全 文 ：第 29卷　第 1期 海 洋 环 境 科 学 Vol.2 9 , No.1
2 0 1 0 年 2 月 MARINEENVIRONMENTALSCIENCE Feb. 2 0 1 0
海南新村湾海菖蒲 TN和 TP含量时空变化
及其对营养负荷的响应＊
黄道建1, 2 ,黄小平 2 ,黄正光 1
(1.环境保护部华南环境科学研究所 ,广东广州 510655;2.中国科学院南海海洋研究所 ,广东广州 510301)
摘　要:以海南新村湾海草床优势种之一的海菖蒲(Enhalusacoroides)为研究对象 ,于 2005年 7月 、10月和 2006年 1月 ,分
3个季度对网箱养殖区 、中间过渡区和对照区海菖蒲不同组织的 TN、TP含量的时空变化特征进行了研究 ,初步探讨了其对
营养负荷的响应。结果表明:(1)新村湾海水和沉积物间隙水 DIN含量 , 呈现出网箱养殖区 >中间过渡区 >对照区的显著
趋势。 (2)海菖蒲根 、茎和叶在 3个季度中的 TN含量范围分别为:0.576% ～ 1.544%、 0.803% ～ 2.480%和 1.796% ～
3.200%;TP含量分别为:0.053% ～ 0.175%、0.073% ～ 0.197%和 0.183% ～ 0.413%。 (3)海菖蒲不同组织 TN、TP含量 ,均
显示叶 >茎 >根的显著趋势;海菖蒲不同组织 TN含量呈现秋 、冬季 >夏季的趋势 , TP含量随季节变化趋势各有不同。 (4)
海菖蒲根和叶的 TN含量 ,有由网箱养殖区向对照区递减的趋势 ,与其所在样区海水和沉积物间隙水 DIN含量呈显著正相
关;海菖蒲 TP含量,普遍显示出网箱养殖区比中间过渡区和对照区显著大的趋势 ,但与海水和间隙水 PO4-P的含量没有明
显的关系。 (5)N/P计算结果表明 ,新村湾海菖蒲的生长主要受 N的限制。
关键词:海菖蒲;TN、TP含量;营养负荷;海南
中图分类号:X171　　文献标识码:A　　文章编号:1007-6336(2010)01-0040-04
SpatiotemporalvariationofTN＆ TPcontentsinEnhalusacoroidesand
responsestonutrientloadinXincunBay, Hainan
HUANGDao-jian1 , 2 , HUANGXiao-ping2 , HUANGZheng-guang1
(1.SouthChinaInstituteofEnvironmentalSciences, MEP, Guangzhou510655, China;2.SouthChinaSeaInstituteofOceanology,
ChineseAcademyofSciences, Guangzhou510301, China)
Abstract:ThecharacteristicsofspatiotemporalvariationofTN＆TPcontentsinthedifferenttissuesofdominantspecies-Enhalus
acoroides-ofsea-grassbedinXincunBay, Hainan, China, werestudied, in3seasonsfrom2005Jul.to2006Jan.TheDINconcentration
wasdecreasedfromthecagecultureareatocontrolareasignificantly.TNcontentsofdiferenttissues(root, rhizomeandleaf)inE.
acoroideswerecharacterizedin0.576% ～ 1.544, 0.803% ～ 2.480% and1.796% ～ 3.200%, respectively, andTPcontentswere
0.053% ～ 0.175%, 0.073% ～ 0.197% and0.183% ～ 0.413%, respectively.TN＆TPcontentsinthediferenttissuesofEnhalus
acoroidesshowedthetrendsofleaf>rhizome>root.ThetemporalvariationtrendofTNcontentsinE.acoroideswasautumn＆win-
ter>summer, whileTPcontentsinthediferenttissuesofE.acoroidesshowedthediferenttemporalvariationtrends.TNcontentsin
roots＆leavesofE.acoroidesweredecreasedsignificantlyfromthecagecultureareatothecontrolarea.Itshowedtheobviouspositive
correlationbetweenTNcontentsinroots＆leavesoftheplantandDINconcentrationsinwatercolumn.TPcontentsinthediferenttis-
suesofE.acoroideswerecharacterizedbymuchhighercontentsinthecagecultureareathantheothertwosamplingsites, butnocer-
taincorelationbetweenTPcontentsinE.acoroidesandPconcentrationinwatercolumnwerefound.AccordingtotheresultsofN/P,
E.acoroidesinXincunBaywascontroledbyNnutrient.
