中國網/中國發展門戶網訊  科學界定海岸帶范圍（邊界）是構建海岸帶系統科學與工程體系的瓶頸。河口作為陸地和海洋生態系統相互作用的核心樞紐和關鍵過渡帶，在維持海洋生物多樣性和生態系統服務方面發揮不可替代的作用。這些區域接納了來自陸域的氮、磷等營養鹽輸入，為浮游植物的生長和繁殖提供了必要的物質基礎，因此成為多種重要經濟物種的關鍵棲息地。然而，這種“通道”與“搖籃”的雙重角色，正因過量的營養鹽輸入而失衡，導致河口區域氮磷營養鹽持續累積，極易引發富營養化，進而改變浮游植物群落結構，破壞河口生態系統平衡，顯著增加有害藻華風險。因此，強化河口水環境管理對維護近海生態系統健康與穩定至關重要。

當前我國河口水環境管理實踐存在評估矛盾：上游河段采用《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）評估，而下游海域采用《海水水質標準》（GB 3097—1997）評估。然而，河口作為典型的咸淡水混合區，其鹽度受洪枯季節徑流輸入和潮汐作用影響而劇烈變化。在此背景下，無論單獨采用上述哪一項標準，均難以客觀反映河口實際的環境質量狀況及其變化趨勢，這不僅阻礙了水環境管理部門的有效監管，更制約了河口及沿海地區經濟社會的可持續發展。

進一步而言，上述2項標準主要參考美國、日本、歐盟等發達國家和地區及國際組織的相關水質標準所制定，但其設定的氮、磷指標及其限值存在顯著差異?！兜乇硭h境質量標準》（GB 3838—2002）規定了氨氮、總氮和總磷的限值，而《海水水質標準》（GB 3097—1997）則執行無機氮（DIN）和活性磷酸鹽（SRP）的限值標準。這種差異直接導致河口上下游邊界的評價標準與管理政策無法貫通，評價結果甚至可能出現“斷崖式”突變。因此，急需打破基于行政劃線的“一刀切”管理模式，將河口區視為獨立于地表水與海水的特殊生態系統，盡快研究制定符合河口環境特性的營養鹽基準體系，為河口區的營養鹽監測、科學評估與精準管理提供堅實的科學支撐。

河口區營養鹽基準的分區制定

河口分區是海岸帶環境管理的科學基礎，也是營養鹽標準制定及差異化管控實施的前提。然而，我國長江、黃河等主要河口均未明確劃定河海界線。鑒于各河口在分布位置和生態環境（如徑流量、泥沙量、溫度、潮汐等）上存在顯著差異，亟待構建“一口一標”評價體系，并據此科學劃分河口管理范圍。關于分區方法，學術界存在多種觀點，總體上以鹽度及水動力條件為主導。

基于河口分區結果，可利用長時序營養鹽數據，通過頻數分布法、壓力-響應模型等方法推導氮磷基準閾值，為陸源污染控制與水體富營養化治理提供支撐。美國于20世紀60年代就系統開展了水質標準研究，發布了針對不同水體的營養鹽標準技術指南。其中，美國國家環境保護局（EPA）推廣的頻數分布法在全球得到廣泛應用。相較國際研究，我國河口營養鹽基準研究起步較晚，但已借鑒國際經驗在長江口、珠江口等典型河口推導出DIN與SRP的基準值（表1）。然而，不同研究在評價方法、數據來源（監測點密度、精度）及時間尺度（季節覆蓋度、年份跨度）上存在顯著差異，導致基準值缺乏區域可比性與管理普適性。因此，亟待建立標準化技術框架與數據質控體系，推動區域營養鹽協同治理。

