悬浮颗粒物包括浮游植物、浮游动物及其碎屑、微生物、无机颗粒等，是海水的重要组成成分，是各种营养盐的重要载体(逄勇等, 2008)。悬浮颗粒物不仅是海洋环境质量的评价指标，而且颗粒有机物(POM)也是滤食性贝类的主要食物来源，是海洋食物链的物质基础(刘占飞等, 2000)。海水中悬浮颗粒物的数量和质量直接影响滤食性生物的滤食和生理反应，是制约滤食性生物的重要因素(匡世焕等, 1996)，因此，了解悬浮颗粒物的时空分布特性对于滤食性贝类养殖活动具有重要的指导作用。

獐子岛邻近海域是我国虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)的主产区(段丽琴等, 2015)，以往对该海域的调查多集中于浮游植物、营养盐、颗粒有机碳等研究(蒋增杰等, 2015; 张继红等, 2009; 刘毅等, 2016)，关于獐子岛邻近海域悬浮颗粒物的数量、质量及其与虾夷扇贝养殖关系的研究报道较少(李洪波等, 2001)。本研究根据獐子岛邻近海域4个季节的调查研究，分析了该海域总悬浮颗粒物(TPM)和颗粒有机物(POM)的时空分布特性，结合POM与叶绿素a (Chl-a)及环境因子的相关性分析，探讨了悬浮颗粒物的影响因素及其与虾夷扇贝底播养殖之间的潜在联系，掌握了该海域滤食性生物的饵料质量及动态变化规律，为北方海域虾夷扇贝的养殖容纳量评估及其底播养殖布局提供依据。

2015年10月和2016年1、4、7月共进行了4个航次的水文要素和悬浮颗粒物的综合调查，调查海区位于辽东半岛东侧的黄海北部海域，范围介于38.8°~39.4°N、122.6°~123.3°E之间。该海域的平均水深在30 m以上，底播增殖是主要的养殖方式，养殖种类有虾夷扇贝、皱纹盘鲍(Haliotis discus hanai)、紫海胆(Anthocidaris crassispina)等。调查共布设30个站位(图 1)，由于海况条件限制，2016年1月只调查了18个站位。

图 1(Fig. 1)

图 1 獐子岛邻近海域调查站位 Figure 1 Investigation stations in the Zhangzidao Island and the adjacent area

样品的采集与保存严格按照中华人民共和国质量监督检验检疫总局等(2007)规定的《海洋调查规范》(GB/T12763-2007)要求进行。用Niskin采水器在各调查站位取表层(水面下1.0 m)、底层(离底1.0 m)水样，冷藏保存，带回实验室分析；采用YSI-6600多参数水质分析仪(美国)对温度、盐度、溶氧、pH等水环境参数进行现场测定。

悬浮颗粒物的测定采用重量法，取1000 ml水样，使用经过450℃灼烧4 h后称重并做好标记(W₀)的空白GF/C玻璃纤维滤膜(直径为47 mm)进行抽滤。首先，将过滤后的滤膜在60℃烘干48 h至恒重后称重(W₆₀)，再经过450℃灼烧4 h后称重(W₄₅₀)。TPM=W₆₀ –W₀，POM=W₆₀ –W₄₅₀。称重用电子天平，精确到0.00001 g。Chl-a的测定采用萃取荧光法，准确量取1000 ml水样经孔径为0.45 µm的醋酸纤维滤膜过滤，90%丙酮萃取后，用叶绿素荧光仪(Turner Designs 998-7210, 美国)测定。

调查海区悬浮颗粒物的数量浓度用TPM和POM (mg/L)的含量表示，质量浓度根据POM含量(mg/L)占TPM含量(mg/L)的百分比[PCOM(%)=POM/TPM× 100]和Chl-a 含量(µg/L)占POM含量(mg/L)的比重SES_Q(μg/g)进行评估。

实验数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS Statistics 21.0软件进行统计分析。单因子方差分析(One-way, ANOVA)检验组间差异，Pearson相关分析检验POM、TPM与Chl-a及环境因子回归关系显著性，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。等值线图采用Suffer 8.0软件绘制。

