黄河口是渤海陆源物质输入的主要通道，其水沙运移及氮磷迁移转化与渤海的营养平衡和生态功能密切相关。近期，中国科学院烟台海岸带研究所水体与沉积物污染防治研究组（盛彦清研究团队）围绕黄河口悬浮颗粒物（SPM）介导的氮磷循环机制，系统研究了“流域-河口-近海”体系营养失衡肇因，进一步深化了对黄河口及其外围海域环境/生物地球化学过程的科学认知。

研究发现，对于黄河干流下游氮磷的输运，SPM的粒径分异是控制氮磷时空分布格局的首要因素。细粒径SPM因其巨大的比表面积和丰富的表面活性位点，呈现明显的选择性氮富集效应，其总氮和可交换态氮含量远高于粗粒径SPM及河口表层沉积物（图1）。由于其沉降速率缓慢，细粒径SPM能够随水流进行长距离迁移，导致在远离河口的沉积区仍能检测到高浓度的陆源氮信号，这种动态过程导致溶解态氮在水体中持续累积。而与此同时，磷的生物有效性降低，从而加剧河口及外围海域氮磷比失衡（图2）。

图1 黄河口SPM和表层沉积物中的氮（a：SPM；c：表层沉积物）和生物可利用氮浓度（b：SPM；d：表层沉积物）

图2 黄河口氮磷分布图（a和b）及随颗粒物迁移示意图（c）

磷在SPM上的赋存特征与生物有效性紧密相关，细粒径SPM（沉降时间> 200 min）中的NaOH提取态无机磷和有机磷含量为粗粒径SPM中（沉降时间< 10 min）的1.84和1.69倍。然而，细粒径SPM虽然携带的磷总量更高，但其主要为稳定态磷（包括与铁铝氧化物紧密结合的无机磷和难降解有机磷，图3）。同时，磷-31 核磁共振（³¹P-NMR）分析表明，细粒径SPM携带的大部分不稳定态磷（如焦磷酸盐）会在河口盐度过渡区域发生转化，表现为河口盐度过渡区溶解性非活性磷酸盐浓度升高（图4），表明细粒径SPM是磷的长期缓释库，其会影响海域磷循环。

图3 黄河口不同粒径SPM不同形态磷（a）和有机磷（b）含量

图4 黄河口不同形态磷分布图

当富含氮磷的SPM进入河口混合区，盐度梯度成为调控其归宿的关键因子：盐度升高通过离子效应压缩颗粒表面双电层，促进细颗粒絮凝沉降，同时增强氮在固-液两相间的解吸倾向；盐度变化重构了SPM附着微生物的群落结构与功能，促使具有反硝化功能菌群的相对丰度增加，从而驱动颗粒相硝酸盐以气态形式损失，而其他功能菌群则参与固氮、氨氧化和有机氮矿化等过程，这些过程共同构成活跃的微界面生物地球化学循环网络（图5）。

图5 黄河口不同盐度悬浮颗粒物上微生物群落组成：（a）门水平；（b）属水平

综上所述，黄河口氮磷循环过程中细粒径SPM作为优势载体完成营养盐的空间输运，而河口盐度界面则通过物理-化学-生物协同作用调控其最终归宿。这些成果系统阐释了黄河口水沙运移-营养盐耦合过程，为陆海统筹及黄河口国家公园建设提供了关键科学依据。

系列研究成果发表在Journal of Hydrology,Agriculture,Ecosystems & Environment及Journal of Environmental Management等期刊上。第一作者分别为烟台海岸带所硕士研究生孔祥民与特别研究助理胡娜娜，通讯作者为盛彦清研究员。该研究得到了国家重点研发计划与山东省自然科学基金等项目的资助。

相关论文信息

 Kong X, Hu N, Sheng Y*, et al. Estuarine fine particles enhance nitrogen elevation and nutritional imbalance in coastal and offshore waters,  Journal of Hydrology, 2025, 659: 133179.

Hu N,Sheng Y*, Li Z, et al. Water and sediment regulation eluting and washland planting lead to nitrogen increase in the lower reaches of the Yellow River. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2025, 379: 109380.

Hu N, Sheng Y*, Li Z, et al. Limited ability of estuarine fine-sized suspended particulate matter to carry bioavailable-phosphorus to mitigate marine phosphorus-limitation. Journal of Environmental Management, 2025, 390: 126279.