中国网/中国发展门户网讯  科学界定海岸带范围（边界）是构建海岸带系统科学与工程体系的瓶颈。河口作为陆地和海洋生态系统相互作用的核心枢纽和关键过渡带，在维持海洋生物多样性和生态系统服务方面发挥不可替代的作用。这些区域接纳了来自陆域的氮、磷等营养盐输入，为浮游植物的生长和繁殖提供了必要的物质基础，因此成为多种重要经济物种的关键栖息地。然而，这种“通道”与“摇篮”的双重角色，正因过量的营养盐输入而失衡，导致河口区域氮磷营养盐持续累积，极易引发富营养化，进而改变浮游植物群落结构，破坏河口生态系统平衡，显著增加有害藻华风险。因此，强化河口水环境管理对维护近海生态系统健康与稳定至关重要。

当前我国河口水环境管理实践存在评估矛盾：上游河段采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）评估，而下游海域采用《海水水质标准》（GB 3097—1997）评估。然而，河口作为典型的咸淡水混合区，其盐度受洪枯季节径流输入和潮汐作用影响而剧烈变化。在此背景下，无论单独采用上述哪一项标准，均难以客观反映河口实际的环境质量状况及其变化趋势，这不仅阻碍了水环境管理部门的有效监管，更制约了河口及沿海地区经济社会的可持续发展。

进一步而言，上述2项标准主要参考美国、日本、欧盟等发达国家和地区及国际组织的相关水质标准所制定，但其设定的氮、磷指标及其限值存在显著差异。《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）规定了氨氮、总氮和总磷的限值，而《海水水质标准》（GB 3097—1997）则执行无机氮（DIN）和活性磷酸盐（SRP）的限值标准。这种差异直接导致河口上下游边界的评价标准与管理政策无法贯通，评价结果甚至可能出现“断崖式”突变。因此，急需打破基于行政划线的“一刀切”管理模式，将河口区视为独立于地表水与海水的特殊生态系统，尽快研究制定符合河口环境特性的营养盐基准体系，为河口区的营养盐监测、科学评估与精准管理提供坚实的科学支撑。

河口区营养盐基准的分区制定

河口分区是海岸带环境管理的科学基础，也是营养盐标准制定及差异化管控实施的前提。然而，我国长江、黄河等主要河口均未明确划定河海界线。鉴于各河口在分布位置和生态环境（如径流量、泥沙量、温度、潮汐等）上存在显著差异，亟待构建“一口一标”评价体系，并据此科学划分河口管理范围。关于分区方法，学术界存在多种观点，总体上以盐度及水动力条件为主导。

基于河口分区结果，可利用长时序营养盐数据，通过频数分布法、压力-响应模型等方法推导氮磷基准阈值，为陆源污染控制与水体富营养化治理提供支撑。美国于20世纪60年代就系统开展了水质标准研究，发布了针对不同水体的营养盐标准技术指南。其中，美国国家环境保护局（EPA）推广的频数分布法在全球得到广泛应用。相较国际研究，我国河口营养盐基准研究起步较晚，但已借鉴国际经验在长江口、珠江口等典型河口推导出DIN与SRP的基准值（表1）。然而，不同研究在评价方法、数据来源（监测点密度、精度）及时间尺度（季节覆盖度、年份跨度）上存在显著差异，导致基准值缺乏区域可比性与管理普适性。因此，亟待建立标准化技术框架与数据质控体系，推动区域营养盐协同治理。

黄河口氮磷现状与基准制定

黄河口氮磷现状

黄河口被《山东省近岸海域环境功能区划》列为Ⅰ类环境功能区，执行海水水质Ⅰ类标准。然而，黄河流域人类活动干扰剧烈，导致大量氮磷输入河口，硝酸盐和亚硝酸盐氮年均入海通量高达1.78×10⁴ t，致使约2/3近岸区域超过DIN阈值，水质长期处于Ⅱ类及以下水平。1952—2017年，黄河口附近海域累计发生赤潮灾害11次（覆盖4627 km²），属典型富营养化亚健康水域。近年来，山东省通过“湾长制”、入海总氮治理等措施显著改善水环境，使2024年黄河入海断面水质稳定达地表水Ⅱ类标准，黄河刀鱼、江豚等珍稀鱼类重现河口。这表明对DIN机械执行Ⅰ类标准存在“过保护”风险。因此，亟待根据黄河口水质现状及变化趋势确定合适的氮磷基准值。