獐子岛邻近海域的水环境参数见表 1。从表 1可以看出，调查期间，水温的变化范围为4.33~23.19℃，春季和夏季底层水温显著低于表层(P < 0.01)，秋、冬季节水温的垂直分布比较均匀；盐度的变化范围为30.55~32.44，夏季表层的盐度明显低于其他季节；pH的变化范围为8.02~8.62，表、底层的最大值均出现在夏季，最小值出现在秋季。

表 1(Tab. 1)

表 1 獐子岛邻近海域环境参数的季节性变化 Table 1 Seasonal variation of the parameters in the Zhangzidao Island and the adjacent area 月份 Month 水温Temperature (℃) 盐度Salinity pH 表层Surface 底层Bottom 表层Surface 底层Bottom 表层Surface 底层Bottom 1月 Jan. 4.40±0.66 4.33±0.96 32.44±0.15 32.39±0.08 8.36±0.83 8.34±0.86 4月 Feb. 5.53±0.78 4.85±0.40 31.76±0.36 31.82±0.22 8.14±0.29 8.16±0.29 7月 Jul. 23.19±1.21 15.32±2.98 30.55±1.29 32.07±0.29 8.41±0.12 8.62±0.10 10月 Oct. 17.43±0.57 17.43±0.73 32.04±0.29 31.92±0.13 8.02±0.15 8.04±0.15

表 1 獐子岛邻近海域环境参数的季节性变化 Table 1 Seasonal variation of the parameters in the Zhangzidao Island and the adjacent area

獐子岛邻近海域表、底层TPM平均浓度的季节性变化见图 2。从图 2可以看出，4次调查中，TPM的范围为16.76~97.54 mg/L，平均浓度为(31.65± 9.58) mg/L，TPM平均值的季节变化趋势为秋季 > 春季 > 夏季 > 冬季。LSD多重比较结果显示，冬季TPM显著低于春、秋季(P < 0.05)，其他季节之间差异不显著(P > 0.05)。调查海区表、底层TPM的平均值分别为(28.46±2.53)、(31.70±3.31) mg/L。除夏季底层TPM的浓度显著高于表层外(P < 0.01)，其他季节表、底层的TPM浓度无显著性差异(P > 0.05)。

图 1(Fig. 1)

图 2 獐子岛邻近海域表、底层TPM平均浓度的季节变化 Figure 2 Seasonal variation of average TPM in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area *为底层与表层差异显著(P < 0.05)，下同 * Represents significant difference, the same as below

獐子岛邻近海域表、底层POM平均浓度的季节性变化见图 3。从图 3可以看出，4个季节调查中，POM的范围为2.20~17.20 mg/L，平均浓度为(6.97±2.08) mg/L。其中，夏季POM的平均值最高[(8.14±1.49) mg/L]，冬季最低[(4.35±0.87) mg/L]。POM与TPM浓度的季节变化趋势相似，冬季表、底层的POM平均浓度显著低于春、夏、秋季(P < 0.01)，仅夏季表、底层POM的平均浓度之间存在极显著性差异(P < 0.01)，底层[(8.63±1.40) mg/L]明显高于表层[(7.65±1.43) mg/L]，其他季节表、底层差异性不显著(P > 0.05)。

图 1(Fig. 1)

图 3 獐子岛邻近海域表、底层POM平均浓度的季节变化 Figure 3 Seasonal variation of average POM in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area

獐子岛邻近海域表、底层平均Chl-a浓度的季节性变化见图 4。从图 4可以看出，4个季节调查中，Chl-a的浓度范围为0.03~12.96 μg/L，平均浓度为(1.05±1.71) μg/L。Chl-a浓度季节变化明显，春季的总平均浓度最高，为(1.46±1.79) μg/L，秋季最低，为(0.61±0.29) μg/L。表层平均浓度的最高值出现在夏季，为(2.18±3.49) μg/L，最低值出现在春季，为(0.75± 0.80) μg/L；底层平均浓度的最高值出现在春季，为(2.18±2.20) μg/L，最低值出现在夏季，为(0.33± 0.21) μg/L。春季表层Chl-a浓度显著低于底层(P < 0.05)，夏、秋季表层Chl-a浓度均显著高于底层(P < 0.05)。冬季表、底层Chl-a浓度无显著性差异(P > 0.05)。

