差分非色散红外法测量不同盐度海水样品的总溶解无机碳研究

海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分,是影响全球变化的关键控制环节。海洋是地球最大的碳库,是地球吸纳CO2的重要缓冲器。海水中溶解无机碳是海洋CO2系统的重要参数,利用AS-C3型溶解性无机碳分析仪进行不同盐度海水溶解无机碳的测量,利用t检验法检验使用仪器的测量精度,探寻盐度与海水总溶解无机碳的关系。实验结果表明:AS-C3型溶解性无机碳分析仪的测量精度在±0.3μmol/L左右,测量过程中无系统差异;海水盐度与总溶解无机碳呈正相关关系,即盐度增大,海水总溶解无机碳增加。最后总结了海水总溶解无机碳测量时的影响因素,如N2纯度、气流状况、实验过程中的温度控制等。     

海水中溶解无机碳DIC的分析方法

海洋CO2是全球碳循环至关重要的纽带，分析测定海水中CO2体系各存在形式的含量及分布，对于探究CO2在海洋中的转移和归宿，海洋吸收转移大气中的CO2的能力以及CO2在海洋中的循环机制等都具有十分重要的意义，本文对海水中溶解无机碳的各种测定方法作了概括和总结，分别对各种方法的特点，原理、发展及前景进行了综述。     

模拟添加氮对海水溶解无机碳体系的影响

碳和氮作为主要的生源要素对维持海洋生态系的正常运转起着至关重要的作用,碳与氮的变化是相互耦合的且呈双向作用,为探讨海水无机碳与氮的相互作用规律,研究了室内模拟添加硝酸盐对海水无机碳体系pH、溶解无机碳(DIC)、HCO3-、二氧化碳分压(Pco2)的影响。结果表明,在室内培养的条件下,单纯添加硝酸盐(增加至原海水硝酸盐浓度的5-20倍)可引起培养体系浮游生物量的变化,但不能引起海水pH及DIC、HCO-3含量的明显变化,对DIC而言,其变化率仅仅在1%以内,但可导致海水Pco2的相对明显升高,其最终结果导致海水碳汇强度的减弱,碳源强度的增加。     

藻类无机碳营养的研究进展(Ⅰ)——研究起源及研究方法

人类对陆生植物光合作用无机碳源的认识已有200多年的历史,但对水生植物无机碳营养的研究仅始于20世纪初。受陆生植物光合碳利用机理的影响以及对水生植物生物学特性和无机碳水化学的认知所限,在相当长的一段时间,人们认为水体中的游离CO_2是藻类利用外源无机碳的惟一形式。1910     

海气CO2通量的溶解无机碳δ^13C值示踪研究进展

海洋是地球表面上碳的重要贮存库,是全球碳循环系统的一个重要子系统,国际上研究海气间CO2交换调控机制的工作长期以来倍受关注.文章简要阐述海气CO2通量研究概况和对海水溶解无机碳δ13CDIC指标的地球化学特征的分析基础上,综述海气CO2通量的溶解无机碳稳定同位素示踪研究进展,并对该方法存在问题和研究发展趋势作了分析与展望.     

条斑紫菜对无机碳的利用

于１９９８年３月在青岛太平角采集条斑紫菜,在室内光照强度为１２０μＥ／（ｍ~２·ｓ）的培养架上培养,通过测定其光合作用引起密闭海水体系ｐＨ值及无机碳浓度的变化,借助于各种无机碳利用的抑制剂（Ａｚ、Ｖａｎ、ＤＩＤＳ、ＳＩＴＳ）对其无机碳利用机制进行了研究。结果表明,（１）条斑紫菜可间接吸收ＨＣＯ~（－）_（３）。胞外碳酸醉酶（ＣＡ）催化ＨＣＯ~（－）_（３）水解成ＣＯ_２扩散进入胞内是条斑紫菜无机碳利用的主要形式,占全部无机碳利用的７３％以上。Ａｚ是胞外ＣＡ的抑制剂,可直接检测胞外ＣＡ的存在,它不能透过细胞膜。（２）条斑紫菜可依赖于细胞膜上ＡＴＰ酶对ＨＣＯ~（－）_（３）直接转运。但未发现带Ⅲ蛋白（ｂａｎｄ ３ Ｐｒｏｔｅｉｎ）及 Ｎａ~＋／ＨＣＯ_（３）~（－）协同转运系统的参与。（３）条斑紫菜ｐＨ值补偿点为９．８３,ＣＯ_２补偿点为０．０４μｍｏｌ／Ｌ。     

