长江口与胶州湾海水有机碳的分布、来源及与氮、磷的耦合关系

论文摘要

作为世界第三大河流的长江,输入到东海巨量的淡水和颗粒物,对东海的碳循环过程影响巨大。近年来,对长江河口海洋学的系统研究有许多重要的发现,其中长江河口的碳源过程以及生源要素的相互耦合关系的探索对深入了解东海—长江这一典型海陆交汇体系的生态环境效应意义重大。本文通过2003年5月枯水期对长江口、2003-2004年胶州湾周年现场调查获得的资料,系统研究了溶解有机碳（DOC）和颗粒有机碳（POC）在长江纯淡水到海水这一混合区域的分布、来源特征以及与氮、磷的耦合关系,获得了系列新的认识,具体包括以下两个方面: 1.定量揭示了长江有机碳源的强度,特别是来自除径流输入以外的碳源通量,阐明了控制有机碳分布来源的生物地球化学机制。 长江作为东海有机碳的主要源之一,水体中的DOC和POC主要由咸淡水的混合程度所控制。定点观测表明,生物作用对上层海水中DOC和POC的相互转化起着主导作用,而河海水优势的争夺决定了DOC和POC在下层海水中的时序变化。有机碳在河水优势区含量保持相对稳定,由径流携带输入到河海水优势竞争区后,DOC和POC浓度大幅度上升,在海水优势区由于高盐度低有机碳的海水的稀释作用使有机碳的浓度随混合水体中淡水比例的下降而线性降低。 长江径流枯水期输入到东海的DOC和POC的通量分别为5.78×109g/d和1.06×109g/d,其它有机碳源带给东海的DOC和POC的通量分别为2.41×109/d和5.21×109g/d。河海水优势竞争区POC的其它有机碳源主要是表层沉积物的再悬浮,而大量POC进入水体使得POC向DOC的转化成为了该海区DOC其它碳源。 长江口海区DOC和POC的分布和时序变化受到河海水混合作用、沉积物的再悬浮、DOC和POC的相互转化以及浮游植物的光合作用等多种因素的共同影响。上层海水的DOC和POC受浮游植物的光合作用影响较大,较深的水体中由于入射光的减弱,浮游植物的光合作用对DOC和POC的影响降低,表层沉积物的再悬浮以及POC和DOC的相互转化成为控制水体有机碳的分布的重要因素。 2.系统阐明了胶州湾颗粒有机碳—氮—磷的耦合关系,揭示了颗粒有机碳、氮、磷的的地球化学分布特征。 胶州湾海水PON变化相对不大,但POP含量月际变化明显,上半年浓度略高于下半年,在湾内、湾口及湾外,POP含量的峰值均出现在5月和8月,最小值出现在10月份。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 注解说明
• 第一章 绪论
• 第一节 控制海水有机碳行为的关键生物地球化学过程
• 2通过海-气界面的传输'>1. 海水有机碳的来源—大气 CO₂通过海-气界面的传输
• 2. 海水中的颗粒有机碳和溶解有机碳
• 3. 河口有机碳的生物地球化学
• 4. 生物泵在海洋有机碳循环中的作用
• 第二节 选题意义
• 第二章 长江口有机碳的分布、来源及其影响因素
• 第一节长江口水体有机碳的地球化学特征
• 1. 采样分析
• 2. 长江河流入海径流方向的DOC和 POC
• 3. 长江口淡咸水混合区DOC和 POC的分布
• 4. 长江口淡咸水混合区DOC和 POC的时序变化
• 5. 长江口淡水影响末端海水DOC和 POC的时序变化
• 第二节长江口有机碳的来源及其控制因素
• 1. 有机碳的来源
• 2. 长江口DOC和 POC浓度日变化的影响因素分析
• 3. 氮、磷与有机碳的祸合关系
• 4. 有机碳与浮游生物及其种群分布的关系
• 第三章 胶州湾颗粒碳、氮、磷有机态的分布、来源及其耦合关系
• 第一节 胶州湾颗粒碳、氮、磷有机态的空间分布
• 1. 海水中PON和POP的测定方法
• 2. 样品的采集与分析
• 3. 胶州湾POP、PON和 POC的分布特征
• 第二节 胶州湾颗粒碳、氮和磷有机态的耦合关系
• 1. POC、PON、POP的月际变化特征
• 2. 胶州湾颗粒碳、氮、磷有机态的来源及祸合关系
• 结语
• 参考文献
• 附录
• 致谢