和浮游植物生物量的年际变化

图2 2010-2019年表层DIN/DIP比值（摩尔比）空间分布

基于数值实验，综合研究了渤海沿岸4条主要河流（黄河、海河、滦河和辽河）与60条排污河的营养盐负荷对渤海浮游植物生物量变化的影响。结果表明，相对于DIN负荷的增加，河流DIP负荷的增加对莱州湾和渤海湾浮游植物生物量的影响更大，而辽东湾浮游植物生物量对河流DIN和DIP负荷增加的响应均非常强烈（图3）。同时发现，河流流量减少可削弱河口环流，进而部分保留河口区表层浮游植物。例如，2019年8月黄河流量较大，而黄河近岸地区在无河流情景的模拟中，其表层浮游植物滞留更为明显（图4）。

图3 基于DIN和DIP负荷的渤海、莱州湾、渤海湾和辽东湾表层浮游植物生物量和随数值实验调整的变化

图4 渤海表层DIN、DIP和浮游植物生物量空间分布以及敏感性实验与基准的差异

相关研究成果以“The Roles of Nutrient Loading and River Discharge on the Phytoplankton Dynamics in the Semi-enclosed Sea”为题，发表在期刊Journal of Geophysical Research: Oceans，中国科学院烟台海岸带研究所孙若涵博士研究生为该论文的第一作者，康欣奕助理研究员为该论文的通讯作者。该研究工作得到了烟台市“双百人才计划”（E1390309）的支持。

相关论文信息

Sun,R.,Kang,X*.,& Xia,M. (2024). The roles of nutrient loading and river discharge on the phytoplankton dynamics in the semi‐enclosed sea. Journal of Geophysical Research: Oceans,129,e2024JC021466. https://doi.org/10.1029/2024JC021466