近日，海洋生态环境预警监测实验室韩爱琴博士以第一作者兼通讯作者，林辉研究员为共同通讯作者，在国际地学海洋学领域权威期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences（中科院2区）在线发表了题为“Nutrient budget and biogeochemical dynamics in Sansha Bay, China: A coastal bay affected by intensive mariculture”的研究论文。

在全球变化背景下，日趋强烈的人类活动特别是海水养殖对海湾等近岸海域影响越发严重，如何有效定量养殖海湾的营养盐生物地球化学过程，缺乏系统尺度上的研究。该研究以福建省最大的大黄鱼养殖基地-三沙湾为案例，重点研究三沙湾营养盐（氮、磷、硅），特别是各形态氮素（溶解无机态、溶解有机态、颗粒有机态）的收支平衡与控制机制，定量解析养殖输入与海湾生态系统吸收和去除之间的平衡关系，厘清养殖海湾系统外部输入输出与内部自身的营养盐循环机制。

该研究通过对该海湾冬夏两季的综合观测，采用经典箱式模型与三端元混合模型，发现：（1）三沙湾不同季节受不同特性的外海水团影响显著，加上强烈养殖活动的输入，以及海湾自身蜿蜒曲折的地形因素，海湾内营养盐时空变化显著；（2）冬夏两季，溶解无机氮和磷酸盐以21.8-20.4:1的比例添加至海湾中，硅酸盐呈冬季添加而夏季去除的特性；海湾内氮素除以渔获方式清除出养殖系统外，还以沉积物埋藏、外海水交换、反硝化和厌氧氨氧化等过程去除；（3）海湾内部，冬季颗粒有机物矿化强烈，溶解无机氮与磷酸盐以20:1的比例再生进入水体，硅酸盐与溶解无机氮的再生比例则小于1:2；夏季，湾内以硅藻为优势种的浮游植物对营养盐吸收强烈，其中溶解无机氮与磷酸盐的吸收比例为13.5:1，硅酸盐与溶解无机氮的吸收比例为2.4:1。

该研究获取了典型养殖海湾营养盐的收支、吸收与再生速率与比例数据，厘清了养殖活动影响下的海湾营养盐循环及其生态环境效应。

韩爱琴博士长期从事大洋-陆架-近岸复杂环境体系营养盐的生物地球化学过程研究。本研究为全球变化与人类活动影响下，近岸海洋生态环境效应研究奠定了基础，对养殖海域的环境评价与水质改善有着重要意义，有望为国家的海洋环境保护和养殖业健康发展提供科学支撑。本研究获得国家自然科学基金青年基金、福建省自然科学基金青年基金、自然资源部第三海洋研究所基本科研业务项目的资助。厦门大学高树基教授、海南大学谭萼辉副教授、福建省海洋与渔业局丁光茂高级工程师等为论文合作者。

图1 典型养殖海湾三沙湾营养盐生物地球化学过程示意图

论文链接：https://doi.org/10.1029/2020JG006220。