第三章 海洋化学

知识类型: 析出资源
查看原文
内容出处: 《福建省志·海洋志》 图书
唯一号: 130020020230006840
颗粒名称: 第三章 海洋化学
分类号: P734
页数: 56
页码: 151-206
摘要: 本章记述了福建省海洋化学是研究化学物质在海洋体系中的分布、转化和进出海洋体系的过程及规律,以及海洋开发和资源环境保护中有关化学过程问题的学科。福建省海洋化学调查研究开展在国内历史最早,创建了中国海洋化学学科,省内海洋化学分支学科齐全,教学科研成果国内领先。
关键词: 福建省 海洋化学

内容

海洋化学是研究化学物质在海洋体系中的分布、转化和进出海洋体系的过程及规律,以及海洋开发和资源环境保护中有关化学过程问题的学科。福建省海洋化学调查研究开展在国内历史最早,创建了中国海洋化学学科,省内海洋化学分支学科齐全,教学科研成果国内领先。
  第一节 河口水化学
  河口区为径流和海水交汇区,其物理化学和生物学性质变化梯度明显,物质存在形式多样化,化学反应过程复杂,由于强烈受人类行为的干扰,河口环境面临威胁。
  福建省河口区主要有闽江口、晋江口和九龙江口,其化学性质有同有异。
  一、闽江口
  闽江总长2959公里(干流长577公里),集水面积60992平方公里。闽江属山溪性河流,流速湍急,流量大,且季节变化明显。多年平均径流量为5.36×l0¹⁰立方米/年,4~7月份为丰水期。竹岐站多年平均悬移质输砂量达7.45×10⁶吨/年,来砂主要集中在汛期;输运物质较粗,平均粒径0.046毫米。
  闽江河口可自马尾算起,直至冲淡作用消失的区域(图3-1)。河口呈喇叭状,
  中有粗芦岛、琅岐岛和川石岛等大小岛屿上下阻隔。主航道沿琅岐岛西侧过长门,
  经川石岛东南侧水道进入东海。外海区全年受闽浙沿岸流所控制,秋冬东北季风期间,流系较强。潮汐主要受西太平洋潮波影响,为正规半日潮。
  丰水期河口水温在21.l~28.0℃之间,自河端向海端递减。内河口垂直混合较好,外河口垂直温差较大(≥1.6℃)。
  枯水期水温的平面和垂直温差较丰水期为小。河口水体盐度在0.32~30.26之间,
  垂直分布类似水温情况,丰水期最大垂直盐度差为16.2。因而,河口区尤其是外河口区属分层类型。枯水期层化现象大为减弱,垂直盐度差低于4.65。
  河口水体pH值在6.91~8.28正常范围之间,随盐度升高而成对数函数升高。河口水体溶解氧含量在5.66~7.99毫克/立方分米之间变化,相应的溶解氧饱和度为78.1%~106%,尚未发现严重缺氧的水体存在,为典型的充氧河口水体。
  (一)营养盐
  闽江流域物理风化速率(136吨/平方公里•年)、化学风化速率(33.9吨/平方公里•年)在国内许多大中河流流域中均算较低,甚至也比九龙江流域(相应分别为208和50.3吨/平方公里•年)为低,这与其流域的地质和植被覆盖率较高有关。然而河水所携带的营养盐仍相当丰富,维系着闽东北渔场较髙的新初级生产力。
  1.硝酸盐
  闽江河口中硝酸盐含量枯水期高于丰水期,分别为67和40微摩尔/立方分米,这与降水稀释和农业活动有关。河口区丰枯水期水体中硝酸盐含量与盐度关系图分别见图3-2和图3-3。丰水期月份,正值河口区浮游植物繁盛季节,但因汛期水体悬浮物含量较高,浮游植物光合作用摄取的硝酸盐相对较少,所以河口区在盐度0~20之间呈加添效应。在盐度高于20的水体中,由于清澈的海水混合稀释作用增大,水体中悬浮物含量明显降低,浮游植物光合作用强劲,致使硝酸盐被生物摄取显著超过水体和底质有机物释放出的量,结果外河口呈现出可辨认的除去。
  枯水期的硝酸盐—盐度关系曲线较为清晰,明显分为两段,折点在盐度为18处。盐度小于18,水体中浮游植物光合作用仍因悬浮物而受阻,生物摄取硝酸盐与有机物释出相持平,故呈保守行为。当盐度大于18时,浮游植物光合作用始逐渐增强,体现出除去效应。
  闽江口丰水期硝酸盐的除去率为14%,而枯水期则为15%。两者基本一致,表明河口区生物摄取硝酸盐的量大于水体和底质(有机物氧化降解)释出的量,其程度丰枯水期大体一致。
  2.铵盐
  闽江口丰枯水期铵盐一盐度关系图示于图3-4。丰水期关系点比较离散,大致呈缓冲保守行为;枯水期的水体的早期混合区段(盐度1~2)呈激烈的除去行为。自此直至高盐度区,其行为则几为保守,略呈添加。
   3.亚硝酸盐
  闽江口亚硝酸盐的行为不定,丰水期几为保守,微略添加;枯水期在早期混合区大幅度除去,与铵盐同步,此后也无甚起伏。
  4.活性磷醆盐
  闽江水活性磷酸盐含量范围在0.35~2.79微摩尔/立方分米之间,平均值为0.88微摩尔/立方分米(n=230),较长江的0.37、九龙江的0.49,乃至世界平均河水的0.65微摩尔/立方分米均高。中国地表岩石圈含磷量较低,河水中磷酸盐浓度一般均远低于世界许多有名河流的记录,而闽江可谓例外。然而同硝酸盐的平均值55.5微摩尔/立方分米相比,氮磷比为63,尚未包括亚硝酸盐与铵盐,仍大大超过Redfield比值(①指通常海水和海洋生物体中氮与磷含量的原子比值(等于16)。)。这一方面反映出流域施用农肥比例不当,钾、磷肥用量偏低,相对过剩的氮肥流失汇入闽江。另一方面,这可能意味着河口区浮游植物生长受制于活性磷酸盐的供应。
  闽江口丰水期活性磷酸盐含量随盐度提高而略有增加,呈保守态,也较明显地受制于缓冲机理,大多底层水样含量稍高于表层,意味着河口底质有个可观的通量。枯水期,河端含量高于海端,关系点分散波动较大(图3-5)。
  5.活性砝酸盐
  溶解硅酸盐一盐度关系基本呈保守,河端的浓度有时高达210微摩尔/立方分米,海端达5微摩尔/立方分米。闽江流域多次发现温泉,对河水溶解硅的贡献不可忽视。
  (二)有机物
  闽江流经亚热带农林区及三明、南平及福州等工业城市,江水携带丰富的有机物,是河口区和闽东北渔场海洋生物同化作用的碳源之一,同时也可能是对生存繁殖有害的污染物。化学耗氧量(COD)、挥发性酚类、油类和有机氯农药含量的调查数据详列于表3-1。总的看来,化学耗氧量同营养盐一样,枯水期含量高于丰水期,这是由于丰水期单位体积水中有机物被冲稀所致。而主要有机污染物(如六六六、DDT和油类),其丰水期含量则大于枯水期,这是由于丰水期雨水冲刷、汇集范围较大的作用,使这些陆源污染物比较有效地汇入河流的缘故。化学耗氧量在河口区看来有明显的第三来源,由河口底质有机污染物调查统计表看(表3-2),底质六六六含量较高。
  闽江口有机污染尚不严重,但也应控制直接排污。福州市1996年工业废水排放量为3980×10⁴吨,生活污水量5310×10⁴吨,居全省之冠,且增长速度较快,应加强管理,提高废水处理率,减少直接排放。至于有机氯农药,随着其停止生产乃至禁止供应,对环境的影响将日渐减弱,但因其结构稳定,因此在闽江口仍将存留若干年才能降至检测限之下。
  (三)重金属
  1.水体中溶解态重金属
  溶解态重金属含量与保守指标盐度的关系见图3-6,尽管其含量很低,且波动也较大,但由于水样数足够多,故仍可看出以下趋势:(1)虽然闽江河口水文层析现象较强,但金属-盐度关系图中表层和底层数据基本上相近。(2)丰水期除铜接近保守外,其余重金属均呈添加行为。(3)枯水期溶解态重金属河口行为变化多样:镉和汞呈添加行为,铜为除去,而铅与锌则接近保守。
  2.水体中悬浮颗粒态的重金属
  水体中各颗粒态重金属与悬浮颗粒物含量的分布趋势相同,每种颗粒态重金属含量与悬浮颗粒物含量之间还存在很好的正相关关系(表3-3)。闽江流域物理风化产物汇至河口,它们是各颗粒态重金属的重要来源。单位水体中颗粒态重金属含量,丰水期明显大于枯水期。单位质量悬浮物中铅、锌含量接近于世界河流颗粒物中的平均含量,而铜含量则较低,这与流域广泛存在各种类型铅锌矿而缺少铜矿的事实相符。闽江口水体悬浮物中重金属含量及分布,基本上反映了流域的地表物理风化,人类活动的影响尚不明显。
  3.底质中的重金属
  闽江口表层沉积物样品重金属含量和若干参数示于表3-4。这些沉积物大都处于弱氧化环境,重金属含量变化范围较大。除镉外,其它重金属可能是由于水中腐殖质在海水电解质作用下与重金属离子形成有机金属络合物或螯合物,而从溶解态进入絮凝固态,随后沉降下来。
  (四)小结
  (1)闽江口营养盐丰富,维系着闽东北渔场较高的新生产力,其河口行为主要受制于水体和底质有机物的氧化释出和浮游植物光合作用摄取之间的平衡。(2)河口有机污染不严重,明显有第三来源化学耗氧量添加;有机氯农药同有机悬浮物的吸附和沉积过程有关,在底质中与有机质含量体现了良好的正相关。(3)河口重金属在液相、悬浮相和底质沉积相中的含量分布,充分反映了流域的物理风化结果。溶解态重金属易同有机腐殖质络合或螯合,絮凝加入悬浮物中,然后沉降进入底质沉积物。除镉外,重金属的河口地球化学迁移过程尚受悬浮物的吸附作用所控制。(4〉闽江各要素的入海通量(表3-5)。
  二、晋江口
  晋江河长182公里,流域面积5275平方公里,平均年入海水量50.9×10³立方米,丰水期(6月份)多年平均入海量占全年19.6%,平均年输砂量为223×10⁴吨。河流经前埔,流入泉州湾。河水矿化度在53~84毫克/立方分米之间,属矿化度较低的河水,总硬度在0.17~0.55毫克当量/立方分米之间,属于极软水。河水化学类型属于重碳酸盐类。
  晋江河口湾向东敞开,岸线曲折(图3-7)。湾内最大水深24米,湾口有拱门沙坝发育。自惠安秀涂至石狮市蚶江连线以东,为砂质海岸,并以砂质海滩为主;连线以西为淤泥质海岸,并以淤泥潮滩为主,特别是湾内西南侧为宽阔平坦
  的粘土质粉砂潮滩。河口潮汐形态数为0.29,属正规半日潮。刺桐桥下始为感潮河段。
  河口海域规划作为海水养殖区和围垦种植区。
  (一)海水化学
  1.海水化学要素含量与水平分布
  盐度:秋季盐度变化范围为19.011~34.138,均值为28.916。在湾口,表、底层盐度变化不大,而在河口区表层明显低于底层。冬季盐度变化范围为18.595~30.082,均值为25.335。
  pH值:秋季pH值变化范围为7.53~8.27,均值为7.94。受河流淡水的影响,河口区的pH值低于湾口。冬季pH值变化范围为8.08~8.23,均值为8.16。冬季河流径流量小,对湾内pH值影响也小。
  溶解氧:秋季溶解氧变化范围在3.672×l0³~4.338×10⁻³之间,均值为4.066×10⁻³。冬季变化范围为6.170×10⁻³~6.410×10⁻³之间,均值为6.267×10⁻³。秋季溶解氧饱和度为85.9%,冬季为101.9%,冬季的溶解氧含量明显高于秋季。
  硝酸盐:秋季硝酸盐的变化范围为3.04~63.0微摩尔/立方分米,均值为29.3微摩尔/立方分米。冬季变化范围为13.6~29.2微摩尔/立方分米,均值为20.9微摩尔/立方分米。秋季高于冬季,平面分布为湾顶高于湾口(图3-8)。
  亚硝酸盐:亚硝酸盐的平面分布趋势与硝酸盐一致。秋季亚硝酸盐的变化范围为0.39~2.09微摩尔/立方分米,均值为1.02微摩尔/立方分米。冬季变化范围为0.41~0.98微摩尔/立方分米之间,均值为0.79微摩尔/立方分米。秋季水温高,有利于生物体的腐解和无机铵盐的氧化,因此亚硝酸盐含量高于冬季。
  铵盐:秋季铵的变化范围在未检出至13.5微摩尔/立方分米,均值为5.7微摩尔/立方分米,冬季在未检出至5.0微摩尔/立方分米,均值为2.0微摩尔/立方分米。平面分布为湾顶高于湾口。
  活性磷酸盐:秋季磷酸盐的变化范围为0.22~0.36微摩尔/立方分米,均值为0.30微摩尔/立方分米,冬季变化范围为未检出至0.49微摩尔/立方分米,均值为0.20微摩尔/立方分米。表底层磷酸盐变化很小。
  活性硅酸盐:秋季硅酸盐的变化范围为11.1~92.2微摩尔/立方分米,均值为40.0微摩尔/立方分米。冬季变化范围为35.8~130微摩尔/立方分米,均值为75.6微摩尔/立方分米。表层高于底层,冬季高于秋季。平面分布特征为湾顶高于湾口。
  化学耗氧量:秋季化学耗氧量含量范围为0.58~1.74毫克/立方分米,均值为0.88毫克/立方分米。冬季变化范围为0.84~1.91毫克/立方分米,均值为1.29毫克/立方分米。平面分布特征为湾顶高于湾口。
  油类:秋季油类含量为7.7~14.3微克/立方分米,均值为11.0微克/立方分米;冬季为3.6~14.3微克/立方分米,均值为6.6微克/立方分米。秋季高于冬季,码头附近含油量较高。
  铜:秋季铜含量为0.34~0.67微克/立方分米,均值为0.64微克/立方分米;冬季为0.21~1.98微克/立方分米,均值为0.56微克/立方分米。颗粒态铜秋季变化范围0.27~1.16微克/立方分米,均值为0.64微克/立方分米;冬季为0.22~2.71微克/立方分米,均值为0.84微克/立方分米。
  铅:铅的含量为0.07~0.94微克/立方分米,均值为0.41微克/立方分米;颗粒态铅的变化范围为0.38~1.66微克/立方分米,均值为0.75微克/立方分米。颗粒态铅占总铅的64%。
  镉:镉含量为0.007~0.030微克/立方分米,均值为0.015微克/立方分米。本湾内镉的变化很小,颗粒态镉含量为0.002~0.020微克/立方分米,均值为0.008微克/立方分米。颗粒态镉低于溶解态,仅占总镉的34%。
  2.污染源
  河口区污染源主要是工农业污水、生活污水的排放,晋江和洛阳江陆地径流携带的陆源污染物质以及湾内船舶排放的含油废水等。
  晋江1989年入海通量,其中有机质(以COD计)达13817吨,总汞0.023吨,铜41.72吨,铅55.63吨,锌173.28吨,镉0.456吨,油类330.6吨,有机农药1.656吨,合计14420吨。
