3.2 孔隙水剖面

3.2.1 氧化還原敏感物質(zhì)（O?、NO?、Fe2? 和 Mn2?、HS?）

底層水O?濃度在阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方為235–300 μmol l?1（圖6），參考點(diǎn)為255–285 μmol l?1，最高達(dá)340 μmol l?1（沉積物上方0.8 cm）。奧雷河牡蠣點(diǎn)下方為165–305 μmol l?1，參考點(diǎn)為200–320 μmol l?1。O?剖面均呈負(fù)濃度梯度，表明沉積物是O?的匯。O?在沉積物-水界面下數(shù)毫米內(nèi)耗盡，穿透深度：

阿伯貝努瓦河：2 mm（8月參考點(diǎn)；5月牡蠣點(diǎn)）至3.8 mm（3月牡蠣點(diǎn)；9月參考點(diǎn)）

奧雷河：2.6 mm（9月牡蠣點(diǎn)；6月參考點(diǎn)）至4.7 mm（9月參考點(diǎn)）

孔隙水表層NO?低于底層水，表明沉積物是NO?的匯，且在1 cm深度以下完全消失（附錄表5）。

Fe2?和Mn2?剖面（圖7）顯示沉積物中Mn/Fe氧化物溶解。阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方Fe2?在3月、5月（達(dá)199 μmol l?1）和9月（達(dá)99 μmol l?1）NO?消失深度處增加。奧雷河在3月參考點(diǎn)（320 μmol l?1）、5月牡蠣點(diǎn)（221 μmol l?1）、8月牡蠣點(diǎn)（540 μmol l?1）和9月參考點(diǎn)（232 μmol l?1）有峰值。Mn2?濃度多<15 μmol l?1。

硫化物（HS?）濃度兩區(qū)域差異顯著（圖8）。阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方6月達(dá)4,475 μmol l?1（7 cm深度），8月達(dá)2,792 μmol l?1（4–7 cm深度），參考點(diǎn)<70 μmol l?1。奧雷河牡蠣點(diǎn)下方<500 μmol l?1，參考點(diǎn)5月達(dá)2,415 μmol l?1（4–5 cm深度）。水體中未檢出硫化物。

3.2.2 磷酸鹽和銨剖面

底層水磷酸鹽濃度<1 μmol l?1。阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方孔隙水磷酸鹽顯著高于參考點(diǎn)，5月、6月>70 μmol l?1（圖8）。奧雷河兩點(diǎn)位季節(jié)性均>70 μmol l?1，表層濃度更高（20–30 vs. 10–15 μmol l?1）。銨剖面趨勢(shì)類(lèi)似，濃度分別為磷酸鹽的20–30倍（阿伯貝努瓦河）和8–12倍（奧雷河）。

3.3 擴(kuò)散通量計(jì)算

磷酸鹽底棲通量（圖9）：

阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)：1±0.1（9月）至45±11 μmol m?2 h?1（6月）

奧雷河牡蠣點(diǎn)：1.8±0.2（3月）至19±10 μmol m?2 h?1（9月）

參考點(diǎn)通量均<6 μmol m?2 h?1。

銨通量在牡蠣點(diǎn)下方：

阿伯貝努瓦河：68±6（3月）至1,014±137 μmol m?2 h?1（7月初）

奧雷河：116±16（3月）至317±47 μmol m?2 h?1（5月）

硫化物通量在阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方5月、7月、8月顯著增加（達(dá)510 μmol m?2 h?1），參考點(diǎn)近零。奧雷河牡蠣點(diǎn)通常較高（達(dá)50 μmol m?2 h?1），但5月、9月參考點(diǎn)更高（148、96 μmol m?2 h?1）。

4 討論

本研究比較了牡蠣養(yǎng)殖對(duì)兩河口沉積物特性及磷循環(huán)的影響。結(jié)果明確顯示阿伯貝努瓦河存在季節(jié)性影響，而奧雷河因大型藻類(lèi)掩蓋了該影響。

4.1 牡蠣養(yǎng)殖對(duì)粒度及有機(jī)質(zhì)參數(shù)的影響

牡蠣糞便中95%顆粒<5 μm（Sornin 1984），可增加沉降2–4倍（Nugues et al. 1996）。阿伯貝努瓦河因高密度養(yǎng)殖（39 t ha?1）及強(qiáng)水流（0.8–1.3 m s?1），牡蠣點(diǎn)細(xì)粒比例顯著高于參考點(diǎn)（表4）。奧雷河因低密度（2–3 t ha?1）及水流弱（0–0.4 m s?1），大型藻類(lèi)覆蓋全域（Piriou et al. 1995），掩蓋了生物沉積差異。

阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方有機(jī)碳、Chl a和脫鎂葉綠素顯著富集（圖3），主因糞便中含未降解浮游植物（Barranget et al. 1994）。奧雷河因有機(jī)質(zhì)更偏碎屑性（COP/Chl a比值更高，表4），礦化強(qiáng)度較低。

4.2 有機(jī)質(zhì)礦化對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽釋放的影響

礦化過(guò)程遵循標(biāo)準(zhǔn)序列：O?還原→NO?還原→Mn/Fe氧化物還原→硫酸鹽還原→硫化物積累（圖7–8）。阿伯貝努瓦河牡蠣點(diǎn)下方礦化產(chǎn)物（NH??、HPO?2?、HS?）通量高達(dá)參考點(diǎn)的70–110倍（圖9），主因生物沉積物易降解（Giles & Pilditch 2006）。

4.3 對(duì)磷循環(huán)的影響

活性有機(jī)質(zhì)增加推動(dòng)系統(tǒng)從鐵還原主導(dǎo)態(tài)（參考點(diǎn)）轉(zhuǎn)為硫酸鹽還原主導(dǎo)態(tài)（牡蠣點(diǎn)下方）。硫酸鹽還原生成硫化物：

與Fe2?結(jié)合形成FeS/FeS?，減少磷酸鹽吸附位點(diǎn)

溶解Fe-P，釋放HPO?2?（圖5）

導(dǎo)致Fe/P比值下降（圖10）

當(dāng)孔隙水Fe/P < 2 mol/mol時(shí)（圖12），鐵不足以捕獲磷酸鹽，底棲磷酸鹽通量激增（如6月達(dá)47 μmol m?2 h?1）。自生鈣磷（Auth-Ca-P）沉淀受pH和磷酸鹽濃度調(diào)控，可能成為“磷定時(shí)炸彈”（可再溶解）。大型藻類(lèi)主導(dǎo)的奧雷河未出現(xiàn)明顯狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)論

阿伯貝努瓦河牡蠣養(yǎng)殖顯著增加活性有機(jī)質(zhì)，推動(dòng)沉積物向硫酸鹽還原態(tài)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致夏季磷酸鹽釋放激增（Fe/P < 2為關(guān)鍵閾值）。

奧雷河因大型藻類(lèi)覆蓋全域，掩蓋了牡蠣對(duì)磷循環(huán)的影響。

生物沉積物驅(qū)動(dòng)的磷釋放可能改變水體營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，需納入養(yǎng)殖模型（Giles et al. 2006）。

致謝

本研究由布列塔尼大區(qū)和法國(guó)海洋開(kāi)發(fā)研究院（IFREMER）資助。感謝匿名審稿人的建設(shè)性意見(jiàn)。