黃河口氮磷現狀與基準制定

黃河口氮磷現狀

黃河口被《山東省近岸海域環境功能區劃》列為Ⅰ類環境功能區，執行海水水質Ⅰ類標準。然而，黃河流域人類活動干擾劇烈，導致大量氮磷輸入河口，硝酸鹽和亞硝酸鹽氮年均入海通量高達1.78×10⁴ t，致使約2/3近岸區域超過DIN閾值，水質長期處于Ⅱ類及以下水平。1952—2017年，黃河口附近海域累計發生赤潮災害11次（覆蓋4627 km²），屬典型富營養化亞健康水域。近年來，山東省通過“灣長制”、入?？偟卫淼却胧╋@著改善水環境，使2024年黃河入海斷面水質穩定達地表水Ⅱ類標準，黃河刀魚、江豚等珍稀魚類重現河口。這表明對DIN機械執行Ⅰ類標準存在“過保護”風險。因此，亟待根據黃河口水質現狀及變化趨勢確定合適的氮磷基準值。

然而，現有研究存在兩大局限。忽視鹽度梯度影響。黃河口DIN與鹽度呈顯著負相關，且關鍵生物（硅藻、甲藻）及生態過程（魚卵分布）對鹽度有特定需求（如25—29 PSU海域）。未動態評估氮磷比限制作用。黃河口因泥沙吸附與沉降導致磷酸鹽（PO₄-P）濃度偏低，平均氮磷比>50∶1，遠超Redfield比值（16∶1），使磷成為浮游植物生長限制因子，過剩DIN則驅動水體富營養化。持續高氮磷比導致浮游植物群落由硅藻優勢向硅藻-甲藻共優勢轉變，引發漁業資源衰退。因此，本文旨在建立基于鹽度分區的氮磷（比）基準值（研究框架見圖1），為河口水質評估、分區管理及“流域—河口—近岸海域”污染協同防控提供有力支撐。

黃河口氮磷基準推導

數據來源與方法

本文所采用的黃河口實測數據主要來自中國科學院煙臺海岸帶研究所航次及地方部門協調數據，包括2016—2019年5月、8月和10月，2022年2月、4月、5月、6月、7月、8月、11月在黃河口開展的現場水質監測數據（鹽度、葉綠素a等參數）和表層水樣中的硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮和PO₄-P濃度數據，調查點位詳見圖2和表2。DIN濃度為硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮的濃度之和。黃河三角洲墾利區2016—2019年、2022年漁業產量數據來自歷年《東營統計年鑒》。黃河全年入海徑流量及利津站年徑流量和輸沙量數據來自《中華人民共和國水文年鑒黃河流域水文資料》和《黃河水資源公報》。通過文獻檢索獲取了黃河口利津站1981—2018年DIN和PO₄-P的濃度數據，根據黃河利津站年徑流量估算了近年來DIN和PO₄-P的入海通量，以揭示河流輸入對黃河口氮、磷分布的影響。

采用SPSS軟件對黃河口DIN、PO₄-P濃度和氮磷比進行頻數統計分析，并基于頻數分布法推導出DIN和PO₄-P的基準值；利用Pearson相關分析檢驗了上述指標與生物量（葉綠素a濃度、漁業產量）及黃河全年入海徑流量之間的相關性。鹽度及氮磷指標的空間分布通過反距離加權法（IDW）進行插值，并在ArcGIS中完成制圖；其中，氮磷濃度的空間插值使用表2所列的所有調查點位數據；鹽分空間插值選用數據覆蓋范圍較大的調查點位2的數據。

黃河口DIN和PO₄-P時空分布

2016—2019年和2022年的黃河口DIN平均濃度總體較高（0.416 mg/L）（圖3a），屬海水Ⅳ類水質，且總體呈上升趨勢，增幅達53.8%，對河口及近海水域的富營養化防控及生態健康構成壓力。DIN濃度與黃河入海徑流呈一定相關性（p<0.1）（圖3b），空間分布呈現自河口向近海、由南向北遞減的梯度特征（圖3d），這說明其主要來源于陸源輸入。黃河流域作為我國重要糧食產區，農業化肥施用量大。2021年全流域化肥施用量達1.12×10⁷ t，平均施用強度為329.4 kg/hm²，遠超國際安全閾值（225 kg/hm²）。農業氮素經地表徑流和地下水持續匯入河口，是DIN濃度升高的主要驅動因素，致使河口長期面臨富營養化威脅，進而危害海域生態環境和生物群落結構。