  1991年调查结果:污染物排放量化学耗氧量为7386吨/年,河口区水质化学耗氧量浓度为1.07毫克/立方分米。泉州市生活污水每年大约排放2475×104吨。
  (二)沉积化学
  1.诸化学要素及分布
  pH值:变化范围为7.10~7.65,均值为7.36(表3-6)。低值区出现在湾顶,髙值区出现在湾口外侧(图3-9)。
  Eh:变化范围为-26~+256mV,均值为66mV,湾顶及西部沿岸Eh值较低,湾口北部为高值区。
  有机质(C):变化范围为0.15%~1.65%,均值为0.75%,该湾北部湾顶及湾口北侧为高值区,湾口处为低值区(图3-10)。
  全氮:变化范围在50×10⁻⁶~1170×l0⁻⁶之间,均值为410×l0⁻⁶。湾顶及湾口北侧含量较高,湾口南侧含量较低。
  磷:变化范围为180×10⁻⁶~940×10⁻⁶,均值为460×10⁻⁶。湾的北部和东部为高含量区,其余均为低含量区。
  2.重金属和其它污染物的含量和分布
  硫化物:含量范围为2.5×10⁻⁶~524×10⁻⁶之间,均值为204×10⁻⁶局部小区硫化物含量高达524×10⁻⁶,超过标准1.7倍。总超标率达33%(表3-7)。
  铜:铜的含量为4.0含量×l0⁻⁶~24.l×10⁻⁶,均值为18×10⁻⁶。
  铅:变化范围为7.0×l0⁻⁶~29.0×10⁻⁶,均值为20.7×10⁻⁶。湾顶及湾的西部铅含量都比较高,超标率为50%。
  锌:变化范围为23.4×l0⁻⁶~l00×l0⁻⁶,均值为79.7×l0⁻⁶。除了湾口外,锌都超标,超标率达83%。
  镉:镉含量为0.008×10⁻⁶~0.l6l×l0⁻⁶,均值为0.11×10⁻⁶。湾口含量较低,湾顶及湾的西部含量较高。
  3.化学要素与沉积环境之间的关系
  该湾底质多处于中性环境,除北部及西部沿岸海域的底质为弱还原性环境外,湾口及其北侧均系弱氧化环境与较强氧化环境,此处水动力条件较强。
  底质中有机质与粘土有很好的相关性(相关系数0.99),这是由于有机质的颗粒与粘土的比重极相似而形成共沉淀所致。有机质与全氮也有很好的相关性(相关系数0.96),两者含量的变化趋势是一致的,原因就在于有机质在分解过程中释放出的氮是随有机物含量的增加而增加。全氮与粘土也有很好的相关性(相关系数含量.96),这就形成了粘土-有机质-全氮三者相互依存的关系。
  河口区域及后渚码头附近区域重金属含量及硫化物含量都比较高,这是由于河流携带的污染物质在河口区受海水影响而聚集沉降,码头区域船舶往来排污凝聚沉降所致。
  底质中重金属之间有着较好的相关性,铅与锌的相关系数为含量0.82,铅与铜的相关系数为含量0.74,铅与镉的相关系数为含量0.97,铜与锌的相关系数为含量0.98,铜与镉的相关系数为含量0.75,镉与锌的相关系数为含量0.84。重金属与硫化物的相关性较差,但铅、镉与硫化物的相关性较好,相关系数为含量.75。
  重金属的分布趋势比较一致,即湾口低、湾顶较高。
  (三)环境质量评价
  晋江河口湾的特点是口宽阔,底部较浅,水域面积达29万亩,其中滩涂面积为13.5万亩。晋江经泉州汇入泉州湾,水体交换好,湾内温盐适中,水质肥沃,水资源丰富。
  晋江河口湾水质基本是好的,污染物质含量均未超标,但湾内的无机氮几乎全部超标。无机氮超标,可能与农业上施放大量化肥以及晋江流域水土流失严重有关,也与沿岸工业污水和生活污水排放有关。1996年环境评价结果:晋江河口水质pH、溶解氧、化学耗氧量、五日生化需氧量、无机磷和油类均达I级水质标准,无机氮为Ⅱ级,综合评价为Ⅲ类。
  晋江河口浮游植物的量多,叶绿素a含量高;营养盐丰富,养分充足、化学耗氧量低,有利于发展海水养殖业。但是,8含量年代以来,由于泉州沿岸工业发展快,特别是乡镇企业迅速发展,农业大量施用化肥、农药。因此,污染源的危害不可忽视,应加强环保工作,以免污染河口区。晋江流域水土流失严重,对于生态环境影响很大,应做好水土保持工作。
  三、九龙江口
  九龙江发源于福建省西南部博平山脉东麓,流经2市6县,为全省第二大河。流域面积119含量9平方公里,水系总长1148公里。有北溪、西溪、南溪三条主要支流。北溪为主干流,长285公里,其上源雁石溪、九鹏溪等在漳平县汇合后向东南流入龙海市汇入西溪,在石码附近进入厦门湾。多年平均径流量为1.17×l0¹º立方米,季节变化较为明显,4~9月为丰水期,1含量月至翌年3月为枯水期。年径流系数为含量.58,接近于珠江(含量.53),而明显高于位于温带的长江(含量0.49)和黄河(含量0.18)。九龙江年输砂量约为2.5×10⁶吨,最大输砂量出现在6~9月。
  1985年河水化学研究表明:西溪总溶解盐量129毫克/立方分米,为北溪(64毫克/立方分米)的两倍,主要归咎于西溪水中Cl⁻和Na⁺的含量大得反常。较合理的解释:由于更新世的海侵进入漳州(龙海)地区,漳州平原成陆后,地下深处沉积有大量海盐组份,因而仍从热泉水和地下水中渗透进入西溪河水中。北溪水质属重碳酸盐极软水。
  九龙江河口区位于厦门港西南部,其海端以北为厦门港西海域(图3-11)。河口区系东西走向的沉溺河口,东西长21公里,南北平均宽6.5公里。口小腹大,口门处宽约4.5公里,腹内最宽处达8~9公里。近河端处港道河汊发育,形成浒茂洲、乌礁洲、玉枕洲等数片砂洲。靠海端有海门岛、鸡屿等小岛屿。九龙江淡水主要沿南岸表层向湾口扩散。
  河口水下三角洲呈不规则指状向海湾伸展,坡度约2×10⁻³。沉积物由三角洲后缘向前缘逐渐变细,由砂质为主变为泥质砂和粉砂质泥,呈现较明显的相带变化。
  河口潮汐为正规半日潮。潮流为半日潮流、往复流。潮流急,潮差较大。表层落潮流速高于涨潮流速,底层则相反。潮流流向与港湾地形走向基本一致,为东西向流。潮汐作用是影响河口河海水混合的主要因素。水体盐度3.40~31.8含量,平面分布呈较明显东高西低、北高南低的纵横梯度。中低潮时层状结构发达,靠近海端处有盐楔出现。高潮时混合较为剧烈,垂直分布趋于均匀,在海门岛至鸡屿连线以西的浅水区域,还可出现盐水上涌至表层的现象。
  九龙江口为典型的亚热带河口区。气候温和,雨量充沛,生物资源丰富,初级生产力较高。多年平均气温20.9℃,降水量1772毫米。每年5~9月为雨季,10~1月为旱季。夏秋季节常有台风暴潮袭击,伴随狂风暴雨巨浪,为中国台风暴潮多发区之一。
  河口水水温全年波动在13~32℃之间。pH值变化范围为7.77~8.47,平均8.18,其平面分布与盐度基本一致。水体溶解氧在5.57~1含量.含量含量毫克/立方分米之间变化,氧饱和度平均达100%。
  河口区叶绿素a的周年变化呈亚热带海区浮游植物生长的双周期特征,夏季高峰出现在6~8月,叶绿素a可达12.5毫克/立方分米;冬季次高峰出现在1月份,叶绿素a月平均值约8.2毫克/立方分米、11月份为最低,月平均仅2.4毫克/立方分米。
  九龙江径流携带大量陆源物质(包括污染物)进入河口区。有机物(以COD计)的入海通量约48461吨/年。区内沿岸目前主要为农业耕作区,每年也冲刷流失一定量化肥、农家肥及农药入海。海端以北厦门港西海域为厦门市主要港口、码头区和海水养殖区,又是城市废污水主要受纳水体。据199含量年统计数字,排入西海域的废污水达2.8×10⁷吨/年以上,其中化学耗氧量、总氮、总磷的排放量分别为1.6×10⁴吨/年、500吨/年和88吨/年。这种情况同一般海端未受污染的河口区大不一样,其影响在河口地球化学研究中不可忽视。
  不少学者致力于九龙江口化学研究,研究对象包括氮、磷、硅等营养要素,铜、铅、锌、镉等痕量重金属,硒、砷、碘、氟等痕量半金属、非金属元素及痕量核素镭226等,研究内容涉及元素河口行为、输送模式、入海通量以及影响元素的河口地球化学行为的过程与机制等方面。尤以痕量生物元素的生物地球化学,为许多学者所共同关注。其中有些专题,如河口磷和硒的生物地球化学研究,已有一定的深度。九龙江口化学研究已经成为国内研究最全面深透的小径流量河口。
  (一)营养元素
  表3-8为九龙江口氮、磷、硅的年平均有效浓度、实际入海通量、水体氮磷比值,并列出长江、亚马逊河及世界河流平均值作比较。
  由于九龙江流域地表以火成岩为主,所以硅铝酸盐的化学风化产物——溶解硅占显著地位,其含量(200微摩尔/立方分米)明显高于长江,为典型的硅质河流。水体溶解无机氮磷比值平均达190,远高于Redfield比值和世界河流平均值,也比长江高出近3倍,是典型的贫磷河口。
  1.硝酸盐和溶解活性硅酸盐
  九龙江口硝酸盐和溶解活性硅酸盐与盐度关系示于图3-12、图3-13。可看出,河口氮和硅受生物活动的控制程度较闽江口显著。6月初河口浮游植物繁盛季节,水体中硝酸盐与活性硅酸盐同步被生物摄取而除去。12月份浮游植物生长次高峰之前,两者皆保守。5月与12月同处于初级生产力的低峰期,活性硅酸盐仍旧保守,而硝酸盐却有添加。可能由于5月水温升高,有利于底层中含氮有机物的氧化降解,水体中硝酸盐的补充大于浮游植物的摄取的缘故。
  2.磷
  根据80年代以来对河口区全盐度段的现场观测结果,水体总磷(TP)含量为1.22~3.05微摩尔/立方分米,其中颗粒磷(PP)占60%~70%,为主要存在形态。溶解无机磷(DIP)含量在0.10~0.60微摩尔/立方分米之间,占总磷之20%左右,低于闽江口、长江口等国内外其他河口区。此外,也观测了溶解有机磷(DOP)、颗粒无机磷(PIP)、颗粒有机磷(POP)等其他形态磷的含量与分布。
  (1)不同形态磷的河口分布
  九龙江是河口区磷的主要来源,河端总磷平均达3.05微摩尔/立方分米,大大高于全河口区平均值1.96微摩尔/立方分米。不同盐度段颗粒磷含量与总磷呈良好正相关关系,表明进入河口区后磷在固-液两相之间的分配基本处于稳定状态。总磷和颗粒磷的河口分布也基本相似,均略呈“V”型,在中等盐度区降至最低值,在靠近海端处,由于水体搅动,底质再悬浮,两者又有所抬升(图3-14)。
  河海水混合过程中,溶解无机磷的行为呈现较为典型的“缓冲效应”(图3-15)。此外,靠海端有时也观测到溶解无机磷有明显上升,这是由于附近城市废污水排放的影响所致。溶解无机磷的季节变化与浮游植物的盛衰基本相对应,10月最高,1月次之,6月最低。
  水体溶解有机磷的年变化幅度不大,一般占总磷的2含量%左右。河端溶解有机磷高于溶解无机磷,至海端两者含量基本相当。但春季在本河口区靠海一端曾观测到溶解无机磷与溶解有机磷呈相反变化趋势。
  (2)河口潜在性生物可利用磷
  按九龙江口目前初级生产力水平粗略估算,全年约需净消耗磷3含量9吨,而九龙江溶解活性磷的年入海通量仅占所需磷的30%左右。该事实表明河口区尚有较大量的其他磷的供应源,特别是河口悬浮物和沉积物中磷的转化与释放,这部分磷为潜在性。这就扩展了原先关于生物可利用磷的概念。经化学分析和生物分析结果表明:悬浮物中NaOH-NaCl可提取磷为潜在生物可利用形态,估计九龙江悬浮物中潜在生物可利用磷的入海通量为1.65×10⁶吨/年,约为溶解活性磷年入海通量的1.2倍。
  (二)痕量含氧阴离子
  1.碘
  根据九龙江口现场调查结果,水体中总溶解碘、碘酸根(IO₃⁻)和碘离子(I⁻)均随盐度增大而增大,呈现保守行为。河端水中IO3-厂含量低于方法检测限(1.0微克/立方分米),厂为主要存在形态,随着盐度的增加,IO₃⁻含量迅速增大,至海端IO₃⁻含量占总溶解碘的73%,转而成为主要形态。整个河口区实测IO₃⁻/I⁻比值为含量.34~2.68。本河口区IO₃⁻与I⁻体系处于高度热力学不平衡状态。
  2.砷
  根据九龙江河口区多航次现场调查结果,九龙江河端总溶解砷含量低于海端,平均含量为0.81微克/立方分米,接近于世界上不受污染河流的平均值(0.82微克/立方分米),而远低于黄河及欧洲一些已受砷污染的河口。在溶解无机砷中,五价砷为主要形态,其含量占总溶解无机砷之88%,而三价砷仅占12%。个别航次还检测到二甲基胂(DMAA)。
  九龙江口总溶解砷随季节变化。多数航次呈保守行为,个别航次出现添加(8月)和去除(3月)。8月航次砷的添加很可能是由于悬浮物上砷的解吸。3月航次砷的除去出现在低盐区(盐度<10),去除机理主要归因于砷在悬浮颗粒上的吸附与水合氧化铁的共沉淀作用。
  河口悬浮物中砷的平均含量为9.0×10⁻⁶,接近于长江(7.6×10⁻⁶~13.4×10⁻⁶),低于黄河(11.0×10⁻⁶~l4.7×10⁻⁶)和密西西比河(14.6×10⁻⁶),高于亚马逊河(5.3×10⁻⁶)和世界河流平均值(5.O×1O⁻⁶)。河端颗粒砷含量远高于海端,其河口行为基本保守,说明九龙江口悬浮颗粒砷主要来源于河流携带的陆源泥砂。九龙江河口沉积物中砷含量在l0×l0⁻⁶以内,粘土中珅含量高于砂质沉积物,与渤海湾的观测结果一致。河口浮游植物体内砷含量随季节优势种的不同而变化,通常在2.2×10⁻⁶~5.8×10⁻⁶(干重)之间。
  鉴于多数航次溶解砷呈保守行为,取河端平均表观值0.52微克/立方分米,估算得溶解砷入海通量为0.061吨/年。若悬浮颗粒物中砷含量以5.66×10⁻⁶计,颗粒砷的入海通量为1.8吨/年。
  3.硒
  九龙江口溶解无机砸中,四价砸(Se(Ⅳ))含量约为0.10~0.62纳摩尔/立方分米,六价砸(Se(VI))为3.2~8.2纳摩尔/立方分米,溶解有机砸为未检出至1.4纳摩尔/立方分米、Se(IV)/Se(Ⅵ)比值0.3~1.8,说明在河口区溶解硒处于热力学不平衡状态。
  不同航次调查结果,总溶解无机硒的行为皆为保守,不随径流量、悬浮颗粒负载、生物活动等因素的变化而变化。
  不同航次河端溶解硒含量均高于海端,表明九龙江口溶解硒主要来源于流域地表岩石的风化。通量的季节变化也较明显,即平水期、丰水期高于枯水期,平均入海通量为2.6吨/年。
