北部湾海域硅的分布与赋存形态研究

论文摘要

本文测定了2007年10月-11月北部湾海域水样各种形态硅和表层沉积物中生物硅的含量,研究了水体和沉积物中各种形态硅的分布变化特征及其与环境因子的相关性,探讨了硅的来源、迁移与转化规律。本研究的主要结果如下:（1）水体中活性硅酸盐（SiO3-Si）的含量范围为2.48μmol/L-13.87μmol/L,平均含量为（6.74±3.24）μmol/L。表层沉积物中生物硅（BSi）的含量范围为（0.11-1.16）%,平均含量为（0.58±0.26）%。悬浮颗粒物中的生物硅（PBSi）、成岩硅（LSi）、颗粒硅（PSi）浓度范围分别为0.02μmol/L-6.36μmol/L,0.47μmol/L-16.62μmol/L和0.95μmol/L-20.09μmol/L;平均值含量分别为（1.42±1.24）μmol/L,（7.43±4.19）μmol/L和（8.85±4.66）μmol/L。（2）水体中DIN:DIP=29.78,SiO3-Si:DIP>22,DIP<0.1μmol/L,硅藻生长繁殖的限制性营养盐为DIP。LSi是SiO3-Si“源”,而BSi是PBSi的“汇”。（3）SiO3-Si,LSi和PSi主要受陆源输入的影响,尤其是琼州海峡过道水的影响;PBSi主要受陆源输入及生物地球化学过程的影响;BSi与盐度（S）显著负相关,BSi主要受“陆源”输入的影响。SiO3-Si,PBSi、LSi和PSi在真光层以上（水深<10 m）水体垂直分布均匀,在真光层以下水体（水深>10 m）其含量随深度的增加先降低再升高。（4）SiO3-Si与水体的pH,溶解氧（DO）和碱度（Alk）显著相关;PBSi与水体的悬浮颗粒物（SPM）,pH和温度（T）显著相关;LSi与叶绿素a（Chl.a）,T和Alk显著相关;BSi与含水率（φ）、有机碳（OC）及硫化物显著相关。（5）根据各形态硅的相关性研究,若用“→”表示转化过程,各形态Si的迁移与转化路径可以描述为:SiO3-Si←LSi←PBSi→BSi。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 天然水体中硅的赋存形态研究
• 1.2 硅的生物地球化学循环研究
• 1.3 生物硅的地球化学过程与机制研究
• 1.3.1 生物硅的形成
• 1.3.2 生物硅的分布
• 1.3.3 生物硅的地球化学过程
• 1.3.4 生物硅的研究现状
• 1.4 各种形态硅的测定
• 1.4.1 溶解态硅酸盐的测定
• 1.4.2 生物硅的测定
• 1.4.3 悬浮颗粒物中成岩硅的测定
• 1.5 本文的研究目的和意义
• 第二章 样品采集与分析测定方法
• 2.1 研究海域及其特点
• 2.1.1 自然地理
• 2.1.2 水文
• 2.1.3 生态系统
• 2.2 样品的采集、保存与处理
• 2.2.1 调查站位的布设
• 2.2.2 海水样品
• 2.2.3 悬浮颗粒物样品
• 2.2.4 沉积物样品
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 主要仪器、试剂及其配置
• 2.3.2 水体中活性硅酸盐的测定
• 2.3.3 悬浮颗粒物中硅的测定
• 2.3.4 悬浮颗粒物中铝含量的测定
• 2.3.5 沉积物中生物硅的测定
• 2.3.6 水体中其它环境参数的测定
• 2.3.7 沉积物中其它环境参数测定
• 第三章 北部湾海域水体中硅的形态与分布研究
• 3.1 北部湾海域活性硅酸盐的含量与分布研究
• 3.1.1 活性硅酸盐的含量、分布及变化研究
• 3.1.2 北部湾海域硅藻的“限制性营养盐”
• 3.2 悬浮颗粒物中各形态硅的含量与分布
• 3.2.1 悬浮颗粒物中PBSi的含量、分布及变化规律
• 3.2.2 悬浮颗粒物中LSi的含量、分布及变化规律
• 3.2.3 悬浮颗粒物中PSi的含量、分布及变化规律
• 3.3 北部湾海域水体中各形态硅的环境意义
• 3.3.1 活性硅酸盐与环境因子关系
• 3.3.2 悬浮颗粒物中各形态硅与环境因子关系
• 3.4 小结
• 第四章 北部湾海域表层沉积物中生物硅的含量与分布研究
• 4.1 沉积物中生物硅含量、分布与变化规律
• 4.2 沉积物中生物硅含量与环境因子关系
• 4.3 小结
• 第五章 北部湾海域各形态硅的相互转化关系研究
• 5.1 水体及沉积物中各形态硅含量及变化
• 5.2 水体中各形态硅的相互转化及与初级生产力关系
• 5.2.1 水体中活性硅酸盐与Chl.a关系研究
• 5.2.2 生物硅与Chl.a及其它形态硅的关系研究
• 5.2.3 成岩硅与Chl.a及活性硅酸盐相关性分析
• 5.3 底层水体各形态硅与表层沉积物中生物硅的关系
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 本研究的意义
• 6.2 主要研究成果
• 6.3 本研究的贡献
• 6.4 本研究的不足和难点
• 6.5 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士学习期间发表论文情况