Keywords:Enhalusacoroides;TN＆TPcontents;nutrientloadings;Hainan
＊ 收稿日期:2008-03-11,修订日期:2008-04-23
　基金项目:联合国环境规划署 /全球环境基金(UNEP/GEF)项目(UNEP/GEF/SCS/Chi/MoU2c);中国科学院知识创新工程项目
(KSCZ2-SW-132);国家环保总局华南环境科学研究所中央级公益性科研院所基本科研业务专项基金
　作者简介:黄道建 (1980-),男 ,广东阳江人 ,硕士 ,主要从事海洋环境研究 , E-mail:djhuang@scies.com.cn
　通讯作者:黄小平 ,研究员 ,博导 ,主要从事海洋环境研究 , E-mail:xphuang@scsio.ac.cn
第 1期 黄道建 ,等:海南新村湾海菖蒲 TN和 TP含量时空变化及其对营养负荷的响应 41　
　　海草是唯一淹没在浅海水下的被子植物 , 其花在水
下结果发芽。全球 12属 50多种海草中 ,南中国海海域就
分布了 8属 20多种 [ 1] 。海草在我国的分布 , 从温带的黄
渤海一直延伸到亚热带的福建 、香港沿海 , 在热带的海南
岛和西沙群岛也有分布 [ 2] 。
海菖蒲(Enhalusacoroides)广布于西太平洋和印度洋
沿海 , 在我国主要分布于海南岛 , 是南中国海最大型的海
草植物之一 [ 3] 。黄道建等 [ 4]于 2005年 4月对海南新村
湾的海菖蒲的茎枝特征 、茎枝密度 、生物量和不同组织营
养素含量进行了研究 , 并探讨了海水和沉积物间隙水营
养负荷对其的影响。该次研究结果表明网箱养殖引起的
营养负荷 , 是导致新村湾网箱养殖区海草床退化的原因
之一。本文在此研究的基础上 ,于 2005年 7、10月和 2006
年 1月对新村湾的海菖蒲不同组织的 TN、TP含量的时间
和空间变化特征进行了进一步研究 , 以及其对营养负荷
的响应。本研究将为我国研究海草床退化提供相关的科
学依据 , 并对海草床的保护具有一定意义。
1　研究方法
1.1　新村湾概况
新村湾位于海南岛陵水县东南部 , 面积 22.6 km2 ,是
一个基本受潮汐控制的近封闭天然泻湖湾 , 仅海湾西部
有一窄口与陵水湾相通。目前 , 该湾有相当数量的网箱
养殖和设在渔排上接待游客的餐饮业(图 1)。
1.2　样品的采集和处理
样品的采集分 3个季度 [ 2005年 7月(夏季)、10月
(秋季)和 2006年 1月(冬季)]进行 , 在海南新村湾布设
3个采样区(网箱养殖区 、中间过渡区和对照区), 以网箱
养殖区为起点依次向对中间过渡区和对照区延伸(图 1)。
图 1　新村湾样区分布
Fig.1ThesamplingsitesinXincunBay
首先用有机玻璃采水器采集水样 , 迅速冷藏 , 供水质
分析用;用 PVC管采集沉积物 , 带回实验室 , 供分析沉积
物间隙水营养盐用。每个样区各随机采 3个水样和沉积
物样。然后在每个样区内随机抛出 3个 50cm×50 cm的
样框(同一样区不同样框之间至少相隔 2m),将样框内的
海菖蒲连同地下根系一同挖出 , 采得的样品用干净海水
冲洗干净后 ,去掉微小生物和杂质等物。海菖蒲样品带
回实验室后 , 用刀片刮干净表面的附着藻类 , 将样品按
根 、茎 、叶剪取 , 于 60℃烘干恒重后磨碎过 80目筛 , 保存
于干燥器中备用 。
1.3　样品的分析
海水和沉积物间隙水营养盐分析按《海洋监测规范》