與之相反，黃河口PO₄-P濃度極低，多年均值僅為0.005 mg/L，空間上呈南低北高態勢（圖3e）。黃河輸入泥沙是河口磷酸鹽主要來源，黃河含泥沙量高，對磷酸鹽有強吸附作用。加之河口多變的水動力促使泥沙沉降，導致水體PO₄-P缺乏，浮游生物普遍受磷濃度限制。

高DIN與低PO₄-P導致氮磷比異常偏高（圖3f），均值達96∶1，造成浮游植物生物量降低、漁業產量減少（總體呈負相關）（圖3c），并引發群落結構由硅藻主導轉向硅藻-甲藻共存。甲藻比例增加會抬升有害藻華發生風險。值得注意的是，氮磷比自2016年的62∶1增至2022年的105∶1，進一步加劇磷限制效應，對黃河口生態系統構成更大的威脅。

鑒于陸源輸入對黃河口氮、磷分布及氮磷比具有顯著影響，本文對黃河利津站徑流量、輸沙量，以及DIN、PO₄-P入海通量進行了分析。1981—2018年，黃河下游年徑流量和輸沙量同步下降（R²=0.57，p < 0.01）（圖4a）；在入海通量上，2002年以后，徑流量呈波動上升趨勢，DIN通量也隨之增加，但PO₄-P通量不僅受徑流量影響（R²=0.75，p<0.01），還與輸沙量密切相關（R²=0.66，p<0.01），總體呈下降趨勢（圖4b）。在濃度和比值上，2002年以后，DIN濃度震蕩波動，但PO₄-P濃度有所下降，這些變化導致黃河下游氮磷比異常偏高，平均值超過850∶1（圖4c），遠高于黃河口區域的水平。氮磷比與黃河水沙量均存在顯著負相關關系（圖4d和e），說明由于黃河來水來沙減少造成稀釋效應和吸附效應減弱，而流域人為活動產生的氮排放仍在增強、磷排放有所減弱，導致黃河口氮磷比近年來顯著增加。由此可見，黃河水沙變化深刻影響著黃河口的氮磷分布格局，這些要素沿鹽度梯度的遷移與轉化，塑造了河口的氮磷分布，進而主導浮游生物的生長繁殖過程，最終重塑該區域的生物多樣性和生態系統功能的演變。

黃河口氮磷基準推導與推薦

黃河口總體基準值確定。PO₄-P濃度基準值?；陬l數分布法的黃河口DIN與PO₄-P濃度及其氮磷比的統計結果見表3和圖5a—c。鑒于該區域屬富營養化水域，本文以頻數分布曲線的第25百分位數（25%）計算基準推薦值，得出DIN為0.258 mg/L、PO₄-P為0.003 mg/L、氮磷比為57∶1（表3）。然而，維持浮游植物正常生長所需PO₄-P濃度不應低于0.015 mg/L，0.013 mg/L已構成限制因子，低于0.003 mg/L則導致絕對磷限制。因此，綜合歷史研究結果，以及《海水水質標準》（GB 3097—1997）中Ⅰ類水質標準（0.015 mg/L）和《山東省近岸海域環境功能區劃》要求，最終舍棄頻數分布法的計算值，而是將PO₄-P濃度基準值確定為0.015 mg/L。該取值兼具科學性與法規依據。DIN濃度基準值?；诖_定的PO₄-P濃度基準值，按Redfield比值反推DIN理論基準值為0.240 mg/L。該結果與頻數分布法直接推薦的0.258 mg/L高度接近，說明后者符合黃河口實際氮負荷與水環境現狀，并與Lou等推薦的0.244 mg/L一致。因此，最終根據頻數分布法的計算值確定黃河口DIN濃度基準值為0.258 mg/L。氮磷比適宜范圍。通過分析葉綠素a（作為反映浮游植物生物量的關鍵指標）與氮磷比之間的關系，可進一步界定適用于黃河口實際生態現狀的氮磷比范圍。盡管二者未呈現簡單線性關系，但雙累積曲線分析（圖5d）顯示明顯閾值效應：隨氮磷比累積升高，浮游植物生長雖一定程度受限，但葉綠素a累積速率仍保持較快增長，表明當前營養鹽結構仍處于相對適宜狀態；然而當氮磷比瞬時值超過49∶1（對應累積值331∶1）時，葉綠素a累積速率顯著下降，反映浮游植物生長受到明顯抑制；當氮磷比瞬時值高達194∶1時，葉綠素a累積幾乎停滯，表明該值已嚴重超出其耐受極限。因此，本研究認為，氮磷比在16∶1—49∶1的范圍內可支持黃河口浮游植物生長與繁殖的需求。