图 1(Fig. 1)

图 4 獐子岛邻近海域平均叶绿素a浓度的季节变化 Figure 4 Seasonal variation of average Chlorophyll a in the Zhangzidao Island and the adjacent area

獐子岛调查海区4个季节表、底层PCOM平均值见图 5。从图 5可以看出，PCOM变化范围为8.69%~37.09%，平均值为(22.25±4.18)%。季节变化趋势为夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季。除秋季底层PCOM的平均值高于表层外，其他季节底层均低于表层。春季表、底层之间差异极显著(P < 0.01)，其他季节表、底层之间均无显著性差异(P > 0.05)。

图 1(Fig. 1)

图 5 獐子岛子岛邻近海域表、底层PCOM平均值的季节变化 Figure 5 Seasonal variation of average PCOM in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area

獐子岛邻近海域4个季节悬浮颗粒物的SES_Q平均值见图 6。从图 6分析表明，獐子岛邻近海域4个季节的SES_Q平均值为(0.15±0.20) μg/mg，春季SES_Q平均值最高，为(0.20±0.23) μg/mg，秋季最低, 为(0.09± 0.05) μg/mg。除冬季表、底层之间SES_Q无显著性差异(P > 0.05)外，其他季节表、底层之间差异极显著(P < 0.01)；表层SES_Q的最大值出现在夏季，底层最大值出现在春季。

图 1(Fig. 1)

图 6 獐子岛邻近海域表、底层SESQ平均值的季节变化 Figure 6 Seasonal variation of average SESQ in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area

獐子岛邻近海域TPM浓度的平面分布情况见图 7。从图 7a和图 7e可以看出，冬季TPM的平面分布总体上较为均匀，表层TPM的高值区在小耗子岛(17号站) (图 1)附近海域；底层TPM分别在獐子岛的东部及东南部海域出现2个高值区。从图 7b和图 7f可以看出，春季表层TPM的高值区出现在东南部外海区，17号站附近浓度较高，东北部海域浓度略低；底层TPM的高值区出现在南部外海区，浓度达97.54 mg/L，乌蟒岛东北部区域等值线稀疏，浓度变化小。从图 7c和图 7g可以看出，夏季表、底层TPM的分布趋势相似，中部海域浓度略低；獐子岛南部外海区出现高值区，浓度达49 mg/L，41~48号站(图 1)浓度偏高。从图 7d和图 7h可以看出，秋季表层TPM呈现东北高、西南低的趋势；底层TPM的高值区在獐子岛附近海域，等值线较密集，其他区域浓度变化很小。

图 1(Fig. 1)

图 7 獐子岛邻近海域四季表层、底层TPM浓度的平面分布特征 Figure 7 Seasonal and spatial distribution of TPM in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area 表层：a：冬季；b：春季；c：夏季；d：秋季；底层：e：冬季；f：春季；g：夏季；h：秋季 Surface: a: Winter; b: Spring; c: Summer; d: Autumn; Bottom: e: Winter; f: Spring; g: Summer; h: Autumn

獐子岛邻近海域POM浓度的平面分布情况见图 8。从图 8a和图 8e可以看出，冬季POM与TPM的分布趋势相似，表层POM浓度的高值区出现在17号站附近(图 1)，底层POM在獐子岛东南海域出现高值区，由此向周围递减。从图 8b和图 8f可以看出，春季表层POM的高值区出现在17号站，达到13.60 mg/L，低值区在22号站附近(图 1)，为2.2 mg/L左右；底层靠近外海的南部区域POM浓度较高，其他区域浓度较低且分布较为均匀。从图 8c和图 8g可以看出，夏季POM分布的总体趋势是中部海域浓度略低，逐渐向四周增大。表层POM的高值区在西南部、东南部以及乌蟒岛东北部；底层POM在獐子岛附近及南部海域的等值线较密集，浓度变化较大。14号站附近有高值区(图 1)，浓度达12.68 mg/L。从图 8d和图 8h可以看出，秋季POM与TPM的平面分布趋势相一致。表层POM的高值区出现在16号站附近(图 1)，达到12.30 mg/L；底层POM的高值区集中在獐子岛等岛屿附近，呈现出中部浓度略高，四周浓度略低的趋势。