  从河口悬浮颗粒物和表层沉积物中分离出“铁、锰氧化物结合态砸”(以下简称氧化物态砸)和“有机结合态硒(以下简称有机砸),发现有机砸含量大大高于氧化物态硒。在河端,前者可达180×l0⁻⁹~350×10⁻⁹,而后者仅20×10⁻⁹~66×l0⁻⁹。
  九龙江口底质沉积物间隙水中溶解无机砸和有机硒浓度随深度增加均有不同程度的增大。根据浓度梯度、自由溶液硒扩散系数(4.87×l0⁻⁶平方厘米/秒)和沉积物孔隙度(Φ=0.817),估算砸由沉积物向上覆水的扩散通量为168纳摩尔/平方米•月(溶解无机硒)和199纳摩尔/平方米•月(溶解有机硒)。
  (三)悬浮颗粒物质
  1.悬浮颗粒物质的河口分布
  九龙江河水中悬浮物含量的高低是决定河口水体悬浮物含量的重要因素。九龙江由于流经硅质火山岩地带,径流量和集水面积小,水位差不大,流域植被覆盖率较高,其河水悬浮物含量通常不高于200毫克/立方分米,远低于亚马逊河水(500毫克/立方分米)、长江水(1000毫克/立方分米),更不及黄河水(1700毫克/立方分米)。
  河口表层水体悬浮物含量与盐度关系如图3-16所示。枯水期(11月)由于径流小,加上水体垂直混合剧烈,悬浮物含量最高,而平水期和丰水期(3月和6月)悬浮物含量明显降低。河口悬浮物的平面分布大致分为两段:在盐度0~12的上河口端,悬浮物含量随盐度增大快速下降,基本上受制于水体的物理混合。至海门岛以西,河流输入的悬浮泥沙已大部分沉降。在盐度大于12的高盐度区,悬浮物含量基本维持在同一水平,直至海端。
  在低盐度区(盐度小于6),可能由于河口颗粒分级作用,致使有机颗粒含量相对增大,悬浮物中碳氮比值随盐度增大有所升高。当盐度大于12后,碳氮比值基本保持在10左右(图3-17),接近于一般浮游植物体内碳氮比值,与长江口观测到的结果相类似。据此,可权称盐度小于12的低盐度区为河源区,高盐度区(盐度大于12)为生物活动繁盛的盐化水区。
  2.河口悬浮物的化学组成
  九龙江口悬浮物和表层沉积物的化学元素组成列于表3-9。悬浮物中硅、铁、铝三元素含量最高[(47.4~190)×l0⁻³],碳、钙、镁、钛、锰等含量次之[(1.6~29.5)×10⁻³],其他元素含量均低于1×10⁻³。陆源的铁氧化物、铝硅酸盐是河口悬浮物的主要矿物成分。
  与表层沉积物柑比,悬浮物中硅、铝等成岩元素含量比较低,而磷、碳等生物元素以及锰、铁等易生成水合氧化物的元素含量比较高。这种差别是悬浮颗粒物在其搬运输送过程及沉降之后,所经历的降解、早期化学成岩作用等各种地球化学过程的反映。
  3.悬浮物中痕量生物元素的分布
  河口悬浮物中磷、砸、铜、镉、铬、钒、钛、锰、锌、钙等10种痕量生物元素与内标基准元素铝的含量比值均随盐度的升高而上升,但在低盐度的河源区,上升平缓,而在透光好、生物活动强盛的高盐度区,增大的趋势比较显著。说明九龙江口浮游植物的生物过程将这些元素结合到悬浮颗粒相中,其中磷和硒的效应最为明显。
  第二节 海湾水化学
  海湾是深入陆地形成明显水曲的海域,处陆地与海洋的交汇区,陆海界面过程十分活跃,其生物地球化学过程复杂多变。由于具有优良资源开发优势,人类活动的影响尤为显著,污染问题日趋严重。
  福建省海湾资源丰富,其中较重要者有三沙湾、罗源湾、兴化湾、湄洲湾、厦门湾、东山湾和诏安湾。
  一、三沙湾
  三沙湾位于福建省东北部沿海,海湾总面积713.89平方公里,其中水域面积405.86平方公里。该湾形似伸展的右手掌,四周为山环绕,海岸曲折复杂。西北侧有赛江、霍童溪等中小河溪注入。三沙湾水域开阔,腹大口小,仅东南方经东冲口与东海相通,口门宽仅3公里,是个半封闭型的海湾。
  (一)海水化学
  三沙湾水化学要素季节变化如表3-10所示。
  1.温度、盐度、pH值和溶解氧
  水温季节性变化显著,年变化范围在13.0~29.9℃,平均20.5℃。春夏季表层水温高于底层,冬季表底层水温较均匀。盐度年变化范围24.420~33.810,平均为30.155。8月盐度最高,其次是12月,5月盐度最低。盐度平面分布东吾洋高于三都岛周围海域,主要原因是后一海域受霍童溪淡水输入的影响,尤其是三都岛北部海域影响最为显著,盐度含量也最低。
  pH值年变化范围7.93~8.39,平均为8.22。1月和12月pH值较高,均值分别为8.36和8.29,5月和8月pH值较低,均值分别为8.11和8.10。溶解氧含量年变化范围为5.54~8.84毫克/立方分米,平均为7.38毫克/立方分米;氧饱和度为83.9%~109.1%,均值为96.6%。1月溶解氧含量最高,8月最低,与水温呈相反变化趋势。5月和8月溶解氧分布类似,都是表层含量高于底层。12月溶解氧含量自湾口向湾顶呈递增分布趋势。
  2.营养盐
  硝酸盐含量年变化范围为1.58~19.5微摩尔/立方分米,平均为11.2微摩尔/立方分米。硝酸盐含量具显著季节性变化特征,1月含量最高,平均为16.1微摩尔/立方分米,其次是12月,5月最低,平均含量为5.94微摩尔/立方分米,不及1月的一半。5月和8月硝酸盐含量分布相似,东吾洋低于三都岛海域,其中高值位于三都岛西北海域。12月和1月分布特征接近,高值位于长腰岛西南海域,低值位于东吾洋顶部海域,湾口至东吾洋呈递减分布趋势。
  亚硝酸盐含量年变化范围为0.04~2.50微摩尔/立方分米,平均为1.02微摩尔/立方分米。亚硝酸盐也呈现季节性变化,但其变化特征与硝酸盐正好相反。5月亚硝酸盐均值为全年最高,底层含量高于表层,低值位于东吾洋顶部,从东吾洋向湾口逐渐增加,高值位于三都岛南部海域。1月亚硝酸盐含量最低,高值位于三都岛西南及东吾洋顶部海域,低值位于青山岛东北海域。
  铵盐含量年变化范围为0.02~3.05微摩尔/立方分米,平均为1.22微摩尔/立方分米。其季节性变化与硝酸盐及亚硝酸盐又有所不同。8月铵盐含量最高,表、底层高值分别位于三都岛西南海域及白马港口外,低值位于三都岛北部海域。12月铵盐均值为全年最低,表、底层高值区与8月类似,而低值位于湾口。
  磷酸盐年变化范围为0.23~1.08微摩尔/立方分米,平均为0.66微摩尔/立方分米。12月磷酸盐含量为全年最高值,高值位于三都岛西南海域,低值位于东吾洋。5月为全年最低,其分布趋势与12月相同。
  硅酸盐含量年变化范围为15.6~70.9微摩尔/立方分米,平均为34.0微摩尔/立方分米。硅酸盐含量均值5月全年最高,三都岛海域硅酸盐含量高于东吾洋。8月硅酸盐含量为全年最低值,与盐度呈负相关,其含量随盐度增加而减少。受霍童溪淡水影响,三都岛西北海域硅酸盐含量全年都为最高值。
  上述调查结果表明,三沙湾水体中营养盐丰富,无机氮、磷普遍超水质标准,冬季无机氮含量更达到富营养化的临界值。营养盐含量丰富,与四周大小溪河径流输入有关,同时也因为冬季水温低、光照弱,浮游植物对营养盐摄取利用减少。东吾洋水质质量比三都岛海域好,更有利于水产养殖。
  3.有机物、重金属
  三沙湾周边经济以农业为主,工业所占比重小,海水中化学耗氧量及表层海水油类含量较低,显示还未有明显有机污染(表3-11)。但三都岛南部潮间带低潮水体油类含量较高,如5月和10月含量高达332微克/立方分米和52.8微克/立方分米,分别超过二类和一类海水标准,主要与船舶来往、停靠排废有关,应引起重视。
  三沙湾水体中溶解态与颗粒态铜含量平均为0.44微克/立方分米和0.98微克/立方分米,溶解态与颗粒态铅含量平均为0.082微克/立方分米和0.95微克/立方分米,溶解态与颗粒态镉含量平均为0.011微克/立方分米和0.004微克/立方分米,说明该海域水体中铜和铅主要以颗粒态存在,而镉主要以溶解态形式存在(表3-11)。
  (二)沉积化学
  沉积物中pH值平均为7.33,Eh平均为64mV,基本属氧化环境。沉积物中重金属及若干参数含量如表3-12所示。除铜、有机氯农药外,其他调查项目的高值均出现在三都岛西北海域。除铜、铅、锌、DDT含量超过底质评价标准外,其他参数均未超标。铜、铅、锌含量超标,与工业废水排放及含铜、铅、锌矿地表经冲刷随地面径流注入海湾有关,同时由于该湾口小腹大,与外海水交换困难,水质曝气复氧功能削弱,影响污染物的稀释和扩散,致使重金属难于外排,而在湾内沉淀。
  二、罗源湾
  罗源湾位于福建省东北部沿海,北邻三沙湾,南隔黄岐半岛与闽江口连接,海湾总面积179.56平方公里。该湾周边基本无大河溪注入,仅西北部有一小溪——起步溪注入。整个海湾被罗源半岛和黄岐半岛环抱,仅东北角经一窄口——可门口与东海相通,口门宽仅2公里,也是个半封闭的海湾。
  (一)海水化学
  1.温度、盐度、pH值和溶解氧
  罗源湾夏季(1991年5月)水温变化范围为16.8℃~18.5℃,平均17.4℃。盐度变化范围为24.901~28.109,平均为27.042,分布趋势是从湾口向湾顶递减。pH值变化范围8.15~8.25,平均为8.23。溶解氧含量介于7.56~8.20毫克/立方分米,均值为8.00毫克/立方分米。氧饱和度在96.2%~104%之间,均值为101.1%。溶解氧变化趋势是海湾中部含量较高而两侧的湾口及湾顶较低。
  2.营养盐
  罗源湾海区真光层营养盐具显著季节变化(图3-18)。硝酸盐和亚硝酸盐平均值11月最高(17.92微摩尔/立方分米),7月最低(2.42微摩尔/立方分米),活性磷酸盐11月最高(0.92微摩尔/立方分米),5月最低(0.26微摩尔/立方分米),活性硅酸盐1月最高(37.22微摩尔/立方分米),9月最低(15.08微摩尔/立方分米)。营养盐分布呈现冬高夏低的现象。冬季浮游植物生长缓慢、营养盐消耗少,同时海水垂直混合良好,下层蓄积的营养盐被输送到表层,使真光层营养盐含量提高。春末夏初,水温上升,光照增强,营养盐被浮游植物大量消耗,加之夏季海水温跃层形成,下层营养盐难以被利用,加剧了真光层营养盐的耗竭。磷和氮达到最低值后又回升,体现生态系自我调节能力。磷比氮提前降至最小值,说明浮游植物优先吸收磷酸盐。总体而言,罗源湾水体中的营养盐与初级生产力呈负相关关系。
  罗源湾硝酸盐和亚硝酸盐含量介于2.50~22.86微摩尔/立方分米,平均10.35微摩尔/立方分米,磷酸盐含量范围为0.06~1.02微摩尔/立方分米,平均为0.59微摩尔/立方分米,低于闽浙沿岸流、闽江口及一般海区的平均水平。沿岸陆地径流输入较少,营养盐难以得到补充,湾内生物贫乏、营养盐再生和循环强度弱等是导致该湾营养盐相对贫乏的主要原因。罗源湾海水比较贫瘠是发展该湾水产养殖时应充分重视的问题。
  罗源湾不同季节测定的海水氮磷比大都落在5~30内,表明藻类生长受氮、磷共同作用,氮磷平均比值为17.54,与大洋海水的Redfield比值接近,说明罗源湾氮磷比基本适于浮游植物生长。但夏季浮游植物生长高峰期,由于海水中营养盐,特别是无机氮得不到适当补充,致使氮磷比小于5,初级生产力明显受氮供应不足的限制。
  3.有机物、重金属
  罗源湾周边工业不发达,工业污染少,夏季海水化学耗氧量及表层海水油类平均含量分别为0.85毫克/立方分米和6.65微克/立方分米,均无超标现象,显示水质状况良好。水体中溶解态与颗粒态铜含量平均为0.53微克/立方分米和0.158微克/立方分米,溶解态与颗粒态铅含量平均为0.075微克/立方分米和0.22微克/立方分米,溶解态与颗粒态镉含量平均为0.013微克/立方分米和0.0025微克/立方分米,说明铜和镉大部分存在于溶解态中,而铅主要以颗粒态形式存在。重金属也均在I类水质标准范围内。
  (二)沉积化学
  沉积物中pH值介于7.10~7.85,平均为7.43,其中海湾西部pH值较低(小于7.20)。Eh平均为42mV,除松山至坪岗近岸海域为弱还原环境外,其余属氧化环境。沉积物中重金属及若干参数含量如表3-13所示。铜、镉、硫化物、油等均未超标,锌超标严重,铅有少数站位超标。锌、铅含量较高可能与铅锌矿地表经冲刷随地面径流注入海湾有关。总体上罗源湾表层沉积物大部分污染物指标均低于污染评价标准,卫生质量适于养殖。
  三、兴化湾
  兴化湾位于福建省沿海中段,海湾总面积619.4平方公里,其中水域面积369.22平方公里。该湾略呈长方形,由西北向东南展布。湾顶有木兰溪等河流注入。兴化湾口门宽约13公里,湾口朝向东南,出南日群岛经兴化水道和南日水道与台湾海峡相通。
  (一)海水化学
  1.温度、盐度、pH值和溶解氧
  受气候因素影响,兴化湾表层水温呈现季节性变化,1月水温最低,平均仅为10.82℃,至8月上升到最高,平均水温29.21℃(表3-14)。温度分布表层高于底层,湾内高于湾口。由于径流输入量不大,本湾海水盐度很高,且年变化范围小,8月最高值(33.72)与5月最低值(29.32)相差不到5。盐度分布与温度相反,底层高于表层,湾口高于湾顶。
  1991年6月兴化湾表、底层海水pH平均值分别为8.23和8.21,表、底层变化不大。湾口pH值较高,湾西部受陆地径流影响较低。
  1984年5月溶解氧含量达到全年最高值7.12毫克/立方分米,对应于叶绿素含量全年最高值,反映了春季浮游植物旺盛生长的影响。水温对溶解氧含量也有较明显影响。1月水温远远低于8月,但溶解氧含量却高于8月,表明通常情况下,水温越低,海水中溶解氧含量越高。
  2.营养盐
  兴化湾表层海水营养盐具显著季节变化(表3-14)。5月和8月营养盐含量均明显降低,而1月营养盐含量较高,营养盐分布呈现冬高夏低的现象。由于兴化湾沿岸无大的径流输入,营养盐的补充主要来自于与外海水的交换,5月营养盐含量很低,而叶绿素含量却为全年最高值,反映浮游植物生长对氮磷的消耗。冬季水温处于低值,抑制了浮游植物的生长,营养盐消耗少,因此表层海水营养盐含量升高。
  3.有机物、重金属