然而，现有研究存在两大局限。忽视盐度梯度影响。黄河口DIN与盐度呈显著负相关，且关键生物（硅藻、甲藻）及生态过程（鱼卵分布）对盐度有特定需求（如25—29 PSU海域）。未动态评估氮磷比限制作用。黄河口因泥沙吸附与沉降导致磷酸盐（PO₄-P）浓度偏低，平均氮磷比>50∶1，远超Redfield比值（16∶1），使磷成为浮游植物生长限制因子，过剩DIN则驱动水体富营养化。持续高氮磷比导致浮游植物群落由硅藻优势向硅藻-甲藻共优势转变，引发渔业资源衰退。因此，本文旨在建立基于盐度分区的氮磷（比）基准值（研究框架见图1），为河口水质评估、分区管理及“流域—河口—近岸海域”污染协同防控提供有力支撑。

黄河口氮磷基准推导

数据来源与方法

本文所采用的黄河口实测数据主要来自中国科学院烟台海岸带研究所航次及地方部门协调数据，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月在黄河口开展的现场水质监测数据（盐度、叶绿素a等参数）和表层水样中的硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮和PO₄-P浓度数据，调查点位详见图2和表2。DIN浓度为硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮的浓度之和。黄河三角洲垦利区2016—2019年、2022年渔业产量数据来自历年《东营统计年鉴》。黄河全年入海径流量及利津站年径流量和输沙量数据来自《中华人民共和国水文年鉴黄河流域水文资料》和《黄河水资源公报》。通过文献检索获取了黄河口利津站1981—2018年DIN和PO₄-P的浓度数据，根据黄河利津站年径流量估算了近年来DIN和PO₄-P的入海通量，以揭示河流输入对黄河口氮、磷分布的影响。

采用SPSS软件对黄河口DIN、PO₄-P浓度和氮磷比进行频数统计分析，并基于频数分布法推导出DIN和PO₄-P的基准值；利用Pearson相关分析检验了上述指标与生物量（叶绿素a浓度、渔业产量）及黄河全年入海径流量之间的相关性。盐度及氮磷指标的空间分布通过反距离加权法（IDW）进行插值，并在ArcGIS中完成制图；其中，氮磷浓度的空间插值使用表2所列的所有调查点位数据；盐分空间插值选用数据覆盖范围较大的调查点位2的数据。

黄河口DIN和PO₄-P时空分布

2016—2019年和2022年的黄河口DIN平均浓度总体较高（0.416 mg/L）（图3a），属海水Ⅳ类水质，且总体呈上升趋势，增幅达53.8%，对河口及近海水域的富营养化防控及生态健康构成压力。DIN浓度与黄河入海径流呈一定相关性（p<0.1）（图3b），空间分布呈现自河口向近海、由南向北递减的梯度特征（图3d），这说明其主要来源于陆源输入。黄河流域作为我国重要粮食产区，农业化肥施用量大。2021年全流域化肥施用量达1.12×10⁷ t，平均施用强度为329.4 kg/hm²，远超国际安全阈值（225 kg/hm²）。农业氮素经地表径流和地下水持续汇入河口，是DIN浓度升高的主要驱动因素，致使河口长期面临富营养化威胁，进而危害海域生态环境和生物群落结构。

与之相反，黄河口PO₄-P浓度极低，多年均值仅为0.005 mg/L，空间上呈南低北高态势（图3e）。黄河输入泥沙是河口磷酸盐主要来源，黄河含泥沙量高，对磷酸盐有强吸附作用。加之河口多变的水动力促使泥沙沉降，导致水体PO₄-P缺乏，浮游生物普遍受磷浓度限制。

高DIN与低PO₄-P导致氮磷比异常偏高（图3f），均值达96∶1，造成浮游植物生物量降低、渔业产量减少（总体呈负相关）（图3c），并引发群落结构由硅藻主导转向硅藻-甲藻共存。甲藻比例增加会抬升有害藻华发生风险。值得注意的是，氮磷比自2016年的62∶1增至2022年的105∶1，进一步加剧磷限制效应，对黄河口生态系统构成更大的威胁。

鉴于陆源输入对黄河口氮、磷分布及氮磷比具有显著影响，本文对黄河利津站径流量、输沙量，以及DIN、PO₄-P入海通量进行了分析。1981—2018年，黄河下游年径流量和输沙量同步下降（R²=0.57，p < 0.01）（图4a）；在入海通量上，2002年以后，径流量呈波动上升趋势，DIN通量也随之增加，但PO₄-P通量不仅受径流量影响（R²=0.75，p<0.01），还与输沙量密切相关（R²=0.66，p<0.01），总体呈下降趋势（图4b）。在浓度和比值上，2002年以后，DIN浓度震荡波动，但PO₄-P浓度有所下降，这些变化导致黄河下游氮磷比异常偏高，平均值超过850∶1（图4c），远高于黄河口区域的水平。氮磷比与黄河水沙量均存在显著负相关关系（图4d和e），说明由于黄河来水来沙减少造成稀释效应和吸附效应减弱，而流域人为活动产生的氮排放仍在增强、磷排放有所减弱，导致黄河口氮磷比近年来显著增加。由此可见，黄河水沙变化深刻影响着黄河口的氮磷分布格局，这些要素沿盐度梯度的迁移与转化，塑造了河口的氮磷分布，进而主导浮游生物的生长繁殖过程，最终重塑该区域的生物多样性和生态系统功能的演变。