图 1(Fig. 1)

图 8 獐子岛邻近海域四季表层、底层POM浓度的平面分布特征 Figure 8 Seasonal and spatial distribution of POM in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area 表层：a：冬季；b：春季；c：夏季；d：秋季；底层：e：冬季；f：春季；g：夏季；h：秋季 Surface: a: Winter; b: Spring; c: Summer; d: Autumn; Bottom: e: Winter; f: Spring; g: Summer; h: Autumn

獐子岛邻近海域各季节表、底层的PCOM平面分布状况见图 9。从图 9总体来看，除秋季外，大部分海域的水平分布比较均匀。从垂直分布看，表层PCOM略高于底层。从图 9a、图 9e可以看出，冬季表、底层PCOM的分布趋势相似，从东南部向西北部递减，中南部海域浓度变化较小。春季表层PCOM的高值区在13号站附近(图 1)，东南部海域值略低；底层分布趋势与表层相反，岛屿附近及东南部海域的PCOM值略高。从图 9c、图 9g可以看出，夏季表层PCOM的高值区在西南部外海区，其他海域分布比较均匀；底层PCOM大部分海域分布比较均匀，獐子岛附近海域的等值线较密集，水平差异较大。从图 9d、图 9h可以看出，秋季表层PCOM在13号站附近出现高值区，并由此向周围递减，东北部海域PCOM值略低；底层是中部PCOM值略低，四周略高，岛屿附近海域的水平分布差异较大。

图 1(Fig. 1)

图 9 獐子岛邻近海域四季表层、底层PCOM%的平面分布特征 Figure 9 Seasonal and spatial distribution of PCOM% in the surface and bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area 表层：a：冬季；b：春季；c：夏季；d：秋季；底层：e：冬季；f：春季；g：夏季；h：秋季 Surface: a: Winter; b: Spring; c: Summer; d: Autumn; Bottom: e: Winter; f: Spring; g: Summer; h: Autumn

对獐子岛邻近海域各季节表、底层的POM与Chl-a之间的线性回归分析表明，只有春季底层和夏季表层的POM与Chl-a间存在极显著的正相关关系(P < 0.01) (图 10和图 11)。线性趋势表示POM浓度与Chl-a之间密切对等，春季底层和夏季表层POM的浓度均随着Chl-a浓度的升高而升高。

图 1(Fig. 1)

图 10 獐子岛邻近海域春季底层POM与Chl-a的关系 Figure 10 Scatter plotting of POM versus Chl-a in the bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area in spring

图 1(Fig. 1)

图 11 獐子岛邻近海域夏季表层POM与Chl-a的关系 Figure 11 Scatter plotting of POM versus Chl-a in the bottom seawater in the Zhangzidao Island and adjacent area in summer

与相同海域的历史数据及其他海域的数据相比，獐子岛邻近海域TPM和POM的浓度较高，虽然与已有报道的TPM的季节变化趋势一致，都是秋季 > 春季 > 夏季 > 冬季，但本研究的TPM浓度为(31.65±9.58) mg/L，显著高于历史数据3.17~4.71 mg/L (李洪波等, 2010)。同时，与其他养殖海湾相比，獐子岛邻近海域TPM和POM的平均浓度均高于莱州湾(梁兴明等, 2001)和桑沟湾(匡世焕等, 1996)。

本研究发现，高浓度TPM主要出现在春、夏季的14、17及43号站及秋季的47号站附近海域，最高浓度可达97.54 mg/L，出现在位于獐子岛南部外海区的14号站底层，可能是由外海水带来的外源性悬浮颗粒物质增加了TPM的浓度。根据室内模拟实验的结果，在90.72 mg/L浓度下，虽然虾夷扇贝的死亡率不高，仅为10%，但是滤水率和摄食率均降低(待发表数据)。马明辉等(2004)研究发现，高浓度的TPM会对虾夷扇贝的生长产生负面影响。因此，在该区域进行虾夷扇贝底播增殖时应该予以重视。