  海水中化学耗氧量和油类含量都比较低(表3-15),两者水平均未超过海水一类标准。但油类分布呈现东、西两侧沿岸含量高,向湾中心减少的趋势。说明兴化湾周边工业近年来的迅速发展虽还未对该湾带来明显有机污染,但已不难看到人为活动带来的潜在性影响。
  兴化湾水体中溶解态与颗粒态铜平均含量分别为0.33微克/立方分米和0.195微克/立方分米,变化趋势由湾顶河口区的高含量向湾口减少。溶解态铅含量差别较大,在0.016~0.242微克/立方分米之间,江阴岛西侧为高值区,湾中心向湾东比较低;颗粒态铅表、底层平均含量分别为0.32微克/立方分米和0.49微克/立方分米,分布受河口影响较显著,即河口高,往湾口减少。溶解态与颗粒态镉含量平均为0.011微克/立方分米和0.04微克/立方分米,溶解态镉的分布趋势与铅相似,而颗粒态镉分布很特殊,湾口至湾东部略高于湾西部。
  比较1984年和1991年的观测资料,兴化湾水质已有好转迹象,特别是油类和重金属(表3-15)。
  (二)沉积化学
  沉积物中pH值在7.10~7.64之间,以木兰溪的三江口河口区附近最低。Eh值介于-23mV~+179mV,江阴岛周围的湾顶较高。铜、铅的高值区均出现在湾西部三江口河口区附近,分布趋势为沿岸略高于湾中心。锌的分布是沿岸高,湾中心低,河口沿岸局部地区有三个站位的锌含量超标,可能是周边锌矿及河流机制所致。镉的分布与铜、铅、锌不同,含量由湾东部的高值区向湾西部的低值区递减,与悬浮颗粒态镉很相似,其分布可能受悬浮颗粒物的沉降作用控制。油类含量最大值出现在往返大陆与南日岛之间海峡,全湾分布也表现为沿岸高、向湾中心减少的趋势,其含量高低变化,与人为活动有密切关系。
  表3-16为1984年和1991年在两个相同站位的观测结果。与1984年相比,除硫化物和镉外,其他数据在1991年都有所改善,与水质情况一致。
  四、湄洲湾
  湄洲湾位于福建中部沿海,海湾总面积423.77平方公里,其中水域面积216.73平方公里。该湾三面被大陆环抱,湾口有湄洲岛作为屏障,是一天然优良港湾。湄洲湾属隐蔽性和稳定性较好海湾,湾内具有潮差大和水深大的特征。周边无大河溪注入。湄洲湾为多口门海湾,经4个口门与台湾海峡相通,其宽度总计9.5公里。
  (一)海水化学
  1.温度、盐度、pH值和溶解氧
  1988年9月和1989年1月四种参数的含量与分布如表3-17所示。9月平均水温为26.56℃,高温区位于湾顶,低温区位于西南水域。1月水温变化不大,平均14.45℃,湾顶水温略高。9月平均盐度33.836,水平分布较均勻。1月盐度平均值为30.256,水平分布呈湾口向湾顶递减趋势。9月份盐度高于1月。
  9月pH值变化范围在8.04~8.24,平均8.16。湾内西南区域pH值较高,湾顶较低。1月pH值变化于7.87~8.24,均值为8.11,湾顶较高。湄洲湾水体溶解氧含量分布较均匀,氧饱和度在90%以上。9月和1月氧含量平均值分别为4.250×10⁻³和5.824×l0⁻³。一般来说,水温越低,氧含量越高。冬季水温低于秋季,则溶解氧含量高于秋季。
  2.营养盐
  湄洲湾冬季2月磷酸盐和总氮平均含量为全年之冠,分别为0.46和11.60微摩尔/立方分米,秋季的含量稍低于冬季,春季5月和夏季8月的营养盐含量都很低,磷酸盐和总氮分别只有0.04和1.66微摩尔/立方分米及0.26和1.27微摩尔/立方分米,海区营养盐呈现秋冬高春夏低的季节性变化特征。
  冬季湄洲湾水温降至11.12℃,低温成为浮游植物生长的主要限制因素,因此营养盐消耗很少。春季水温上升,光照增强,冬季水体中剩留的营养盐被浮游植物大量消耗,从而造成了水体的贫营养状态。至8月,由于台湾海峡西南季风作用,南海水朝北运动增强,寡营养的外海水未能提供足够营养,故夏季8月营养盐水平仍很低。秋季,东北季风加强,湄洲湾受闽浙沿岸水系的影响,营养盐含量逐渐增加,在适宜温度下,浮游植物生长形成高峰期。
  湄洲湾水体无机氮、磷超水质标准现象严重,湾顶尤为突出。9月无机氮超1类海水水质标准达25%,超3类标准为8.3%,1月无机氮超1类水质标准达100%,无机磷超1类海水标准达33.3%。该湾口小腹大,且湾口深入内陆达33千米,故湾顶水体交换能力和环境自净能力较差,处潜在性富营养化状态,条件适宜时有发生赤潮的可能性,是发展海水养殖时需引起重视的问题。
  3.有机物、重金属
  湄洲湾水体化学耗氧量为0.65~0.86毫克/立方分米,水平分布较均匀,季节性变化不大,油类含量在未检出至10.7微克/立方分米,均符合一类海水水质要求。但往年莆田拆船厂拆船多次发生船体断裂,造成油污染重大事故。1982~1985年福建海岸带环境质量调查表明,湄洲湾潮间带水质中油类平均含量较髙,超1类海水水质标准达70%,超2类海水水质标准为20%,这与来往船舶排污及设在秀屿的莆田造船厂拆船污染有关。
  湄洲湾水体溶解态及颗粒态重金属含量如表3-18所示。从形态来看,秋季颗粒态铜、铅、镉均值高于溶解态,冬季则相反,溶解态均值高于颗粒态。从季节来看,秋季溶解态铜、铅、镉平均含量均低于冬季,而颗粒态则是秋季高于冬季。重金属水平尚未达到污染程度。
  (二)沉积化学
  pH值变化范围为7.28~8.03,属中性偏弱碱性环境,呈湾口向湾顶递减分布趋势。Eh值介于-9mV~+334mV,海湾西部、北部沿岸及肖厝以南沿岸为低值区(0~100mV);秀屿西部、肖厝以东及东南至东吴一带,Eh均大于200mV,属强氧化环境。
  沉积物中铜、铅、镉含量均较低,但锌有40%超标,硫化物有20%超标,主要见于湾内西南部。该处由于水动力作用较弱,底质以细粒沉积为主,所以沉积物中锌、铜、油类、硫化物、有机质含量较高。锌超标与本省地壳、土壤中锌背景含量高有关。海湾中部及湾口地段水动力作用较强,底质多以砂粒沉积为主,故Eh值较高,大部分沉积物重金属环境质量良好。
  五、厦门湾
  厦门湾位于福建省南部沿海金门湾内,九龙江口入海处,分内港(含九龙江口)和外港,内港位于厦门岛西侧,外港在厦门岛西南侧。厦门湾水域狭长,面积达230.14平方公里,其中水域面积154.18平方公里,大部分水深在5~20米之间。西侧有福建省第二大河流——九龙江汇入。厦门港口门朝向东南,北起厦门岛的白石炮台,南至龙海县的塔角,宽达13.75公里。厦门港属构造成因港湾,兼具河口湾性质。
  (一)海水化学
  厦门港海水化学调查研究自20世纪60年代初即开始,资料积累丰富。为便于叙述,通常将嵩屿一鼓浪屿一厦门港避风坞连线以北海域称为西海域,连线以南,西至九龙江口海域称为九龙江河口区。后者在上一节已有阐述。西海域海水中诸化学要素的含量与分布如表3-19所示。
  1.pH值、盐度和溶解氧
  pH值:西海域pH值变化范围为7.89~8.46,平面分布趋势为宝珠屿以北海域pH值较高(常髙于8.2),向南递减。湾顶pH值高是由于该区营养物质较丰富,浮游生物大量繁殖的结果。西海域pH值的断面和垂直变化较小,大致呈均匀分布。季节变化表现为6月出现峰值,12月次高峰,8~10月降至低谷,2~4月为次低谷值。
  盐度:西海域盐度通常介于25.02~31.85,分布较均匀,垂向变化也不大,大致为同性水体。但西海域海水盐度结构可受到九龙江冲淡水和外海水的显著影响。丰水期嵩屿与鼓浪屿一线盐度由湾口向湾内增加,即是九龙江淡水的影响所致。热带风暴期间,暴雨使九龙江径流量剧增,短期内洪水经河口区通过潮汐作用于整个厦门近岸海域,可使西海域盐度迅速下降。9810号台风影响期间,西海域南部表层海水盐度最低降至5.56。台风过后盐度迅速回升(图3-19)。
  溶解氧和氧饱和度:1981年西海域溶解氧和氧饱和度变化范围分别为5.63~10.86毫克/立方分米和85.4%~132%,宝珠屿以北海域较高。1987年两参数与1981年基本一致,5月二者均出现峰值,与叶绿素a年变化一致,表明溶解氧的变化与浮游植物活动密切相关。溶解氧低值见于8月马銮海堤外底层水,系由底质中硫化物和有机质含量高所致。
  2.营养盐
  硝酸盐1981年硝酸盐含量均值为2.33微摩尔/立方分米,平面分布呈北部略高于南部的趋势,垂直分布以上高下低的递减型为主。1987年硝酸盐平均含量为8.94微摩尔/立方分米,变化范围为2.02~24.0微摩尔/立方分米,比1981年明显增高。高值区多出现在
  [=此处为插图(图3-19 9810号台风彩响期间西海域南部—观测站表层海水盐度变化示意图)=]
  L——低潮H——高潮厦鼓海峡、筼筜湖海堤以北近岸及宝珠屿以北海域,系杏林工业区和厦门本岛西海岸排污影响所致。
  亚硝酸盐1981年亚硝酸盐平均含量为0.87微摩尔/立方分米,平面分布一般呈北低南高。1987年平均含量增至1.43微摩尔/立方分米,高值区多出现在筼筜湖海堤外至宝珠屿以南海域及马銮湾海堤外。
  铵盐1987年平均含量为3.86微摩尔/立方分米,范围介于0.0~11.6微摩尔/立方分米。马銮海堤外及东渡一带海域一般含量较高,11月为高峰期,2月出现低谷值。
  活性磷酸盐1981年磷酸盐变化于0.01~2.39微摩尔/立方分米,均值为0.50微摩尔/立方分米。1987年含量均值为0.48微摩尔/立方分米,马銮海堤至宝珠屿一带海域较高。
  活性硅酸盐西海域硅酸盐含量分布比较均匀,平均为42.9微摩尔/立方分米。1987年含量均值为29.8微摩尔/立方分米,高值多出现在厦鼓海峡和高集海堤涵洞一带海域。
  上述调查结果表明,西海域营养物质较丰富,总无机氮严重超标,无机磷超标现象也较严重。富营养化可能是导致西海域时有“赤潮”发生的诱因之一。
  热带风暴过程可引起西海域营养盐含量的急剧变化。9810号台风影响期间,西海域南部表层海水总无机氮和总无机磷峰值分别达到113.7和2.26微摩尔/立方分米,为非台风情况下年最高值的3倍和2倍,均远远超过海水水质4类标准。台风影响过后,两者含量虽迅速下降,但10余日内仍维持在较高水平,其中总无机氮仍超海水水质4类标准,总无机磷仍在海水1类标准之上。
  3.有机物、重金属
  1982年西海域化学耗氧量平均为1.23毫克/立方分米,之后缓慢地增加(图3-20)。较高值(大于2.0毫克/立方分米)多出现在筼筜湖海堤外至东渡近岸及马銮海堤外一带海域,指示西海域有机污染物质主要来源于厦门岛西海岸和杏林工业区。伴随热带风暴过程的暴雨可使经由径流入海的有机物在短时间内急剧增加,使近岸海域化学耗氧量明显增大。9810号台风影响期间,西海域南部表层海水化学耗氧量峰值达到2.20毫克/立方分米,超过海水1类水质标准,化学耗氧量与盐度呈较显著的负相关关系,表明陆源地面径流是台风期间西海域化学耗氧量的主要来源。但台风的影响并未在西海域造成高强度长时间的有机污染,可能与台风期间水体剧烈运动交换及有机物氧化降解有关。
  西海域海水中石油类含量尚低,但厦鼓海峡、嵩鼓海峡及码头附近海面漂油膜现象时有出现,应引起重视。
  西海域溶解态铜、铅、锌和镉的平均含量分别为0.48、0.014、0.10和0.025微克/立方分米,颗粒态平均含量分别为铜0.25×10⁻⁹、铅0.21×l0⁻⁹、锌0.63×10⁻⁹、镉0.004×l0⁻⁹。铜的含量在马銮海堤至宝珠屿一带海域较高,主要受杏林工业区的排废影响,铅和锌在筼筜湖海堤外至石胡码头一带海域较高,主要受厦门市区工业和生活污水的影响。镉在西海域分布均匀。总体而言,西海域重金属含量水平低,未超出1类海水水质标准。
  (二)沉积化学
  西海域为中性偏碱的沉积环境,北部pH值较高(大于8)。沉积物中Eh较低,基本属弱还原性环境。其中马銮湾沉积物中硫化物和有机质含量很高,其Eh小于0,处于还原状态,沉积物中高含量的有机质成为水体富营养化的潜在根源。
  西海域沉积物中重金属和硫化物高值区分布于马銮湾、杏林湾附近,厦鼓海峡含量较低。表层沉积物中铅、镉和DDT超标较严重,铜和硫化物也局部超标,表明沉积物已有轻度污染,特别是北部海域,受马銮湾、杏林湾和筼筜湖污水排放及沿岸直接排污的影响,污染较严重。
  六、东山湾
  东山湾位于台湾海峡南口的西岸,海域总面积247.89平方公里,其中水域面积155.5平方公里,是闽南最大的海湾。该湾三面为山丘环抱,呈不规则的梨形伸入陆地,南北长20公里,东西宽约15公里,湾顶有漳江入海。湾口朝南,口门狭窄,宽仅5公里,其间还有塔屿等大小岛屿屏障,是个半封闭型的海湾。
  (一)海水化学
  东山湾1988年5月至1989年2月水化学要素季节变化如表3-20所示。
  1.温度、盐度、pH值和溶解氧
  东山湾8月水温最高(平均26.7℃),5月(23.8℃)和11月(19.0℃)次之,2月最低(平均15.5℃)。8月表、底层水温变化较大且表层水温高于底层,其它月份表底层水温较均匀。
  5月丰水期受漳江冲淡水的影响,表层水盐度自湾顶到湾口形成较大水平梯度,变化范围在20.81~33.87之间。底层受影响小水平梯度明显小于表层。8月在西南季风推动下,南海高盐水对东山湾影响增强,同时由于漳江径流量减少,表、底层盐度达到全年最高值。11月受较低盐度闽浙沿岸流的影响,表、底层盐度都较低。2月受东北季风作用,海水对流混合作用增强,盐度水平和垂直分布都很均匀。
  11月pH值变化于8.20~8.44,湾顶局部区域pH值较高,原因在于浮游植物光合作用消耗二氧化碳使得pH值升高。2月水温降低,浮游植物光合作用减弱,pH值比11月略低,变化范围为8.02~8.30。
  受水温季节变化和浮游植物盛衰的影响,东山湾溶解氧含量也呈现较显著季节变化。5月水温较高,浮游植物也未及繁盛期,溶解氧及氧饱和度较低。8月是高温季节,加上有机质氧化作用,湾内溶解氧含量降至最低值。11月水温较夏季低,浮游植物生长旺盛,溶解氧含量比夏季明显增高,并出现大幅度的过饱和状态,溶解氧分布与叶绿素a—致。2月湾内水温低,溶解氧含量高,处低度过饱和状态。
