福建省图书馆

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。