黄河口氮磷基准推导与推荐

黄河口总体基准值确定。PO₄-P浓度基准值。基于频数分布法的黄河口DIN与PO₄-P浓度及其氮磷比的统计结果见表3和图5a—c。鉴于该区域属富营养化水域，本文以频数分布曲线的第25百分位数（25%）计算基准推荐值，得出DIN为0.258 mg/L、PO₄-P为0.003 mg/L、氮磷比为57∶1（表3）。然而，维持浮游植物正常生长所需PO₄-P浓度不应低于0.015 mg/L，0.013 mg/L已构成限制因子，低于0.003 mg/L则导致绝对磷限制。因此，综合历史研究结果，以及《海水水质标准》（GB 3097—1997）中Ⅰ类水质标准（0.015 mg/L）和《山东省近岸海域环境功能区划》要求，最终舍弃频数分布法的计算值，而是将PO₄-P浓度基准值确定为0.015 mg/L。该取值兼具科学性与法规依据。DIN浓度基准值。基于确定的PO₄-P浓度基准值，按Redfield比值反推DIN理论基准值为0.240 mg/L。该结果与频数分布法直接推荐的0.258 mg/L高度接近，说明后者符合黄河口实际氮负荷与水环境现状，并与Lou等推荐的0.244 mg/L一致。因此，最终根据频数分布法的计算值确定黄河口DIN浓度基准值为0.258 mg/L。氮磷比适宜范围。通过分析叶绿素a（作为反映浮游植物生物量的关键指标）与氮磷比之间的关系，可进一步界定适用于黄河口实际生态现状的氮磷比范围。尽管二者未呈现简单线性关系，但双累积曲线分析（图5d）显示明显阈值效应：随氮磷比累积升高，浮游植物生长虽一定程度受限，但叶绿素a累积速率仍保持较快增长，表明当前营养盐结构仍处于相对适宜状态；然而当氮磷比瞬时值超过49∶1（对应累积值331∶1）时，叶绿素a累积速率显著下降，反映浮游植物生长受到明显抑制；当氮磷比瞬时值高达194∶1时，叶绿素a累积几乎停滞，表明该值已严重超出其耐受极限。因此，本研究认为，氮磷比在16∶1—49∶1的范围内可支持黄河口浮游植物生长与繁殖的需求。

基于盐度梯度的分区基准推荐。为推进区域差异化管控，本文进一步考虑盐度梯度对营养盐分布的影响，以盐度26.5 PSU为界（图2）将研究区域划分为北黄河口（高盐）和南黄河口（低盐）两个子区域，分别推导相应基准值。频数分布分析显示（表2），两区PO₄-P浓度均较低，全区磷限制显著，因此PO₄-P基准统一采用0.015 mg/L。南黄河口DIN值（第25百分位数为0.297 mg/L）相对高于北黄河口（0.231 mg/L），主要因其南侧邻近的小清河作为高强度外源氮输入通道，DIN浓度约是黄河口的12倍，对南黄河口氮水平贡献显著。为体现该空间差异性，分区DIN基准推荐为：北黄河口0.231 mg/L，南黄河口0.297 mg/L。两分区氮磷比与叶绿素a的双累积曲线特征与全区总体模式一致，表明生态响应机制相似，因此分区氮磷比范围也统一确定为16∶1—49∶1。根据上述分区DIN和PO₄-P基准推算的理论氮磷比（北区15∶1，南区20∶1）均处于或接近推荐范围（16∶1—49∶1），证明该分区方案在保障浮游植物生长与繁殖方面合理有效，可为黄河口差异化水质目标管理提供科学依据。

黄河口氮磷基准在海岸带生态区划应用中的对策与建议

引入生态基准的必要性

当前我国海岸带分区研究多为主体功能区划或空间规划框架，主要依据土地利用类型/方式、海域使用功能等要素进行划分。例如，《省级海岸带综合保护与利用规划编制指南》依据海域区位、资源及生态环境等属性，将海岸带划分为生态保护区、生态控制区和海洋发展区3个一级功能区，并将海洋发展区进一步细分为渔业用海区、交通运输用海区、工矿通信用海区、游憩用海区、特殊用海区和海洋预留区等6个二级分区。王雪鸽等则基于地理空间场景分布特征，构建了大湾区海岸带分区分类体系，将其划分为农业、绿地、湿地、城镇以及近岸海域等空间场景。