基于鹽度梯度的分區基準推薦。為推進區域差異化管控，本文進一步考慮鹽度梯度對營養鹽分布的影響，以鹽度26.5 PSU為界（圖2）將研究區域劃分為北黃河口（高鹽）和南黃河口（低鹽）兩個子區域，分別推導相應基準值。頻數分布分析顯示（表2），兩區PO₄-P濃度均較低，全區磷限制顯著，因此PO₄-P基準統一采用0.015 mg/L。南黃河口DIN值（第25百分位數為0.297 mg/L）相對高于北黃河口（0.231 mg/L），主要因其南側鄰近的小清河作為高強度外源氮輸入通道，DIN濃度約是黃河口的12倍，對南黃河口氮水平貢獻顯著。為體現該空間差異性，分區DIN基準推薦為：北黃河口0.231 mg/L，南黃河口0.297 mg/L。兩分區氮磷比與葉綠素a的雙累積曲線特征與全區總體模式一致，表明生態響應機制相似，因此分區氮磷比范圍也統一確定為16∶1—49∶1。根據上述分區DIN和PO₄-P基準推算的理論氮磷比（北區15∶1，南區20∶1）均處于或接近推薦范圍（16∶1—49∶1），證明該分區方案在保障浮游植物生長與繁殖方面合理有效，可為黃河口差異化水質目標管理提供科學依據。

黃河口氮磷基準在海岸帶生態區劃應用中的對策與建議

引入生態基準的必要性

當前我國海岸帶分區研究多為主體功能區劃或空間規劃框架，主要依據土地利用類型/方式、海域使用功能等要素進行劃分。例如，《省級海岸帶綜合保護與利用規劃編制指南》依據海域區位、資源及生態環境等屬性，將海岸帶劃分為生態保護區、生態控制區和海洋發展區3個一級功能區，并將海洋發展區進一步細分為漁業用海區、交通運輸用海區、工礦通信用海區、游憩用海區、特殊用海區和海洋預留區等6個二級分區。王雪鴿等則基于地理空間場景分布特征，構建了大灣區海岸帶分區分類體系，將其劃分為農業、綠地、濕地、城鎮以及近岸海域等空間場景。

此類分區在宏觀上指導了海岸帶資源開發與保護，但對于黃河口等河口區生態環境因子（如鹽度、濁度、營養鹽）呈連續梯度變化、生態過程高度敏感的區域，存在明顯的局限性。黃河口的生態系統，特別是其初級生產力（浮游植物群落結構）和水生食物網的穩定性，受到氮磷（比）閾值調控。傳統“均質化”的空間分區標準，未能充分考慮這種內在的、由營養鹽驅動的生態異質性，導致管理措施與生態保護需求脫節。因此，本文提出基于鹽度梯度的氮磷（比）基準可以為分區管理提供量化的“生態閾值標尺”，推動治理模式從粗放型向精準化轉變。