  2.营养盐
  硝酸盐硝酸盐含量年变化范围为0.08~27.3微摩尔/立方分米。5月受漳江径流影响,表层硝酸盐分布呈湾顶向湾口递减趋势,表、底层硝酸盐含量分异明显。8月由于浮游植物生长消耗,硝酸盐均值全年最低,湾口及湾东部由于高盐外海水的补充含量相对较高。11月湾口及湾东南部由于沿岸流带来较丰富营养盐,硝酸盐含量为高值区;湾顶及西部一带强烈的光合作用消耗大量硝酸盐,而径流补给不及消耗,硝酸盐含量呈现低值。2月由于低温对浮游植物生长的抑制,浮游动物尸体和其他有机体的氧化分解,以及水体垂直交换加剧,水体中的氮得以再生和积累,硝酸盐量值增至全年高峰。此外,沿岸流也带来较多的硝酸盐。
  亚硝酸盐亚硝酸盐含量年变化范围为0.01~2.34微摩尔/立方分米。分布特征与硝酸盐相似,5月含量从湾顶向湾口递减,8月和11月呈湾口及湾东部高而湾顶及湾西部低的相反分布趋势,与后两个海区浮游植物消耗亚硝酸盐大于补充有关。2月含量均值为全年最高,分布也较均匀,可能与浮游动物尸体等分解有关。
  铵盐铵盐含量年变化范围为0.05~5.35微摩尔/立方分米。5月湾顶含量高而湾口低,湾内分布较均匀。由于丰水期漳江径流携带的量大,且浮游动物数量多,其排泄物产生的铵氮量也较多,铵盐含量均值为全年最高。8月东山湾浮游动物量处全年最高峰,排泄物产生的铵氮量最多,但此时浮游植物的较大量繁殖又消耗了铵盐,因此铵盐平均含量比春季低,但高于秋冬季。2月由于冬季海水强烈的垂直对流混合,海洋有机体分解释放出的氮容易氧化,使得铵氮的平均含量为全年最低,而硝酸盐则为全年最高。
  活性磷酸盐磷酸盐年变化范围为0.02~2.54微摩尔/立方分米,平均0.38微摩尔/立方分米。5月受低磷外海水影响,磷酸盐均值全年最低,8月由于外部较深层相对高磷水体涌升,湾口及湾东南部磷酸盐含量较高,但湾内大部分水域磷被浮游植物消耗殆尽。11月磷含量较高的沿岸水入侵,使湾口及湾内东部磷含量仍维持较高水平,湾内虽然因浮游植物大量繁殖而使磷酸盐含量较低,但并无明显区域性耗尽现象,说明磷酸盐的补给仍较充足。2月由于浮游植物剧减、有机体的氧化分解及水体垂直混合和高营养盐沿岸水入侵等诸多因素共同作用,磷酸盐含量达到全年最高值。
  活性硅酸盐硅酸盐含量年变化范围为4.62~89.2微摩尔/立方分米,平均23.3微摩尔/立方分米。5月受漳江径流影响,表层硅酸盐分布与硝酸盐相同,从湾顶向湾口呈递减分布趋势。8月分布趋势与5月相似,但因径流影响减弱,湾顶的含量比5月低。11月分布呈现由湾口和湾顶向湾中部递减的趋势,原因在于湾顶和湾口分别得到径流及含硅较高的沿岸水入侵的补给。2月因浮游植物衰亡及垂直对流强烈,湾内硅含量较高且分布较均匀。
  显然,东山湾海水中营养盐的含量与分布,既与漳江径流及外海水的入侵有关,也与湾内浮游生物的盛衰有密切关系。冬季由于浮游植物锐减以及浮游动物及其他有机体的氧化分解,营养盐出现较大程度的富营养化,需引起重视。
  3.有机物、重金属
  东山湾化学耗氧量含量为0.58~2.31毫克/立方分米,多呈现湾顶较高而湾口较低的分布趋势,表明湾内有机物质主要来源于漳江径流。冬季由于季风作用强,海水混合均匀,COD的分布较均匀。湾内多数海区油类含量都很低,但湾口附近的油类含量常常超标,可能是港口船只的影响。东山湾水体中铜在颗粒态和溶解态中的含量比较接近,铅主要存在于颗粒态中而镉主要以溶解态形式存在,水体中重金属含量均未超出1类海水水质标准。总体而言,东山湾水质基本上良好。
  (二)沉积化学
  表层沉积物中pH值为7.02~7.96,属中性环境;Eh介于-40~324mV,除少数小区域为弱还原环境外,绝大部分为弱氧化环境。湾东南部古雷半岛沿岸有机质含量较低,主要由于该区域是高能沉积环境区,沉积物多为细砂。湾顶漳江入海处有机质含量也比较低,说明非丰水期时,漳江携带的有机质含量明显较小。沉积物中铜、铅、锌、镉含量均值分别为17.3×10⁻⁶,11.6×10⁻⁶,91.2×10⁻⁶和0.066×10⁻⁶,其中锌的较高含量与福建省陆地锌的本底值较高有关。
  七、诏安湾
  诏安湾地处诏安县东南沿海,西面为宫口半岛,东面是东山岛,东北面经八尺门海峡水道与东山湾相连。海湾略呈南北伸展,长约17公里,宽约8公里,总面积为152.66平方公里。湾内海底宽浅平坦。湾口朝南,口门有城洲岛和西屿等岛屿屏障,宽约7千米。
  (一)海水化学
  1.温度、盐度、pH值和溶解氧
  1989年5月水温介于23.9~26.9℃,湾口低于湾内,并向湾顶递增。10月水温变化较小,在23.0~23.8℃之间,整个海湾分布较均匀,湾口略高于湾内。5月盐度变化范围29.83~31.88,平面分布由东南向西北递减,正好垂直于流向变化趋势。10月盐度在30.64~31.99之间,趋势是东高西低,但变化不大。
  5月pH值变化于8.08~8.24,呈东南向西北递减分布趋势,与盐度变化一致。10月pH值范围为8.16~8.28,湾顶略高于湾口。5月溶解氧含量介于6.99~8.54毫克/立方分米,变化趋势与流向一致,由西南向东北递减。10月溶解氧含量略低于5月,介于6.86~7.46毫克/立方分米,两季溶解氧含量都达到和超过饱和度。
  2.营养盐
  硝酸盐5月硝酸盐含量变化范围为0.02~5.95微摩尔/立方分米,只在湾口检测到硝酸盐,湾内均检测不出,显然是生物活动致使硝酸盐的补充不足。10月硝酸盐含量比5月有所增高,范围为0.02~18.9微摩尔/立方分米,但仍有局部水域未检出,分布由湾顶向湾口递增。
  亚硝酸盐5月亚硝酸盐含量很低,均值为0.27微摩尔/立方分米,呈湾内向湾口递增分布趋势。10月分布趋势与5月相似,但平均含量达到1.49微摩尔/立方分米,是后者的5倍。
  铵盐5月铵盐含量变化范围为<0.01~2.80微摩尔/立方分米,中部和东部为低值区。10月含量有所增加,呈外高里低的趋势。
  活性磷酸盐5月磷酸盐检出范围为0.62~0.80微摩尔/立方分米,平均0.75微摩尔/立方分米。整个湾内变化不大,湾顶略高。磷酸盐含量全部超1类海水水质标准。10月磷酸盐含量进一步增加,变化范围和平均值分别为0.99~1.65微摩尔/立方分米及1.20微摩尔/立方分米,湾顶向湾口递增。磷酸盐含量全部超2类水质标准,湾口右侧更超过3类标准。
  活性硅酸盐5月硅酸盐含量变化于10.9~24.8微摩尔/立方分米,湾口略高于湾内,但最高值见于湾顶河口区。10月含量与5月接近,在8.91~27.4微摩尔/立方分米之间,呈东高西低的分布趋势。
  上述结果表明,诏安湾水体中无机氮含量较低而无机磷含量偏高,为全省海湾中不多见的氮限制海湾。
  3.有机物、重金属
  诏安湾内自然资源尚未过度开发,周边工业也不发达,另外,湾内没有大型港口码头及商业性交通运输船只,所以海水中化学耗氧量及油类含量还较低。海水中铜、铅、镉主要以溶解态形式存在,含量均在1类水质标准内。整个海湾水化学状况良好。
  (二)沉积化学
  底质中pH值介于6.87~7.91,湾口pH较低,属中性环境,其余大部分均为中性偏碱环境。Eh变化范围为-8~93mV,湾口处水动力作用强烈,沉积物多以砂为主,因而底质为氧化性环境。沉积物中铜、铅、锌、镉含量均值分别为13.32×1含量⁻⁶,9.34×l0⁻⁶,77.14×10⁻⁶和0.056×10⁻⁶,铜、铅、锌的分布趋势相似,都是中部高而湾口及湾顶较低。镉则不同,湾口最低,向湾顶增大,湾西北端最高。除锌部分接近和超过评价标准外,其他元素仍处低含量阶段。元素分布特征表明它们主要来源于河口和陆上碎屑,这是因为入海后流速减缓,易于湾中滞留,所以呈高值区,相反湾口开阔,交换充分,故呈低值区。
  第三节 近海水化学
  福建近海主要指台湾海峡西部海域。该海域地处亚热带,常年气温较高,水深一般不超过1含量含量米,海水运动主要受季风影响。
  一、溶解氧
  溶解氧含量范围在2.72×10⁻³~8.72×10⁻³之间,平均5.35×10⁻³;氧饱和度介于58.7%~166%,平均1含量2.7%,说明福建近海海域基本为富氧水体。
  (—)平面分布
  由于各水系的季节性消长,以及浮游植物兴衰和有机物分解等的季节性变化,溶解氧含量及氧饱和度的平面分布随季节交替而发生变化。
  1.春季
  春季西南季风逐渐加强,推动高温高盐的南海水及黑潮支梢进入福建近海。水体中溶解氧含量随水温的升高而下降,除若干沿岸海域外,一般均降至小于5.8×l0⁻³。由于浮游植物进入水华期,溶解氧饱和度普遍较高,平均为1含量8%,其中0~10米层平均值更高达113%,为全年最高均值。表层溶解氧含量分布总的趋势是沿岸海域较高,向外海逐渐降低,等值线大致平行于海岸(图3-21a)。
  北部浙闽交界一带外海出现与高的叶绿素a相对应的特高氧区,中心氧含量和饱和度最高值分别达8.92×l0⁻³和166%。兴化湾及镇海角附近亦出现类似的高氧区,中心高值大于6.4×10⁻³及124%。这些高氧区影响深度不大,2含量米深以下,髙氧现象消失。
  24°N~24°40′N之间的海峡中线海域底层有一股不饱和低氧水体向西北岸边推进,其中心低值小于4.4×10⁻³和84%,这使24°N以北南日岛以南大片海域底层出现不饱和现象。泉州湾附近表层至1含量米层的相对低氧高盐现象,可能与该水体的潜入及岸边涌升有关。
  2.夏季
  入夏后,在强劲的西南季风作用下,南海水及黑潮支梢完全占据福建近海海域,海水温盐升至全年最高值,溶解氧含量相应降至全年最低值,平均比春季下降1.18×l0⁻³。随着水温的升高,生物的呼吸作用及有机物的氧化作用加剧,总的生化耗氧作用普遍较浮游植物增氧作用大,因此氧饱和度显著下降,平均比春季降低16%,除0~10米层普遍为过饱和外,10米层以深普遍为不饱和状态。平面上,25°N线以北海域,表层溶解氧含量呈沿岸低,向外递增的趋势,以南海域除个别高值或低值块状分布外,大致为均匀分布。
  北部福宁湾外的0~5米层、中部兴平海域东北部的0~10米层及南部东山湾周围的0~10米层,出现三个与高叶绿素a对应的不连续的高氧区,中心高值均大于5.2×10⁻³及112%。10米层以深,高值现象消失。
  北部的大渔湾沿海、三沙湾口到平潭岛沿岸及湄洲湾至泉州湾沿海,表层出现三个溶解氧含量小于4.4×10⁻³、饱和度小于96%的不连续不饱和低氧区,至10米层,三个低氧区连成一片,20米以深,整个近海海域均为氧含量小于4.4×10⁻³、饱和度小于92%的不饱和低氧水体所占据,并呈典型的北低南高、沿岸低近海高的分布特征。
  3.秋季
  入秋后西南季风逐渐转为东北季风,低温低盐的浙闽沿岸流南下,随水温的下降,溶解氧及氧饱和度普遍升高,平均比夏季上升0.91×l0⁻³及10%。平面分布与春季相似,即沿岸高于近海,北部高于南部,等值线大致平行于海岸。
  北部沙埕湾外沿岸海域的0~5米层有一股溶解氧含量大于5.6×10⁻³、氧饱和度大于112%的高氧低盐低温的水舌向南伸展,这显然是南下的浙闽沿岸流影响所致。湄洲湾外含量~10米层及诏安湾附近0~5米层,各有一个与髙的叶绿素a对应的高氧区(图3-21b),中心高值大于6.0×10⁻³及132%。其余海域表层氧含量和饱和度均在5.2×10⁻³和1含量6%左右均匀分布。1含量米层以深,整个海域的溶解氧均随深度的增加而明显下降。
  4.冬季
  冬季在强劲东北季风作用下,浙闽沿岸流长驱直下,占据大部分近海海域,使其温盐降至全年最低值,溶解氧含量随之普遍上升为全年最高值,平均比秋季高1.09×10⁻³。
  北部海域为高氧水体,溶解氧含量大于6.8×10⁻³,向南逐渐减小,闽江口至围头一带海域降至6.4×10⁻³,至东山进一步降至6.0×10⁻³,溶解氧含量呈北高南低的分布态势。沿岸海域溶解氧含量高于近海,等值线大致与海岸平行,其中6.0×l0⁻³等氧线与14℃等温线几乎重合,皆沿峡区中线南行,至118°20′E、23°30′N附近折向西行,抵达南澳岛附近。该线西北部可能为南下的浙闽沿岸流所控制。底层溶解氧的分布与表层相似。
  由于冬季风大浪高,有利于海一气交换,同时海水强烈的垂直对流加速了垂直混合作用,因此近海水体皆呈稍过饱和状态。除平潭东部氧饱和度大于1.8%外,整个海域都在104%左右,呈均匀分布。
  (二)断面分布与垂直变化
  断面指与大陆垂直的东西向横断面。春夏秋三季各横断面的分布特征相似,均大致呈西部上层较髙、向东向下逐渐递减、等值线倾斜并与海底平行的分布趋势,底层不饱和低氧水体,普遍具有较明显的沿海底爬升的趋势。冬季上层海水垂直对流强烈,各断面分层现象消失,溶解氧垂直变化较小,一般呈均匀分布状态。
  春夏秋三季溶解氧垂直变化普遍呈上高下低的递减型分布,以夏季的垂直变化最大。平面上出现高氧区的海域垂直分布常呈明显的氧跃层分布,在0~15米层出现氧含量及饱和度的最大值。北茭以北海域溶解氧垂直变化高于南日岛以南海域,主要原因可能是后一海域三季均受初级生产力较低的外海上层水影响。沿岸海域的垂直变化普遍高于近海。
  (三)周日变化
  溶解氧周日变化表现出沿岸及北部较大,而近海较小的趋势。氧含量及饱和度日较差的最大值和最小值分别为1.0×10⁻³和22.6%及0.06×10⁻³和1.22%,前者是后者的20倍。周日变化大致有三种类型:(1)周日曲线起伏甚微,周日变化很小,秋冬季多数海区呈现该特征;(2)白天(特别是午后至傍晚)测值高,晚上(特别是午夜至清晨)测值较低,春夏季表层及次表层往往具此特征,反映了浮游植物光合作用的显著影响;(3)周日曲线出现与潮汐周期大致相对应的二高二低的起伏变化,多见于近河口港湾的沿岸海域。
  (四)周年变化
