黄渤海和胶州湾一氧化氮的分布、通量及生产速率的研究

发布时间：2020-04-14 09:51

【摘要】：一氧化氮（NO）是一种气体小分子自由基，它作为一种环境毒物，长期以来一直得到科学家的广泛关注。NO在大气、土壤及生物体中扮演着重要的角色，它的产生和作用机制已有一定的研究。NO作为海洋氮循环中一个重要的中间体，不仅会影响海水中的生物，还会影响大气，进而影响到气候环境。研究海洋中的NO对了解NO对海洋生态系统的影响及海洋氮循环过程都有重要意义。本文以中国近海有代表性的黄海、渤海和典型海湾胶州湾为研究目标，对这些海域中NO的浓度分布特征、时空变化、生产速率等进行了研究。并探讨了NO与环境因子（温度、盐度、营养盐、光照强度等）和主要生态因子叶绿素a的关系。以初步了解影响NO分布的主要因素以及在氮的生物地球化学循环中所起的作用。本论文的主要研究成果如下：（1）于2010年6月对中国黄海、渤海海水中NO的时空分布及变化特征进行了研究。夏季黄渤海表层海水中NO浓度平均值为(163±38) pmol·L~(-1)，黄渤海底层海水NO浓度平均值为(155±44) pmol·L~(-1)。NO浓度从近岸向远海逐渐降低，渤海NO浓度总体上高于黄海。这可能主要是由于中国东部沿海人为活动对近岸海域的生态环境影响较大。周日变化研究表明,一天中NO浓度最大值出现在13:00，然后逐渐降低，到22:00到达最低值。可能主要受光照强度的影响。黄渤海白天NO的生产速率约为1.40×10~(-11)mol (L·s)~(-1)。夏季黄渤海表现为大气NO的源，本文估算出夏季黄渤海NO的海气通量为0.750×10~(-15)mol·(cm~(-2)·s~(-1))，如果黄渤海面积以S_(黄渤海)=4.57×10~(11)m~2计，则其氮通量（以N计）为1.51×10~3t N y·r~(-1)。NO浓度变化与环境参数之间呈现出较为复杂的关系，相关性均不显著，这可能与NO复杂的来源、消耗及不稳定性有关。（2）于2010年3月至2011年11月对胶州湾表层海水和邻近海域、周边河流中NO的分布、时空变化和产生过程进行了研究。胶州湾表层海水中NO的浓度呈现明显的季节变化，总体来说秋季最高，春季最低，9月份的表层海水NO浓度最大，平均值为575.6±134.4pmol/L。3月份表层海水NO浓度最低，平均值为2.6±4.4pmol/L。从各月NO浓度的变化范围看，秋季变化范围最大，，春季变化范围最小。NO浓度的水平分布从整体上看，胶州湾表层海水中NO的分布呈现以下特征：总体来水湾内高于湾口，湾口高于湾外，呈现逐渐降低的趋势。胶州湾周边河流表层水中NO的浓度分布有明显的季节变化，表现为丰水期大于枯水期，2011年4月胶州湾周边主要河流表层NO浓度变化范围为92.4～312.7pmol/L，平均值为149.2±22.7pmol/L。而2011年9月NO浓度变化范围为108.6～376.4pmol/L，平均值为267.3±45.2pmol/L。在洋河下游出现最大值（289.2pmol/L），最小值出现在白沙河上游（92.4pmol/L）。也可能因为河流受周边地区居民和工厂影响较大。2011年秋季胶州湾白天表层海水的生产速率为（3.31±1.26）×10~(-11)mol/(L·s)~(-1)，高于夏季黄渤海的生产速率。9月的生产速率最高，可能因为9月的光强最强、亚硝酸盐含量较高所致。秋季胶州湾NO的光致生成速率为6.2nmol m-2d~(-1)，进一步计算得出胶州湾秋季光致生成量约为3.3×10~3g NO-N。2010-2012年胶州湾四季及春季邻近海域总体表现为大气NO的源，海水中的NO是过饱和的，表现为秋季最大，春季最小。估算胶州湾年释放通量约为7.7×10~5gN。通过现场在海水中添加营养盐的甲板培养实验发现，营养盐的加入对海水产生NO的过程有影响，具体表现为：先升高后降低的趋势，Chl-a的表现与之相反，呈现先降低后升高的趋势。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P734

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