河流输送和沉积物—水界面交换对东、黄海营养盐的贡献

发布时间：2020-03-20 22:38

【摘要】：海洋中的营养盐是发展水域生产力的重要化学物质基础，其中的任何一种要素的缺乏都可能成为浮游生物生长的限制性因素，因此海水中的营养盐一直是海洋研究的热点之一。目前对东、黄海的研究大多数侧重于生源要素的含量和分布，而对海区生源要素的外部补充机制和内部循环机制等方面的研究还有待深入。本论文拟在了解东、黄海营养盐分布的同时，采用船上实验室培养法测定了沉积物—海水界面营养盐的交换通量，并结合大气沉降的结果，了解河流输送和界面交换等过程对于该海区营养盐的贡献，同时探讨了崇明岛湿地对于营养盐的净化能力，认识了受人文活动影响较大的胶州湾目前的营养盐状况以及胶州湾与黄海水的交换对黄海营养盐动力学变化的影响，为东、黄海营养盐的迁移、转化过程以及营养盐的再生循环模型的建立提供基本的动力学参数。东、黄海几个有代表性断面的调查结果表明PN断面同时受到长江冲淡水，台湾暖流和黑潮水等诸多海洋过程的共同影响，其中氮营养物质和硅营养物质主要来源于长江输入，而PO_4~(3-)有两个主要来源，即陆源输入和黑潮次表层水的入侵。营养盐呈现明显的分层，表层低，底层高。在近岸区，表层浮游植物的生长主要是受到P的限制，而陆坡区则受到DIN和P的同时限制；黄海冷水团在底层控制了A断面、YE断面的东部，而沿岸水系的影响在表层更为显著；B断面同时受到长江冲淡水、钱塘江冲淡水和浙江沿岸流的影响；YT断面由于同时受到长江冲淡水，台湾暖流，黄海冷水团以及黑潮分支—对马暖流的影响，盐度梯度较大且在陆架坡区域表、底营养盐含量差别悬殊，P限制和DIN限制交替控制了YT断面；AS断面的营养盐分布特征反应了黑潮对该断面的控制作用；营养盐周日变化特征由于观测站位地理位置的不同而呈现不同的规律，一般来说，E1，E3，E5的规律比较明显，随着潮位的升降，营养盐浓度先降低后升高，其余站位营养盐波动无明显规律。东、黄海沉积物—海水界面的营养盐交换速率与营养盐的存在形式、沉积物的类型、沉积物的氧化还原环境和有机质的含量等诸多因素有关，多数调查区域的沉积物是NO_3~-，NO_2~-，DIN，TDN，PO_4~(3-)，DOP，TDP的汇，，SiO_3~(2-)，NH_4~+的源，Si由沉积物向上覆水中扩散以及DIN由沉积物向海水中扩散可以缓和目河流输送和沉积物一水界面交换对东、黄海营养盐的贡献前渐不平衡的营养盐结构;对于含磷营养盐，DB一6，DC一10表现出一定的季节变化规律，冬季营养盐的交换速率最低。与世界上其他调查海域相比，东、黄海沉积物一海水界面上营养盐的交换速率位于中等水平。通过对崇明岛湿地6个航次的调查，发现湿地能够除去80.1%的N伪一，56.3% 的P043一，45.5%的51032‘，75.3%的D州，61.3%的TDN以及17.5%的TnP，对于N02一，NH4+除去作用较差，不足4%，而DON，DOP流经湿地后，浓度反而增加了11 .8%和2.0%;净化效率存在明显的季节分布特征，冬季湿地除去营养盐的效率普遍较高;比较湿地生态系的表层水和地下水的营养盐浓度后发现，湿地沉积物是51032一的源，N03一的汇，对于Po43一的作用比较复杂;由于崇明岛湿地特殊的地质特征，因此营养盐的净化效率属于中等偏上水平。分别于2003年5月和2002年10月对胶州湾进行了大面站和连续站观测，发现胶州湾水体中溶解态营养盐的浓度受陆源输入影响比较显著，表现出近岸海域浓度高于湾中心海域，表、底层营养盐浓度及分布趋势大致相同;秋季航次P、 Si的浓度要高于春季，而氮营养盐的含量比春季低;春季胶州湾浮游植物生长受无机硅限制出现的几率要远远高于秋季;胶州湾营养盐的含量与潮位明显相关，随着潮汐的涨落而降升，周日变化非常显著;在一个大潮周期内，在湾口断面南部营养盐是净流入，而在湾口断面北部是净输出，对整个断面而言，除了N03- 是净输出外，其余形态营养盐由黄海向胶州湾内净输入。通过对东海N03’，P仇3一，si伪2-的质量收支平衡进行估算，发现黑潮水对东海陆架营养盐的贡献率超过了河流输入、大气干湿沉降等一系列过程，特别是对磷酸盐的贡献是长江输入的近20倍，而对NO3一，si伪2-的贡献要低，是河流输入的2一3倍。每年约有20 1 .gxlog mo一的No3一，14.2xlog mol的Po43‘以颗粒态或者其他形式进入到东海沉积物中，其中70%左右的N岛“，P认3一通过浓差扩散进入沉积物间隙水中，而东海是51032一的源，有996.9、1夕mol.yr·’的51032一有东海流出，51032一在沉积物一海水界面的迅速再生可以缓解东海510广的流失。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X55

【引证文献】