  溶解氧含量的周年变化与水温相反,表现为冬高夏低。氧饱和度的年变化趋势表、底层不同。表层呈春高、夏低、秋次高、冬次低的二高二低的起伏变化;底层具区域性差异,沿海最高值出现在春季而近海则是冬季,但最低值同为夏季,表现为一高一低的波动变化。不同海区氧含量及饱和度年较差差异甚大,最大值和最小值分别为3.83×10⁻³和61.3%及0.58×10⁻³和1.8%,底层的年较差普遍大于表层。
  二、pH值与碱度
  (一)ph值
  pH值介于8.03~8.70,平均8.29。大部分pH值在8.20~8.40之间,属正常海水ph值范围。
  1.平面分布
  各季节pH值具不同平面分布特征。春季PH值随纬度增大逐渐升高,北部海域0~5米层出现与高叶绿素a及高溶解氧对应的高pH值区,中心pH值高达8.59。至1含量米层pH值迅速递减为8.35,高pH值现象消失。福宁湾至平潭一线沿岸PH值较低,并呈向外递增的趋势;平潭以南海域,pH值由东北向西南递减,pH值从大于8.4降至小于8.1。
  夏季受高温高盐且pH值较恒定的外海上层水影响,近海海域pH值大多在8.2~8.3左右,但沿岸PH值一般小于8.2,呈沿岸略低于近海的分布状态。
  秋季外海水向南退缩,浙闽沿岸流推进至南日岛附近海域,使pH值呈现明显的北低南高,沿岸低、近海高的分布趋势,pH值的等值线较平行于海岸。由北向南,由岸向外,Ph值由小于8.3逐渐递增至大于8.4。
  冬季受进一步南下的浙闽沿岸流的影响,pH值普遍较低,25°2含量′N以北海域pH值较高,沿岸高于近海,以南海域pH值在8.2左右均匀分布。
  2.断面及垂直分布
  春季大多数断面pH值的垂直分布呈上高下低的递减型分布,pH值垂直变化较大,个别海域还出现明显的pH值跃层。夏季pH值的垂直变化仍以上高下低的递减型分布为主,但变化幅度普遍比春季小。秋冬季pH值基本呈垂直均匀分布。
  3.周日变化
  pH值周日变化相差较大,最大日较差(0.61)是最小日较差(0.02)的30倍。夏季日较差较高而冬季日较差较低。除冬季外,底层pH值日较差一般大于表层。pH值周日变化大致有四种类型:(1)周日曲线具有与潮汐周期对应的二高二低的起伏变化,多见于受陆源冲淡水影响较大的海域;(2)白天测值较晚上高,常在午后至傍晚及午夜至清晨分别出现周日高峰值和低谷值,pH值与溶解氧相关性好,显然系生物活动所致,春夏季平潭以北海域几乎都具此特征;(3)日较差很小,周日曲线仅有微小起伏变化,冬季少数海区具此特征;(4)周日曲线呈无规则起伏变化。
  4.周年变化
  pH值周年变化相当复杂,不同海域乃至同一海域的不同层次,年变化曲线的形状及峰谷值的出现时间均有明显差异,大致可分为两种类型,第一类是周年曲线呈双峰型分布,春秋分别出现高峰值或次高峰值,夏冬则分别出现最低或次低值;第二类是周年曲线呈单峰型分布,春或秋季为高峰值,而夏或冬季为低谷值。
  表、底层最大年较差分别为0.51和0.38,年较差分布大致呈沿岸海域高于近海、北部海域高于南部海域的趋势。
  (二)碱度
  碱度范围变化于1.45~2.52毫克当量/立方分米(单位下同从略),平均2.22,属正常海水碱度范围。
  1.平面分布
  春季碱度呈沿岸较低、向外递增、等值线大致平行于海岸的分布趋势。平潭以北海域及金门以南沿岸海域明显受低碱的陆源冲淡水影响,碱度均在2.2以下,而25°N以南近海表层海域及25°20′N以南、118°30′E以东大片海域的10米层至底层则全部为碱度大于2.3的高碱外海水占据。湄洲湾至围头沿岸出现一小片与高盐及低氧相对应的高碱区,10米层以深与其外侧的高碱水体连成一片,表明此处有明显的涌升现象。北茭以北海域表层碱度特别低,中心低值仅1.67左右,但随深度增加迅速递增。
  入夏以后,平潭以北海域,除低碱(中心低值小于2.0)的闽江冲淡水舌状向东北伸展外,其余海域碱度分布较为均匀,表、底层分别在2.3和2.4左右。平潭以南海域,金门至台湾浅滩连线附近,碱度在2.1~2.2之间均匀分布;连线以东,碱度由西南向东北逐渐递增,等值线较垂直于岸线;连线以西,表层碱度明显向西北递减而底层则呈向西递增的趋势。
  秋季浙闽沿岸流南下,使镇海角以北海域碱度普遍低于夏季,但峡区中线附近海域碱度则基本不变。北茭以北海域、闽江口至平潭水道、南日岛东南小片海域、湄洲湾至泉州湾沿岸表层,各出现一碱度小于2.1的低碱区,并且后三个海域均出现与低碱相对应的高叶绿素a和高溶解氧。
  冬季北部海域表层碱度明显回升,表、底层均在2.3左右。闽江口区为低碱冲淡水占据,向外碱度迅速递增。闽江口以南沿海表层碱度在2.15左右,近海在2.2~2.3之间,分布较均匀。
  2.断面及垂直分布
  各断面碱度的分布大致呈西部上层较低,向东向下递增的变化趋势,可分为两种类型:即垂直变化大的层化型及垂直方向均匀水平方向不均匀的条状型,前者春夏季居多而后者多见于秋冬季。
  春季碱度的垂直变化较大,大多呈上低下高的递增型或S型分布,有些海域还出现明显的跃层分布。冬季和夏季碱度的垂直变化普遍较小,多数海域呈垂直均匀分布。南日岛以南近海海域四季大多呈垂直均匀分布。
  3.周日变化
  碱度的日较差较多在0.10以下,说明多数海域碱度周日变化不大。沿岸海域的日较差均高于近海。沿海表层春季最高而近海则是夏秋季较大。碱度周日变化较复杂,大致有四种类型:(1)周日变化有明显潮汐效应,见于受陆源冲淡水影响较大的海域;(2)白天较晚上低,与浮游植物同化水中二氧化碳及碳酸盐的周日变化规律一致;(3)日较差较小,周日曲线仅有微小起伏变化;(4)日较差较大,周日曲线起伏无一定规则。
  4.周年变化
  碱度年较差大致呈北部及沿岸海域较大、向南向外逐渐减小的变化趋势,与北部及沿岸易受陆源冲淡水影响有关。
  南日岛以北的沿岸海域,碱度均值呈二高二低的起伏变化,夏、冬分别出现最高及次高值,而春秋则分别出现最低及次低值。其余海域周年变化不大。
  三、磷酸盐
  活性磷酸盐范围介于0.00~0.97微摩尔/立方分米,平均0.26微摩尔/立方分米,低于浮游植物生长最宜浓度的下限,整体而言,福建近海为磷限制海域。
  (一)平面分布
  春季平潭以南海域,受北进的低磷外海水及浮游植物水华影响,水体中磷酸盐普遍降至全年最低值,大部分海域在0.00~0.05微摩尔/立方分米之间均匀分布,并出现大片磷耗尽区。平潭以北海域仍受浙闽沿岸流影响,磷含量明显比南部海域高,沿岸磷含量高于近海,等磷线大致平行于海岸(图3-22a)。
  夏季外海水推进至沙埕以北海域,加上浮游植物生长旺盛,使晴川湾以北沿岸磷降至小于0.1微摩尔/立方分米,并在其近海含量~5米层出现磷耗尽区,但三都湾至平潭沿岸受闽江水影响磷含量髙于0.2微摩尔/立方分米。总体上平潭以北海域仍呈沿岸高向外递减、等值线平行于岸线的分布趋势。平潭至金门海域,表、底层磷含量分别在0.1和0.2微摩尔/立方分米左右,分布较为均匀。金门至台湾浅滩连线附近海域,表层出现二个高磷水块,中心高值大于0.4微摩尔/立方分米,2含量米以深,二水块连成一片并向西北扩展,系深层富营养水体在该海域涌升所致。受北进的韩江冲淡水影响,东山南岸近海也出现一高磷水体。
  秋季较富磷的浙闽沿岸流南下,使平潭以北沿岸海域磷含量迅速回升至0.4微摩尔/立方分米以上,闽江口南北沿岸受冲淡水影响出现大于0.6微摩尔/立方分米的高磷区。厦门港至岱嵩湾磷含量也在0.4微摩尔/立方分米以上。其他海域磷含量在0.2左右,分布较均匀(图3—22b)。
  冬季浙闽沿岸流长驱南下,同时浮游植物光合作用减弱,磷含量普遍升至全年最高值。大部分海域磷含量在0.4微摩尔/立方分米以上,福宁湾以北近海出现0.8微摩尔/立方分米以上的高磷区。磷含量呈沿岸高于近海、等磷线大致平行于海岸的分布趋势。古雷头至浅滩以南近海受低磷外海水影响,磷含量在0.2微摩尔/立方分米以下。
  (二)断面与垂直分布
  春季各断面磷均在0.0~0.1微摩尔/立方分米左右均匀分布,垂直变化较小。夏季部分断面垂直变化较大,呈上低下高的递增型或S型分布,局部出现分层现象,但较多断面仍大致呈垂直均匀分布。秋季磷的分布趋势与夏季相似。冬季磷的断面分布特征是水平方向不均匀、垂直方向均匀,分层现象基本消失。
  (三)周日变化
  磷的周日变化较大,多数日较差大于0.2微摩尔/立方分米。沿海表层春冬较高而近海则是秋冬较大,沿海底层秋冬较高而近海仅冬季较大。总体上,冬季磷的周日变化最大。磷酸盐的周日变化大致有三种类型:(1)周日曲线呈二高二低的规律性变化,并与潮位、盐度及溶解氧等具有较好的相关关系;(2)白天较晚上低,与浮游植物同化营养盐类的光合作用有关;(3)周日变化无一定规则。总体上福建近海表现出磷含量低而周日变化大的特征。
  (四)季节变化
  磷酸盐均值的季节变化呈冬高春低的斜坡型分布,但北茭以北海域例外,呈冬高夏低分布,与其仅在夏季才受低磷外海水控制有关。
  表、底层磷的最大年较差分别为0.86微摩尔/立方分米和0.80微摩尔/立方分米,均值年较差为0.35微摩尔/立方分米,高于年均值,表现出磷含量低而年变化较大的分布特征。年较差还呈现沿岸大向外递减、北部大向南递减的变化趋势。
  四、硅酸盐
  活性硅酸盐含量变化较大,范围在0.00~83.9微摩尔/立方分米,平均14.3微摩尔/立方分米。
  (一)平面分布
  不同季节硅的平面分布总趋势相似,均为沿岸高近海低、等值线大致平行于海岸。江河冲淡水影响大的海域常出现高硅水舌向外伸展。外海水影响大的海域常出现贫硅现象。浮游植物生长旺盛的春夏季常有大片硅耗尽区出现。
  春季高硅的浙闽沿岸流已退缩至平潭岛附近。闽江口、泉州湾及厦门港分别出现高硅水舌向外伸展。澎湖列岛西北的海峡中线附近,外海低硅(测定零值)水体向西北推进到围头至兴化湾沿岸,将晋江高硅冲淡水压缩在泉州湾内,并使九龙江高硅冲淡水舌想南偏移。沿海硅酸盐平均含量为14.0微摩尔/立方分米,比近海高10.0微摩尔/立方分米。
  夏季外海水占据大部分海域,加上浮游植物生长旺盛,硅含量普遍降至全年最低值。高硅的闽江冲淡水舌向东北伸展,韩江的高硅水舌也许至古雷头沿岸,九龙江的高硅水舌则南下至岱嵩湾东南。澎湖西北的海峡中线附近,表层出现大片硅耗尽区。台湾浅滩北部,表、底层均出现大片硅的零值区,并向西北推进至岸边。
  秋季浙闽沿岸流的南下及浮游植物的大量衰亡,使硅含量普遍大幅度回升,平均比夏季升高12.1微摩尔/立方分米。沿岸硅含量高于近海,而沿岸本身又表现为南北两端高、南日岛至金门之间较低的分布趋势,近海从北到南硅含量则大致相等。
  冬季浙闽沿岸流影响进一步扩大,同时浮游植物光合作用减弱而有机物分解加强,硅含量普遍升至全年最高值,较秋季平均上升1.1微摩尔/立方分米。硅含量分布明显呈北高南低、沿岸高于近海的分布态势。
  (二)断面与垂直分布
  硅的断面及垂直分布大致有二种型态,即均匀型及层化型。均匀型分布的基本特征是,整个断面硅含量大致相等呈均匀分布,或虽在断面的水平方向有明显差异,但垂直方向上差异很小,硅含量大致相等的水体呈垂直均匀的条状分布于断面上,冬季各断面及近海多数海域硅的分布属此类型;层化型分布的基本特征是,硅含量垂直变化较大,甚至出现跃层,等硅线平行于海面或与海面斜交,或呈封闭或半封闭状态,见于春夏秋三季部分断面及受陆源淡水影响大的海域。
  (三)周日变化
  硅的周日变化较大也较复杂,除河口冲淡水区呈二高二低的起伏变化,并与潮位及盐度有紧密的负相关关系外,其他海区的周日变化无一定规则。很少观测到浮游植物光合作用对硅周日变化的影响,表明生物效应不明显。
  硅的周日变化具明显区域性和季节性变化特征。沿岸海域硅的日较差平均比近海高2.5倍。沿岸海域硅的日较差春季最大,夏季次之,秋冬季较小,可能与春夏季浮游植物生长旺盛有关;近海则呈春季最小,夏季较大,秋冬居中的变化趋势。
  (四)季节变化
  硅酸盐的季节变化区域性差异显著,可分为四种类型:冬高夏低型,硅的年较差大,平潭周围及以北海域(闽江口除外)及镇海角附近海域具有此特征;冬高春低型,平潭以南海域,除泉州湾以南沿岸海域外,多属此类型;秋高冬低型,仅见于古雷头至南澳的沿岸海域;河口型,主要受入海径流的随机变化影响。除河口港湾外,硅的年较差呈由北向南逐渐减少的规律性变化。
  五、硝酸盐
  硝酸盐含量介于0.00~33.3微摩尔/立方分米,平均5.49微摩尔/立方分米。由于硝酸盐与硅酸盐具有相同来源及相似生化过程,它们的时空分布极为相似。这里只着重介绍其不同之处。
  (一)平面分布
  各季度硝酸盐的平面分布趋势,如量值高低、等值线走向、河口港湾出现高值区几高值水舌的伸展方向等,都与相应季节硅酸盐的平面分布极为相似,主要不同之处有二,一是春季119°30′E,24°40′n—带海域底层及119°E,24°N—带海域表层,各有一股硝酸盐含量大于4.0微摩尔/立方分米的高值水舌向西北方向伸展,并迅速递减至0,而硅却是连片的低值区。该现象一直延续到夏季。二是秋季沿海等硝酸盐贯穿南北(图3-23),而硅却以平潭为界,呈南高北低的分布趋势。
  (二)断面与垂直分布
  除个别海域外,硝酸盐的断面及垂直分布与硅酸盐颇为相似。在沿岸海域,硝酸盐及硅的垂直梯度均为夏季最小而冬季最大,原因在于沿岸大部分海域夏季为营养盐低、垂直变化小的外海水占据而冬季则被营养盐高、垂直变化大的浙闽沿岸流占据。硝酸盐和硅的垂直梯度的区域性变化亦相似,闽江口区最大,其他海区则呈由北向南由岸向外逐渐递减的变化趋势。
  硝酸盐的垂直变化与硅的主要差别在于:生物效应对硝酸盐时空变化的影响远大于硅,因此春夏季许多海域硝酸盐呈上低下高的递增型分布,而硅则很少有类似分布。
  (三)周日变化
  与硅相似,沿岸海域硅的周日变化普遍高于近海,前者的日较差约为后者2倍以上。除河口港湾区呈二高二低的起伏变化外,其他海域都较复杂,并无一定规则。两者主要差异在于,生物效应对硝酸盐的影响更为显著,不少海域表层及次表层硝酸盐含量呈白天均值较晚上低的变化趋势。