(GB17378-1998)实施。 海草样品用浓 H2SO4-H2O2消煮
定容后 , 用靛酚蓝分光光度比色法测定 TN含量 , TP含量
则采用钒钼黄分光光度比色法测定 [ 5] 。 TN、TP含量以实
验干材料中 TN、TP的质量分数(%)表示。
2　结果与讨论
2.1　海水和沉积物间隙水分析结果
2.1.1　海水和沉积物间隙水 DIN含量
4个季度(其中 2005年 4月(春季)引自文献 [ 4] ,下
同)海水和间隙水 DIN含量由网箱养殖区向对照区显著
递减(图 2和图 3, P<0.01), 间隙水 DIN含量的空间变
化趋势尤为明显 ,网箱养殖区间隙水 DIN含量 ,分别为中
间过渡区和对照区的 3 ～ 4倍和 5 ～ 6倍 , 这注意可能与网
箱养殖自身产污有关。
从时间分布上看 , 3个样区海水 DIN含量均显示出了
春 >秋 >冬 >夏的分布趋势;除个别样区外 , 间隙水 DIN
含量则基本显示出了夏 >冬 >秋 >春的分布趋势。
2.1.2　海水和沉积物间隙水 PO4-P含量
4菖蒲海水 PO4-P含量在不同的季度有所不同 ,在春
42　 海　洋　环　境　科　学 第 29卷
季和夏季 , 中间过渡区海水中的 PO4-P含量 , 明显较网箱
养殖区和对照区要高 , 在秋季则基本保持在同一水平(P
>0.1),到了冬季 , 网箱养殖区的 PO4-P含量明显要比其
他 2个样区高(P<0.01)。间隙水中 PO4-P浓度 , 在春季
和夏季以对照区最高 ,秋冬两季则基本处于同一水平(图
4,图 5)。
2.2　海菖蒲营养元素含量和外源营养盐关系
2.2.1　海菖蒲不同组织 TN和 TP含量
2.2.1.1　海菖蒲不同组织 TN含量　海菖蒲不同组织的
TN含量 , 显示了叶 >茎 >根的显著趋势 (图 6, P<
0.001)。海菖蒲根和叶的 TN含量 ,显示了由网箱养殖区
向对照区显著递减的趋势(P<0.001),而茎的 TN含量 ,
则显示出了网箱养殖区 >对照区 >中间过渡区的趋势。
从时间分布上看 , 海菖蒲不同组织的 TN含量呈现了秋 、
冬季 >春 、夏季的趋势。
2.2.1.2　海菖蒲不同组织 TP含量　海菖蒲不同组织 TP
含量显示了叶 >茎 >根的显著趋势(图 7, P<0.001),并
基本显示出了网箱养殖区比其它两个样区显著大的趋势
(P<0.001), 但 2006年 1月则出现了中间过渡区海菖蒲
叶 TP含量最高的现象。从时间分布上看 , 海菖蒲不同组
织 TP含量分布趋势各有不同 , 根显示了秋 >春 >夏 >冬
的分布趋势 , 茎的分布趋势为春 >夏 >秋 >冬 ,而叶的分
布趋势则为冬 >秋 >春 >夏。这可能与海菖蒲对 P的同
化 , 外源 P的地球化学循环及外界 P供给有关。
2.1.2　海菖蒲营养元素含量和外源营养盐关系
绝大部分海草通过根摄取底质间隙水中的营养物
质 , 同时经由叶片吸收环境水体中的营养盐。传统认为
经由根摄取的营养物质比起由叶片摄取的占更主要的地
位 [ 6] 。本研究表明 , 海菖蒲不同组织 TN含量 , 与海水和
沉积物间隙水 DIN含量显示出显著的正相关关系(P<
0.05), 而海菖蒲的 TP含量 , 与海水和沉积物间隙水中活
性磷酸盐含量并没有显示出明显的关系。 Agawin等人 [ 7]
通过室内培养实验 , 发现海菖蒲体内 TN含量随着 N负荷
的增加而增加 , 而其体内 TP含量与 P负荷并没有必然的