此类分区在宏观上指导了海岸带资源开发与保护，但对于黄河口等河口区生态环境因子（如盐度、浊度、营养盐）呈连续梯度变化、生态过程高度敏感的区域，存在明显的局限性。黄河口的生态系统，特别是其初级生产力（浮游植物群落结构）和水生食物网的稳定性，受到氮磷（比）阈值调控。传统“均质化”的空间分区标准，未能充分考虑这种内在的、由营养盐驱动的生态异质性，导致管理措施与生态保护需求脱节。因此，本文提出基于盐度梯度的氮磷（比）基准可以为分区管理提供量化的“生态阈值标尺”，推动治理模式从粗放型向精准化转变。

基于氮磷基准的河口海岸带管理对策

确立分区基准，构建科学分级标准体系。河口海岸带水环境管理的空间差异化策略。河口海岸带具有明显的陆海梯度特征，其水环境管理需体现空间差异。建议将河口氮磷分区基准与现有空间功能区划深度耦合，构建近口段、河口段和口外海滨段差异化的分级标准体系。河口段与口外海滨段差异化管控措施。在河口段与口外滨海段，本文基于盐度梯度推导的分区基准，可作为制定地方性海水水质标准的重要科学依据。在不同海洋功能区域（如渔业区、生态保护区）应实施差异化管控。例如，生态保护区建议严格执行基准要求，而渔业用海区则应侧重于维持适宜的氮磷比，以促进硅藻等优质饵料生物的繁殖，支撑渔业资源可持续发展。加强近口段氮磷监测。在近口段，陆源输入影响更为显著，但由于缺乏足够的实测数据，本研究未能推导该区域的氮磷基准值。今后应加强近口段的野外调查与现场观测，完善氮磷基准研究，支撑“以海定陆”的陆源氮污染管控策略实施。

建立动态机制，实施基于基准的适应性管理。建立动态管理机制。应建立以氮磷基准为核心依据的动态管理机制，通过持续生态监测与评估确保分区达标。推动河口管理向动态适应性转型。建议构建“河口生态分区动态数据库”，集成水质、水文、生物群落及遥感等多源数据。借助机器学习等模型，模拟极端气候事件（如暴雨洪水）或重大工程（如围填海）下的氮磷生态基准的弹性响应，动态评估与优化分区及基准，推动静态管理向适应性管理转型。

完善技术体系，推动基准成果应用落地。构建“监测—评估—预警—决策”一体化技术体系。监测方面，构建融合卫星遥感、无人机、无人船、水下传感器的空天地一体化观测网络；评估方面，将氮磷基准符合度作为生态系统健康评价的核心指标；预警方面，引入机器学习模型预测藻华等生态风险；决策方面，开发用户友好的智能决策支持平台，将复杂数据与模型结果转化为可视化的地图、图表及针对性政策建议。最终，通过编制《河口海岸带生态分区管理技术导则》，推动基准成果的业务化应用与持续优化。

强化政策协同，构建激励约束长效机制。对于达标或优于分区管理要求的用海主体，可实施生态补偿、财政奖励、绿色信贷等激励措施，并可授予“生态原产地”“蓝色伙伴”等称号，以提高其生态保护积极性。未能达标的主体应实施差异化约束机制，如推行排污权交易、阶梯式生态赔偿与罚款制度，以市场化手段低成本推动分区管理有效落实。

强化源头调控，推进陆海统筹系统治理。系统削减入河氮污染负荷。推进流域农业化肥减量增效与畜禽养殖粪污资源化利用，严格监管工业园区的氮排放，从源头系统削减入河氮负荷。通过水库生态调度优化入海氮磷比。科学实施小浪底等水库的生态调度，通过模拟天然洪水脉冲的泄流方式，输送下游所需颗粒态磷的“生态沙量”，主动塑造更健康的氮磷比入海比例，从而有效维持区域生物多样性、增强生态系统功能。推进滨海湿地生态修复，构建生态缓冲屏障。依托植被过滤带、人工湿地等生态工程，有效拦截陆源氮素，助力河口维持历史良好生态状态下的氮磷比，优化浮游生物生境。

（作者：姜德娟，中国科学院烟台海岸带研究所中国环境科学研究院；秦松、刘正、邹涛、王传远、李远，中国科学院烟台海岸带研究所。孙瑞腾，中国科学院烟台海岸带研究所 山东建筑大学测绘地理信息学院；杭小帅，生态环境部南京环境科学研究所；李晓光，中国环境科学研究院生态环境部河口与海岸带环境重点实验室；李丽娟，中国科学院地理科学与资源研究所；田世超，中国农业科学院草原研究所；骆永明，中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室。《中国科学院院刊》供稿）