  (四)季节变化
  硝酸盐的季节性变化及其区域性分布特征与硅相似,呈冬高夏低及北高南低的变化趋势,与水体中营养盐的生化循环规律一致。但平潭以南海域,硝酸盐均值的年变化与硅有显著差异。硝酸盐周年曲线均呈冬高夏低型分布,而硅则为冬高春低型分布。
  六、亚硝酸盐
  亚硝酸盐含量在0.00~2.18微摩尔/立方分米之间变化,均值为0.43微摩尔/立方分米。
  (一)平面分布
  春季平潭以北海域,亚硝酸盐含量呈近岸高、向外递减,等值线大致平行于岸线的分布状态,闽江口高亚硝酸盐水舌向外偏南伸展。平潭以南海域,亚硝酸盐呈高值块状(或水舌状)分布,等值线与岸线较垂直,高值区分布在泉州湾(>1.0微摩尔/立方分米)、厦门港(>1.0微摩尔/立方分米)及119°E,24°N附近海域(>1.6微摩尔/立方分米)的表层。
  夏季三都湾口以北海域,亚硝酸盐含量呈近岸较低向外迅速递增的分布趋势,高值等值线由表至底逐层向西北方向推移,可能有外海次表层水体在北端沿岸涌升。三都湾至南日岛之间海域,亚硝酸盐含量呈沿岸高向外迅速递减的分布状态。它们的等值线都很密集且较平行于海岸。南日岛以南,除118°35′E,2Vn(>0.8微摩尔/立方分米)及117°45′E,23°n(>1.6微摩尔/立方分米)附近分别出现等值线封闭的高亚硝酸盐水体外,其他海域亚硝酸盐含量明显低于北部。
  秋季三都湾口以北亚硝酸盐分布与夏季相似,但含量大幅度下降,各层平面梯度也大幅度减小。向南至南日岛,分布趋势与夏季相反,表层沿岸低于近海、等值线大致平行于岸线,而底层等值线则较垂直于海岸。南日岛以南,表层在厦门港外有一高亚硝酸盐(中心高值>1.6微摩尔/立方分米)水舌向东南延伸至海峡中线,水舌以北大部分海域在0.4~0.6微摩尔/立方分米之间均匀分布,以南则在0.4微摩尔/立方分米左右均匀分布。
  与磷、硅、硝酸盐的分布不同,冬季除东山以南近海有含量大于0.4微摩尔/立方分米的水舌向东北伸展外,整个海域亚硝酸盐均在0.2微摩尔/立方分米左右均匀分布。
  (二)断面与垂直分布
  亚硝酸盐的断面分布相当复杂,大致呈西部上层较高,向东向下递减的分布趋势,水平及垂直梯度都比较大,等值线向下倾斜,但冬季等值线较少,垂直梯度小。
  亚硝酸盐的垂直变化较大,最大差值达到1.70微摩尔/立方分米。垂直分布有明显季节性变化。春夏季垂直变化大,多呈上高下低的递减或S型分布,常出现明显的跃层。冬季垂直差异显著减小,不少海域接近均匀分布。垂直分布还有明显区域性差异。平潭以南海域垂直梯度较大,闽江口区垂直梯度反而较小,表明径流并非近海亚硝酸盐较直接的来源。
  (三)周日变化
  亚硝酸盐的周日变化,表层大于底层,并有明显的季节性变化:沿海日较差均值呈夏高冬低的变化趋势,近海底层与沿海相同,但表层为秋高冬低。总体上,冬季亚硝酸盐的周日变化较小。亚硝酸盐的周日变化类型与磷相似,也有三种类型:(1)周日曲线呈二高二低的起伏变化,并与盐度有较好的相关关系;(2)白天较晚上低,与浮游植物同化营养盐类的周日变化规律一致;(3)周日变化无一定规则。
  (四)季节变化
  亚硝酸盐的季节变化与磷、硝酸盐及溶解氧相反,与温盐则大致相同,大部分海域呈夏高冬低的变化趋势,与生物异化过程的年变化相似,可能与亚硝酸盐是海洋生物的直接排泄物有关。亚硝酸盐的年较差还有较明显区域性差异,表现为沿岸高于近海、北部高于南部的变化趋势。
  七、铵盐
  铵盐含量在0.00~8.59微摩尔/立方分米之间变化,均值为0.88微摩尔/立方分米,高于亚硝酸盐。
  (一)平面分布
  春季呈沿岸较高,近海较低的分布趋势。闽江口(>3.0微摩尔/立方分米)、泉州湾表层(>6.0微摩尔/立方分米)及厦门港(>2.0微摩尔/立方分米)各有一高铵盐水舌向外伸展。澎湖西北的海峡中线附近出现铵盐的零值区。其他海域在1.0微摩尔/立方分米左右均匀分布。夏季铵盐的分布趋势与春季相似。秋季河口港湾处的高铵盐水舌消失,闽江口以北海域铵盐含量降至小于1.0微摩尔/立方分米,泉州湾至厦门港铵盐含量较高(>2.0微摩尔/立方分米),底层在平潭水道南侧出现高铵盐(>3.0微摩尔/立方分米)水舌向南伸展,其他海域均在1.0微摩尔/立方分米左右。冬季铵盐含量明显下降,除厦门港表层仍有一较高铵盐水舌向外伸展外,绝大部分海域铵盐含量在1.0微摩尔/立方分米以下均匀分布。
  (二)断面与垂直分布
  铵盐的断面分布与亚硝酸盐相似,大致呈西部上层较高,向东向下递减的分布趋势,但铵盐的断面分布较均匀,水平及垂直梯度都较小,等值线少。
  铵盐的垂直变化不大,呈最大差值达到1.70微摩尔/立方分米。垂直分布有明显季节性变化。春夏季垂直变化大,多呈上高下低的递减或S型分布,常出现明显的跃层。冬季垂直差异显著减小,不少海域接近均匀分布。垂直分布还有明显区域性差异。平潭以南海域垂直梯度较大,闽江口区垂直梯度反而较小,表明径流并非近海亚硝酸盐较直接的来源。
  (三)周日变化
  铵盐周日变化的显著特征之一是近海的日较差普遍高于沿岸海域,并且近海底层日较差均值大于表层。铵盐日较差均值都呈夏季较大、冬季较小的季节性变化,但近海底层为春季较大,冬季较小,可能与生物活动有关。铵盐的周日变化,除河口港湾有明显的潮汐效应外,其他海域较无一定的规则。
  (四)季节变化
  铵盐的季节变化有明显区域性差异。闽江口及以北海域铵盐年均值变化较大,主要呈春高冬低的变化趋势,这与浮游植物兴衰的年变化一致,与浙闽沿岸流的影响无关。平潭至兴化湾一带海域,铵盐的年变化较小,表层为秋高冬低而底层为春高冬低。南日岛以南的广大海域,铵盐年变化最小,呈现夏高冬低的季节性变化。总体而言,铵盐的季节变化与生物的排泄及有机物的矿化有密切关系。
  八、影响因素
  福建近海水化学要素的时空分布及演变规律主要受水文、生物及地质等诸多因素的共同影响。
  (一)主要流系
  福建近海主要受相互对立的浙闽沿岸流及南海外海水的影响,当其中一个水系占主导地位时,另一水系的影响便大为减弱以致消失。
  1.浙闽沿岸流
  浙闽沿岸流具低温低盐、高碱高营养盐特征。冬季在强劲东北季风作用下长驱直下,占据东山以北海域,使14℃等温线、31.0等盐线、2.2等碱线、20.0等硅线及10.0等硝酸盐线均由北向南贯穿于沿岸海域。春季上述等值线随浙闽沿岸流收缩至南日岛附近海域。夏季浙闽沿岸流影响消失,但秋季则再次进至南日岛一线。受其影响,冬春秋三季,溶解氧、硅及硝酸盐均呈沿岸高向外递减、北部高向南递减的分布趋势,并与相应的温、盐及碱度分布对应。
  2.黑潮支梢及南海外海上层水
  黑潮支梢及南海上层水均为高温高盐低营养盐的外海水体。夏季近海海域及多数港湾都受其控制,水体中磷、硅及硝酸盐降至全年最低值,甚至出现大片零值区。春秋季,外海上层水主要控制南日岛以南的海峡中线附近海域,冬季仅影响台湾浅滩南部及海峡中线以东海域。受其控制的海域,盐度都在34以上,营养盐含量则比邻近海域低。
  3.粤东沿岸流
  主要由珠江冲淡水,东江及韩江冲淡水等组成的粤东沿岸流,具有低盐(<33.0)、高温及较高营养盐的水文化学特征,仅在春夏秋三季对闽粤交界一带近海有较明显影响,受影响的海区营养盐含量较邻近海域高。
  (二)潮汐
  福建近海的潮汐,中北部属规则半日潮,南部属不规则半日潮和不规则日潮,大部分海区的潮流属规则半日潮流。潮汐对河口港湾及陆源冲淡水影响大的海域有显著影响,这些海域水化学要素的周日变化均具与潮汐周期相近的起伏变化,对近海水化学的影响则不明显。
  (三)生物活动
  福建近海整年水温较高,适宜于生物活动,但浮游植物亦有明显的兴衰周期,并对水化学要素有明显影响。
  春夏季浮游植物生长旺盛,大量消耗水体中的二氧化碳及营养盐类,使春季的碱度和磷酸盐、夏季的硅酸盐及硝酸盐降至全年最低值,磷酸盐、硅酸盐和硝酸盐分别下降为冬季相应值的19%、57%及31%,明显低于生物生长最适浓度的下限,并对生物的生长起一定限制作用;同时使春季的pH及氧饱和度升至全年的最高值。
  秋季浮游生物逐渐衰亡,至冬季进入低生长期,光合作用大为减弱。从秋季开始,由于生化作用及浙闽沿岸流的影响逐渐加强,二氧化碳及营养盐类开始在水体中积聚,碱度及营养盐含量逐渐回升,至冬季磷、硅及硝酸盐含量均上升至全年最高值。
  浮游植物的活动也影响到水化学要素的周日变化,使不少海域溶解氧含量及其饱和度昼高夜低,而碱度、硅、磷及硝酸盐则是昼低夜高。
  (四)海底地形地貌
  台湾海峡海底地形地貌复杂,南部有一系列浅滩,中段和北段有许多海底峡谷,福建一侧沿岸海底高低起伏,这些都对海水运动进而对水化学有直接影响。与晋江及木兰溪有关的海底峡谷及澎台之间的海底浅滩,是造成部分沿台湾西南沿岸北上的外海水转向西北影响金门以北近海的主要因素之一。与九龙江有关的海底峡谷则是使部分经澎西水道北进的外海水转向西北及正西,影响金门以南、古雷头以东、台湾浅滩北侧大片海域的主要因素之一。平潭东北部、金门至湄洲湾沿岸等处的底层水涌升现象,也显然与海底地形有关。
  第四节 闽南—台湾浅滩渔场上升流区化学
  闽南—台湾浅滩渔场位于台湾海峡南口,是中国东南海域重要的大陆架渔场。夏季在闽南沿海一带、台湾浅滩南部终年都有上升流出现,把富营养盐的深层水带到表层,促进饵料生物的大量繁殖,从而形成一个上升流渔场。上升流的消长是海区水化学要素时空分布最重要的影响因素。此外,浙闽沿岸水、南海上层水及粤东沿岸水等水团也有显著影响。另一方面,水化学特征对上升流的存在及位置变动也可提供良好佐证。
  一、溶解氧
  溶解氧的分布具显著区域性和季节性变化。春季(4月)近岸海域主要受沿岸水系影响而远岸则为外海水所控制,因此溶解氧含量及饱和度的分布趋势是由近岸(溶解氧>5.2×10⁻³,氧饱和度>108%)向外海(溶解氧<4.8×l0⁻³,氧饱和度在104%左右)逐渐降低,都呈饱和状态。50米以浅的水域基本上为均匀分布,5含量米以深氧含量及饱和度随深度增加而降低,台湾浅滩南部底层氧含量降至3.6×10⁻³,饱和度不及8含量%。
  夏季(6~8月),表层溶解氧分布较均匀,含量在4.8×10⁻³左右,基本达饱和。10米以深,溶解氧分布趋势与春季相反(图3-24),近岸低(溶解氧<4.8×10⁻³,氧饱和度<100%左右),远岸高,由近岸向外海递增。近岸海域随深度增加,氧含量降低且不饱和程度高,甚至低于88%。底层除台湾浅滩一带氧含量稍高外,其余水域都较低,并且外海底层低氧水沿坡爬升的趋势十分明显。溶解氧的上述特征反映了夏季近岸及浅滩南部上升流的存在。
  11月和12月,由于东北季风风势增强,沿岸水的影响增大,近岸海域溶解氧含量和饱和度都较高,远岸较低。北部略高于南部。11月,3含量米以浅,近岸溶解氧含量大于5.2,远岸小于4.8。50米以浅几乎都达饱和,50米以深,氧含量随水深增加迅速降低,东南水域甚至低于65%。台湾浅滩南部仍可见到底层水的爬升。12月,各层分布趋势较相似,其含量从西北向东南逐渐降低,等值线几乎平行于纬度线。23°N以北,氧含量大于6.4,饱和度高于112%。由于水温较低,水体垂直混合加剧,因此溶解氧垂直分布较均匀。
  二、pH值与碱度
  (―)pH值分布
  海水pH值主要受浙闽沿岸流、南海水及黑潮支梢等水系的影响,近岸海域还不同程度受淡水输入的影响。pH值全年变化范围在7.84~8.37之间,平均8.10。
  1.平面分布
  夏季(7月)西南季风盛行,高pH值的南海水由南向北侵入,使pH值呈从南向北逐渐减少的舌状分布。东碇至南澳之间,pH值出现由近岸向离岸逐渐减小的舌状分布,近岸pH值较高反映了近岸上升流区生物活动剧烈。台湾浅滩东南至西南也出现较小的舌状分布,可能同变性水的侵入有关。三股pH值舌状分布交汇之处,出现一个低pH值中心,系ph值较低的底层水向上涌升所致。表底层pH值的平面分布基本一致(图3-25)。
  秋末冬初(11月),受低pH值的浙闽沿岸水南下的影响,pH值由北向南逐渐增加,表底层分布趋势相似。
  2.断面及垂直分布
  从夏季pH值断面分布图可以清楚看出台湾浅滩西南有低pH值的底层水向上涌升,指示出上升流的存在。冬季这种pH值中心消失。
  pH值垂直分布有以下类型:递增(递减)型,垂直梯度一般在0.002/米以上;复合型,均在5含量米以深;均匀型,一般出现在30米以浅。
  (二)碱度分布
  碱度的变化范围在1.97~2.45毫克当量/立方分米之间,全年平均2.28毫克当量/立方分米。比碱度介于0.1128~0.1350,平均0.1233。
  碱度与水温之间具负相关关系,在夏季和冬季与盐度呈较好的正相关关系,表明闽南-台湾浅滩海域水体中碱度有较好的保守性,其变化可反映水系的交汇混合作用。
  比碱度的季节变化可揭示水系的消长。对海域有重要影响的浙闽沿岸流、南海水及变性水的比碱度分别为0.1322,0.1256,0.1184。
  冬季海域比碱度平均值为0.1323,反映了浙闽沿岸流南下注入的影响;夏季比碱度平均值为0.1354,反映了南海水及黑潮水的北上侵入。
  (三)生物活动对pH值和碱度的影响
  夏季pH值和碱度的周日变化表现出明显的昼高夜低的变化趋势,与浮游植物光合作用的周日变化一致;pH值和碱度的季节变化则表现为夏高冬低,也与浮游植物盛衰的季节变化吻合。可见生物活动对pH值和碱度的变化有较明显的影响。
  三、营养盐
  闽南—台湾浅滩海区有多种流系交汇,由于地形、季风等的综合影响,海水运动相当复杂,使水体中营养要素的空间分布和季节变化也相应较为复杂。水系的消长和水动力是营养盐分布格局季节性和区域性变化的决定因素之一。
  (一)营养盐分布