从TPM和POM浓度的垂直分布来看，只有夏季底层的TPM和POM浓度显著高于表层。由于獐子岛调查海域位于黄渤海交汇处，水域开阔，从大、小潮汛的结果看，流速的最小值为23.61 cm/s，最高值为90.04 cm/s，平均值为48.83 cm/s，水体交换能力良好(张继红等, 2008)。再加上海区内养殖筏架设施较少，不会对海流造成阻碍作用。因此，该海区TPM和POM的垂直分布整体上比较均匀。夏季由于风力作用的减弱以及强烈的日照辐射，在獐子岛南部海域会出现比较明显的温跃层，随深度的增加，潮流的速度也随之降低，水域的垂直混合能力进一步下降，底层沉积物的再悬浮作用随之减弱，表层有机碎屑及其他外源颗粒物质更容易在重力的作用下向底层沉降(韦钦胜等, 2013)，辅以水体交换所带来的外源输入，使得底层悬浮颗粒物的含量显著高于表层。

浮游植物是海水中悬浮颗粒物的重要物质组分，海水中的Chl-a可以代表浮游植物的现存数量(李绪禄等, 2013)，分析海水中Chl-a与POM的相关关系可了解有生命的浮游植物对POM的贡献(赵明辉等, 2014)。在北黄海海域，通常夏季随着水温升高，光照强度增大，再加上陆源输入的营养盐补充增多，刺激表层浮游植物大量生长繁殖，这就使得夏季表层水中POM的含量随着叶绿素浓度的增加而增高。然而，由于夏季层化现象增强，表、底层混合不匀，使得表、底层的叶绿素浓度存在显著差异。但是，研究发现，夏季底层的POM浓度与表层没有显著性差异，底层POM的来源有待进一步研究。另外，调查结果显示，只有夏季表层POM与盐度之间存在显著的负相关关系(r=–0.423，P < 0.05) (图 12)，且夏季表层盐度呈现由南向北递减的趋势，低值区主要出现在41、42、43、44、45号站位，可以推测夏季陆地径流冲淡水对该海域表层POM有一定程度的补充。

图 1(Fig. 1)

图 12 獐子岛邻近海域夏季表层POM与盐度的关系 Figure 12 Scatter plotting of POM versus salinity in the bottom seawater in the Zhangzidao Island and the adjacent area in summer

悬浮颗粒物的数量和质量会制约滤食性动物的生长(Bayne et al, 1992)。虾夷扇贝作为獐子岛海域主要的底播增殖品种之一，其滤食性行为和生理反应与海水中悬浮颗粒物的质量状况密不可分。Bayne等(1987)研究发现，除POM外，饵料质量PCOM能够促进饵料的吸收效率，对双壳贝类的生长具有显著影响。本研究中，PCOM值在夏季最高，冬季最低，春、秋季没有显著性差异(P > 0.05)，PCOM平均值在22.25%左右(图 7)。秋季PCOM值仅低于夏季，且底层高于表层，加上秋季水温适宜，适合底播虾夷扇贝的摄食生长。扇贝等滤食性动物对叶绿素含量较高的悬浮颗粒物摄食选择性较大(Shumway et al, 1985)，因此，Chl-a含量占POM含量的比重SES_Q成为评价悬浮颗粒物质量的指标，根据SES_Q值的大小分为3个等级：低等质量(< 0.1×10^–3)，中等质量(0.1~1.0×10^–3)，高等质量(> 1.0×10^–3) (Macdonal et al, 1994)。獐子岛养殖海域悬浮颗粒物的质量(SES_Q)除秋季处于低等质量水平外，其他季节均处于中等质量水平，春季达到最高值，年平均值为0.15×10^–3，处于中等质量水平。该结果与李洪波等(2010年)的调查结果一致。

悬浮颗粒物的数量和质量是多种因素共同作用的结果，需要进行长期监测和数值模型的研究，以了解獐子岛及邻近海域悬浮颗粒物浓度的时空变化特性和规律，为虾夷扇贝的底播增殖提供理论指导。