基于氮磷基準的河口海岸帶管理對策

確立分區基準，構建科學分級標準體系。河口海岸帶水環境管理的空間差異化策略。河口海岸帶具有明顯的陸海梯度特征，其水環境管理需體現空間差異。建議將河口氮磷分區基準與現有空間功能區劃深度耦合，構建近口段、河口段和口外海濱段差異化的分級標準體系。河口段與口外海濱段差異化管控措施。在河口段與口外濱海段，本文基于鹽度梯度推導的分區基準，可作為制定地方性海水水質標準的重要科學依據。在不同海洋功能區域（如漁業區、生態保護區）應實施差異化管控。例如，生態保護區建議嚴格執行基準要求，而漁業用海區則應側重于維持適宜的氮磷比，以促進硅藻等優質餌料生物的繁殖，支撐漁業資源可持續發展。加強近口段氮磷監測。在近口段，陸源輸入影響更為顯著，但由于缺乏足夠的實測數據，本研究未能推導該區域的氮磷基準值。今后應加強近口段的野外調查與現場觀測，完善氮磷基準研究，支撐“以海定陸”的陸源氮污染管控策略實施。

建立動態機制，實施基于基準的適應性管理。建立動態管理機制。應建立以氮磷基準為核心依據的動態管理機制，通過持續生態監測與評估確保分區達標。推動河口管理向動態適應性轉型。建議構建“河口生態分區動態數據庫”，集成水質、水文、生物群落及遙感等多源數據。借助機器學習等模型，模擬極端氣候事件（如暴雨洪水）或重大工程（如圍填海）下的氮磷生態基準的彈性響應，動態評估與優化分區及基準，推動靜態管理向適應性管理轉型。

完善技術體系，推動基準成果應用落地。構建“監測—評估—預警—決策”一體化技術體系。監測方面，構建融合衛星遙感、無人機、無人船、水下傳感器的空天地一體化觀測網絡；評估方面，將氮磷基準符合度作為生態系統健康評價的核心指標；預警方面，引入機器學習模型預測藻華等生態風險；決策方面，開發用戶友好的智能決策支持平臺，將復雜數據與模型結果轉化為可視化的地圖、圖表及針對性政策建議。最終，通過編制《河口海岸帶生態分區管理技術導則》，推動基準成果的業務化應用與持續優化。

強化政策協同，構建激勵約束長效機制。對于達標或優于分區管理要求的用海主體，可實施生態補償、財政獎勵、綠色信貸等激勵措施，并可授予“生態原產地”“藍色伙伴”等稱號，以提高其生態保護積極性。未能達標的主體應實施差異化約束機制，如推行排污權交易、階梯式生態賠償與罰款制度，以市場化手段低成本推動分區管理有效落實。

強化源頭調控，推進陸海統籌系統治理。系統削減入河氮污染負荷。推進流域農業化肥減量增效與畜禽養殖糞污資源化利用，嚴格監管工業園區的氮排放，從源頭系統削減入河氮負荷。通過水庫生態調度優化入海氮磷比?？茖W實施小浪底等水庫的生態調度，通過模擬天然洪水脈沖的泄流方式，輸送下游所需顆粒態磷的“生態沙量”，主動塑造更健康的氮磷比入海比例，從而有效維持區域生物多樣性、增強生態系統功能。推進濱海濕地生態修復，構建生態緩沖屏障。依托植被過濾帶、人工濕地等生態工程，有效攔截陸源氮素，助力河口維持歷史良好生態狀態下的氮磷比，優化浮游生物生境。

（作者：姜德娟，中國科學院煙臺海岸帶研究所中國環境科學研究院；秦松、劉正、鄒濤、王傳遠、李遠，中國科學院煙臺海岸帶研究所。孫瑞騰，中國科學院煙臺海岸帶研究所 山東建筑大學測繪地理信息學院；杭小帥，生態環境部南京環境科學研究所；李曉光，中國環境科學研究院生態環境部河口與海岸帶環境重點實驗室；李麗娟，中國科學院地理科學與資源研究所；田世超，中國農業科學院草原研究所；駱永明，中國科學院南京土壤研究所土壤與農業可持續發展全國重點實驗室。《中國科學院院刊》供稿）