联系。这与我们本次研究的结论一致。
图 6　海菖蒲不同组织 TN含量
Fig.6TNcontentofEnhalusacoroides
2.1.3　海菖蒲的 TN含量的季节变化分析
从时间分布上看 ,海菖蒲不同组织的 TN含量呈现了
秋 、冬季 >春 、夏季的趋势。海菖蒲在春 、夏季生长较旺
盛(中间过渡区和对照区海菖蒲春季地上平均生物量分
别为 327.63 和 405.86 g/m2 , 夏季分别为 429.48和
330.33 g/m2),海菖蒲在生长过程中需消耗大量的 N源 ,
第 1期 黄道建 ,等:海南新村湾海菖蒲 TN和 TP含量时空变化及其对营养负荷的响应 43　
图 7　海菖蒲不同组织 TP含量
Fig.7 TPcontentofE.acoroides
因而其体内的 TN含量就较低 ,此外 ,这两个样区在春 、夏
季较大的生物量 , 也会导致其体内 TN含量的稀释 , 从而
使得单位质量占有的 TN相对较低。而网箱养殖区由于
常年存在较大的 DIN供给源 ,海菖蒲在生长旺盛的季节
也能获得较丰富的 N源 ,因而使得被该区海菖蒲同化的
N也较多 ,从而导致其体内 TN含量较高。此外 , 这也可
能与不同季节海草体内 N的循环有关 ,海草体内的 N通
常以溶解性的蛋白质和自由氨基酸的形式存在 , 海草体
内的 N通常在秋季累积 [ 8] 。 3个样区海菖蒲 TN含量的
季节变化趋势 , 与海水及沉积物间隙水 DIN含量的季节
变化趋势并没有呈现出正相关关系 , 这有待进一步的研
究。
2.1.4　营养负荷对海菖蒲的限制机制
海草组织中的 N、P含量和 N/P值 , 通常被作为评价
限制海草生长主导因子的重要指标 [ 9] 。一般来说 , 当 N/
P的摩尔值大于 30时 , P是海草的限制因子 , 而当这个比
值小于 25 ～ 30时 , N是海草的限制因子 [ 10] 。本次研究的
3个季度海菖蒲不同组织的 N/P基本都小于 30, 这说明
新村湾海菖蒲的生长受到 N的控制。 新村湾的网箱养殖
区作为一个营养源强 , 给附近海域提供了大量的营养来
源 , 但水体中活性磷酸盐含量较低 , 可能与海草及其它一
些藻类的吸收有关 , 而 N之所以会成为控制海菖蒲生长
的主导因子 , 其原因可能是海菖蒲与其它浮游植物和大
型藻类对 DIN的竞争机制有关。
3　结　论
(1)海菖蒲根 、茎和叶在 3个季度中的 TN含量范围
分别为:0.576% ～ 1.544%、0.803% ～ 2.480%和 1.796%
～ 3.200%, 均值分别为 0.984%、1.318%和 2.619%。 TP
含量范围则分别为:0.053% ～ 0.175%、 0.073% ～
0.197%和 0.183% ～ 0.413%, 均值分别为 0.096%、
0.138%和 0.291%。
(2)海菖蒲不同组织 TN、TP含量 , 均显示了叶 >茎
>根的显著趋势。从时间分布上看 , TN含量均呈现了
秋 、冬季 >夏季的趋势 , 而 TP含量时间分布趋势各有不
同。
(3)海菖蒲的 TN含量 , 随着海水和间隙水 DIN含量
增加而增加 , 而海菖蒲的 TP含量 , 与海水和间隙水活性
磷酸盐含量并没有显示出明显的关系。
(4)研究显示新村湾海菖蒲的光合器官和储藏器官
的 N/P基本都小于 30, 说明 N新村湾海菖蒲的限制因
子。
参考文献:
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