  4月,近岸表层被低温、低盐水(温度<22℃,盐度<33.5)所控制,远海则主要受高温高盐的暖流水影响。30米以浅,营养盐含量表现为均匀低值,硝酸盐含量一般小于1.0微摩尔/立方分米,磷酸盐平均含量为0.06微摩尔/立方分米,硅酸盐含量除韩江口外局部水域高于5.0微摩尔/立方分米外,在台湾浅滩一带则低至检测零值。底层营养盐含量较高,特别是台湾浅滩南部,等值线密集,水平梯度大。
  6月,由于低温高盐水在近岸出现,营养盐分布与4月截然不同。高值区在石碑山角至南澎列岛一带,硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐的含量分别为13.81微摩尔/立方分米、0.19微摩尔/立方分米和8.08微摩尔/立方分米。营养盐含量较高的底层水已呈沿坡向岸爬升的趋势。
  7~8月,三种营养盐在表层都表现为均匀低值的分布特点,硝酸盐小于1.0微摩尔/立方分米,磷酸盐在0.1微摩尔/立方分米左右,硅酸盐在相当大范围内未被检出。7月台湾浅滩西南10米以浅出现高营养盐水舌向北延伸,中心硝酸盐高值达15.7微摩尔/立方分米,可能是珠江冲淡水在西南季风作用下向北漂移所致。10米以深,近岸营养盐含量高于远岸。8月,20~30米层有一股硝酸盐含量大于2.0微摩尔/立方分米,磷酸盐含量高于0.4微摩尔/立方分米的水舌从近岸伸向外海,与低温高盐水在近岸出现相对应,显然是外海深层水向岸涌升的结果。底层营养盐的分布比较复杂,浅滩一带含量低,而在其东西两侧含量较高,从浅滩西南和东南二个不同方向均有富含营养盐的底层水向上涌升(图3-26)。
  11月,东北季风加强使沿岸水的影响显著,三种营养盐含量升高,并呈从近岸向外海、从北向南递减的分布趋势。近岸上层水含量高于底层,外海则是底层含量高于上层,但垂直梯度不大。12月营养盐的分布与11月相似,但由于降温和强烈东北季风的影响,水体垂直混合更加充分,营养盐几乎都呈垂直均匀分布。
  (二)营养盐的季节变化
  闽南—台湾浅滩海域营养盐含量的季节变化呈现独特的双峰分布特征。一个峰值在夏季(6月),与上升流出现的时间相对应,另一个在秋末到冬季,与沿岸流对本区的影响一致。该分布特征与非上升流区形成鲜明对照,后者夏季的营养盐含量往往处于全年最低值。8月浮游植物繁盛消耗了大量营养盐,使水体中营养盐含量明显降低。但秋季的东北季风使低温高营养盐的沿岸水推进到调查海区,同时水温不断降低也抑制了浮游植物的生长,因此秋、冬季水体中营养盐仍能保持高值水平。
  (三)夏季上升流营养盐的输送通量
  根据底层海水营养盐浓度、上升流的速度等参数可估算上升流对营养盐的垂直输送通量。夏季闽南一台湾浅滩海区上升流对活性磷酸盐、硝酸盐和活性硅酸盐的垂直输送通量分别为13.2毫克/(米²•天),88.5毫克/(米²•天)和204.8毫克/(米²•天),低于舟山渔场及秘鲁沿岸上升流对营养盐的输送量。
  四、常量及痕量元素
  (―)海水
  1.钙、镁
  海水中钙、镁的含量范围分别为339×l0⁻⁶~500×10⁻⁶和lll0×l0⁻⁶~1340×10⁻⁶,与大洋基本相近。影响该海区的不同水系钙、镁含量也不同,其时空变化可用来辅助温、盐识别不同水系及确定水系的影响范围。
  陆架海区钙、镁含量通常随离岸距离增大而增加,但夏季(6~8月)从礼是列岛到甲子一带近岸海域出现高钙、镁含量水体,钙、镁等值线由近岸向远岸递减,与低温高盐水的出现一致,证实了近岸上升流的存在及范围。钙、镁等值线在台湾浅滩南部的断面分布图表现为自东向西向上倾斜,也反映了海水在这里沿坡向上的涌升作用。这表明,海水中钙、镁含量的分布变化对上升流的存在有指示作用。
  2.铜、镍、镉、钒
  台湾海峡南部海区铜、镍浓度较大,是大洋海水的4倍,镉浓度小于大洋水,而钒的浓度与大洋水相近。颗粒态镍占总镍的30%以上,钒主要以溶解态存在。
  四种金属的平面分布与上升流和水系的消长关系密切。夏季在澎湖列岛附近,以及台湾浅滩西南出现低铜、镍,高钒含量中心,佐证了外海水的涌升作用。浅滩东南及西南铜、镍、钒的含量相差较大,指示在两处涌升的外海水可能是具有不同性质的两个不同水系。
  影响四种金属在海水中含量、分布及停留时间的因素较为复杂,其中复杂的水动力条件、较为旺盛的生物活动是主要的控制因素,海水中的溶解有机物质直接影响着痕量金属在海水中的化学存在形态。
  3.砷
  海区总溶解砷含量范围为0.9~1.2微克/立方分米,平均1.12~0.4微克/立方分米,比大洋及毗邻海域都低。五价砷占总砷含量的80%,并且和溶解无机磷有显著的正相关关系。夏季热力学不稳定形态三价砷及有机二甲基胂(DMAA)所占比例增大,三价砷可达17.5%,DMAA达9.7%,并分别与五价砷呈负相关关系。砷形态的分布变化主要由生物活动引起。
  砷的时空分布可分为两种类型:冬春秋三季除礼是列岛近岸一带及浅滩上海水总溶解砷高于1.2微克/立方分米外,其余海区总溶解砷含量在l.0~l.2微克/立方分米之间均匀分布;夏季总溶解砷出现不均匀分布,台湾浅滩及近岸总溶解砷含量较高(>1.2微克/立方分米),而其余大片海区含量在1.2微克/立方分米以下。高含量砷水体出现的位置与上升流区吻合,且总溶解砷和五价砷与温度呈显著负相关关系,与盐度呈显著正相关关系,这些都证实了涌升水具有较高的砷含量。
  (二)悬浮颗粒物
  台湾海峡南部海区悬浮颗粒物中硅、铁、铝、碳的含量最大,平均都大于29.7×10⁻⁶。表层悬浮颗粒以高磷、高有机质为特征,而底层悬浮颗粒则以高铝、低磷为特征。悬浮颗粒中有机质平均占33.2%,含铝的硅酸盐约占29.7%,其它不含铝的无机颗粒平均占37.1%。悬浮颗粒组成体现近海到大洋的过渡性特征。生物活动、沉淀形成、以及陆源输入等过程是影响悬浮颗粒化学组成的主要因素。
  悬浮颗粒根据其化学特性的差异可分为二个不同的区域,一是台湾浅滩一带,颗粒特性主要受台湾浅滩的再悬浮及浙闽沿岸水控制,二是离岸及某些近岸海域,颗粒特性主要受生物活动和水动力等因素综合控制。
  (三)沉积物
  台湾海峡南部表层沉积物中重金属元素的平均含量(×10⁻⁶)分别为:锰315,钴4.6,镍1含量.2,铜5.4,锌33.9,镉含量.含量33,铅16.2,低于相邻的台湾海峡中、北部及东海、南海大陆架沉积物中相应元素的含量,也未超过海区柱状岩芯样的背景值,说明海区还未受重金属元素的污染。
  重金属元素的平面分布显示,在台湾浅滩及其附近海区有一个低含量区,而在近岸海域、台湾浅滩以南陆坡区和台湾浅滩以北澎湖列岛以西海域,出现三个富集区。从岸向海方向,元素含量的变化为髙一低一高模式。柱状样中重金属元素含量从上而下基本上呈下降趋势,含量变化与沉积物类型和粒度密切相关,服从粒度控制律。
  除镉外,重金属元素间都呈显著正相关,表明它们的来源、迁移和沉积机制有一定相似之处。
  五、有机物
  (一)溶解有机碳(DOC)
  溶解有机碳含量变化较大,范围为0.63~12.20毫克碳/立方分米,平均为3.06~1.96毫克碳/立方分米。海区溶解有机碳含量高于大洋平均值,体现了上升流海区高生产力的特点。
  海区溶解有机碳含量随季节有很大的变化。浮游植物大量繁殖的春季与仲秋,海水中溶解有机碳含量可相差1.60毫克碳/立方分米。6月溶解有机碳含量达最高值(4.02毫克碳/立方分米),而在初级生产力、叶绿素含量达最高值的8月,海水中溶解有机碳含量却较低。溶解有机碳的季节变化与浮游植物量、初级生产力并不同步。
  无论是近海还是台湾浅滩,上升流中心区的溶解有机碳含量都比较低,原因在于溶解有机碳含量低的深层水的涌升。而其外缘海域生产力较高,使溶解有机碳含量也较高。显然,海区溶解有机碳的平面分布格局受到上升流作用的影响,夏季尤为明显,因此溶解有机碳也可作为确定海区上升流中心位置的一个有用参数。
  海区溶解有机碳与细菌之间存在一定负相关关系,表明细菌对上升流生态系中的溶解有机碳有较高的转化率,在溶解有机碳的循环迁移中起重要作用。
  海区真光层中溶解有机碳的停留时间较短(1.含量4年),强烈的上升流作用和较高的初级生产力,是控制溶解有机碳再生循环的主要过程。
  (二)颗粒有机碳(POC)
  颗粒有机碳含量范围为0.020~0.630毫克碳/立方分米,平均0.144毫克碳/立方分米,低于高生产力的秘鲁上升流区和西北非上升流区,但高于黑潮水及大洋海域的平均值。
  海区颗粒有机碳含量季节变化是11月最高,7月次高,6月最低。变化规律与悬浮颗粒物的含量基本一致,但与海水叶绿素a的变化趋势则不甚相同。7月颗粒有机碳的次高峰显然与浮游植物的贡献有关。11月颗粒有机碳含量为全年最高是多种因素共同作用的结果。除浮游植物的贡献外,陆源输入、再悬浮作用及浙闽沿岸流等有影响。
  颗粒有机碳平面分布的主要特点是,高值区一般出现在礼是列岛和石碑山角一带的近岸海域,以及117°E,22°N—带海域。在夏季上升流强盛期,台湾浅滩东南部也出现明显的颗粒有机碳高值区。这与海区上升流的演变有一定关系。
  颗粒有机碳中浮游植物有机碳约为0.040毫克碳/立方分米,平均占总颗粒有机碳的28%,碎屑颗粒有机碳约占70%~80%,说明碎屑颗粒有机碳是海区颗粒有机碳的主要组分。
  颗粒有机碳在海区真光层中的停留时间约为42天,可见海区颗粒有机碳再生速率快,也说明海区具有相对较高的生物活性。
  (三)溶解游离氨基酸
  溶解游离氨基酸(DFAA)是海水中溶解有机氮的主要成分。海区DFAA含量范围:表层水(0米)为0.00~1.29微摩尔/立方分米(平均0.45±0.25微摩尔/立方分米),10米水层为0.00~1.65微摩尔/立方分米(平均0.41±0.28微摩尔/立方分米),底层水为0.00~1.10微摩尔/立方分米(平均0.43±0.24微摩尔/立方分米)。各水层中酸性及碱性氨基酸几乎都有存在,以10米层氨基酸种类最多,可能与生物异养活动活跃有关。
  平面上石碑山角一带近海表层及台湾浅滩东部表、底层DFAA含量较高(中心高值>0.8微摩尔/立方分米),其他海域都较低。垂直方向上10微摩尔/立方分米水层普遍出现DFAA的最小值,推测可能与生物活动较强有关,因为该水层细菌密度达极大值。
  DFAA的季节变化表现为夏季含量普遍高于春季。春季是浮游植物的繁盛期,1含量米水层DFAA与浮游植物密度呈正相关关系,说明此时分泌氨基酸的量大于其吸收量;2含量~3含量米水层,南澎列岛外断面水体中DFAA含量与细菌密度的负相关性,说明细菌异养利用氨基酸的活动较频繁。夏季DFAA与DOC呈正相关,与叶绿素a呈负相关,表明或活的浮游植物种群吸收氨基酸,导致水体中DFAA含量下降。显见生物效应是影响DFAA含量的主要因素。
  冬季DFAA周日变化的显著特征是,含量达到最高值的时刻有随深度增加而明显提前的趋势。表层于晚间20:00出现最高值,而白天含量较低,可能是浮游植物在光合自养活动的同时,也营异养生长,吸收利用氨基酸。10~20米水层分别于午后16:00及上午9:00出现峰值。而底层在清晨6:00就达到最高值。夏季周日变化趋势与冬季相似。
  六、海水运动示踪别
  海洋中不同水团的某些化学要素往往具有不同的特征,可对海水的循环及混合过程起明显的示踪作用,因而可作为海水运动的示踪剂。
  (一)氧18
  海水氧同位素组成的变化可以鉴定不同特征的水团,了解水团的变化及来源。
  台湾海峡南部海水的氧同位素组成(δ¹⁸O,相对于标准平均大洋海水,下同)介于-4.42‰~0.34‰。由于陆源径流及多种水系的影响,该海区盐度变化高于大洋,其氧同位素组成相应也比大洋海水显著。
  4月表层海水的δ¹⁸O由东北向西南呈舌状分布,说明海区春季仍受浙闽沿岸水的影响。6~7月出现由台湾浅滩西南往台湾浅滩方向递减的δ¹⁸O等值线,而台湾浅滩东南附近出现表层δ¹⁸O异常低的水团,并呈东北-西南向递增趋势,与西南相对较高的δ¹⁸O水舌共呈犄角之势,表明台湾浅滩东南与西南夏季上升流具有不同的水团特征(图3-27)。西南的上升流受南海水影响较大,而东南的涌升水团表现为变性水的特征。
  4月上升流未形成时,台湾浅滩西南及东南δ¹⁸O断面均未表现出涌升现象。6月西南断面底层有明显涌升,并到达表层。7月东南断面也出现底流爬升现象,8月上升流作用削弱。δ¹⁸O的断面分布清楚表明台湾浅滩地形对夏季上升流的形成有重大影响。
  (二)氟里昂
  氟里昂,即CCl₃f(F-11)和CCl₂F₂(F-12),完全由人类活动产生,通过海气界面进入大洋表层,不具生物活性,在海水中相对稳定,对示踪海水循环和混合有独特作用。
  台湾海峡南部海区F-11含量范围为0.04~0.79×10⁻¹²摩尔/立方分米,总体而言浓度不高,可能与这一带近岸海域F-11释放量不大有关。
  图3-28为该海域F-11在表层和30~50米层的平面分布。F-11含量由南向北递减,并随水深增加而反常增大,表明有含较高F-11的水系由南进入海区并且扩散。表底层等值线相似,均在台湾浅滩西南部分成两个水舌,靠近岸的一个水舌保持SW-NE方向,另一水舌则转向台湾浅滩的东南。含F-11的这两个高值水舌正好与南海暖流的两个分支相吻合,证实了北上的南海暖流在台湾浅滩西南部的分支现象。可见F-11含量的平面分布格局反映了进入海区的南海暖流的流动途径。
  从垂直于石碑山角、南澎列岛及兄弟屿的断面均可看出相对高含量F-11水体的涌升现象,F-11等值线向岸倾斜并和高盐度等值线的倾斜趋势吻合,表明F-11的断面分布可清楚显示出海水在闽南近岸和台湾浅滩南部的涌升作用。
  台湾浅滩东南部却是F-11含量相对低的水体沿岸爬升,此水体所对应的盐度也较小,同时该海域有一个低F-11水舌由东向西南方向伸展,不难推测这一带的涌升水是另一种变性水。

知识出处

福建省志·海洋志

《福建省志·海洋志》

出版者:方志出版社

本志下限至2000年,系统记述福建省海区环境的自然状况以及海洋科技的进步和成就。分海洋地质地貌、物理海洋、海洋生物、海洋化学、海洋科技等6章。

阅读

相关地名

福建省
相关地名