渤海海峡冬季表层海水中溶解无机碳分布特征分析

根据2010 年2 月—2010 年3 月的调查数据, 探讨了冬季渤海海峡及其附近表层海水中溶解无机碳体系的分布特征。结果表明: 表层水体中TA、DIC 和HCO₃^- 的浓度分布总体上呈现出海峡西南部高东北部低的分布趋势。西南部出现的高值区, 与该区域靠近莱州湾, 受莱州湾水体污染影响有关。调查海域TA 与表层水的温度相关性明显, pH 与叶绿素的相关性较高。水温和Chl-a 浓度是影响水体中无机碳体系分布变化的重要因素。其中, 水温对HCO₃^- 的影响要明显强于DIC。海峡南北两侧水体交换的差异, 是导致海峡南部东西两端无机碳体系各参数监测数值的差异明显大于海峡北部的主要原因。     

大型海藻类光合无机碳利用研究进展

概述了大型海藻类光合作用无机碳利用近年来的研究进展。大型海藻类除能利用CO2作为光合作用外在无机碳源外，许多大型海藻还能利用HCO^3作为光合作用外在碳源。HCO^3的利用主要为胞外CA催化的HCO^3与CO^2的相互转化及HCO^3的直接吸收两种方式。在三类大型海藻中，地机碳利用各有其独特性。无机碳浓度增高对大型海藻光合无机碳利和产生很大影响。     

第五节 海水中可溶性无机硅

海水巾可溶性无机硅(以下简称硅)，是海洋浮游植物所必须的营养盐之一，尤其是对硅藻类浮游植物、放射虫和硅质海绵，硅更是构成机体不可缺少的组分。在海洋浮游植物中硅藻占很大部分，硅藻繁殖时摄取硅使海水中硅的含量下降。浮游植物死亡下沉分解又释放出硅，使海水中硅的含量再生。另外放射虫也能排泄出二氧化硅，硅质死亡迅速释放二氧化硅进入海水中。总之硅的含量对于海洋生物产量具有直接和间接影响，由此可知生物活动使海水中硅的含量随季节呈现周期性变化。     

海水的缓冲性能及缓冲容量

海水pH值的变化范围通常为7.5—8.6之间。其pH值变化范围之所以如此狭小,是因为海水是一种缓冲体系,具有一定的缓冲能力。 海水中可起缓冲作用的成份主要为二氧化碳体系(CO_2-HCO_3~--CO_3~(2-)),其次是B(OH)_3-B(OH)_4~-,HPO_4~(2-)-H_2PO_4~-,H_4SiO_4-H_3SiO_4~-等弱酸及其盐。但因这些成分浓度较低,缓冲能力也就较二氧化碳体系低得多,故在计算海水的缓冲容量时常忽略不计。 海水的pH值主要受二氧化碳系统的控制,而后者     

海带雌配子体对无机碳的利用

采用ｐＨ漂移技术（ｐＨ－ｄｒｉｆｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）,对海带雌配子体克隆的碳素营养进行了研究。结果表明,海带雌配子体对无机碳的利用能力较弱,其ｐＨ补偿点为８．８５,ＣＯ２补偿点为１．６３５μｍｏｌ／Ｌ。与ＨＣＯ＾－３利用有关的抑制剂：Ａｃｅｔａｚｏｌａｍｉｄｅ（Ａｚ）,４’４’－ｄｉｉｓｏｔｈｉｏｃｙａｎａｔｏｓｉｌｂｅｎｅ－２,２－ｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ（ＤＩＤＳ）,４－ａｃｅｔａｍ     

东海中北部海域秋季表层海水中无机碳与海气界面碳的迁移

基于2010 年11 月对长江口外东海中北部海域的综合调查, 系统研究了该海域的无机碳体系参数的分布特征、海?气界面二氧化碳通量及其影响因素。研究结果表明, 该海域秋季溶解无机碳(DIC)高值区主要出现在调查海域东北部及长江口附近海域, 而调查海域南部DIC 含量较少且变化平缓, 其主要是受台湾东部流向东北方向的黑潮支流及长江冲淡水的影响; 表层海水CO₂分压(pCO₂)值变化范围为40.8～63.5 Pa, 呈现沿黑潮支流流入方向由东南向西北逐渐增高的趋势。秋季表层海水pCO₂与温度(T)、盐度(S)有较好的负相关性, 说明海水温度升高和盐度增加, pCO₂降低, 反之亦然。另外, 通过估算得出, 秋季CO₂海-气交换通量为2.69～33.66 mmol/(m²·d), 平均值为(14.35 ± 7.06 )mmol/(m²·d),其在长江口邻近海域相对较大, 而在调查海域南部相对较小; 2010 年秋季水体向大气释放CO₂的量(以碳计)为(2.35 ± 1.16)×104 t/d, 是大气CO₂较强的源, 说明东海中北部海域秋季总体上是CO₂的源。     

海水主要成分的平衡分布计算及其在渤海中的应用

文采用有关离子缔合理论并结合具体海域的平衡矿物反应来计算海水中主要成分诸如Ca~(2+),Mg~(2+),K~+,Na~+,SO_4~(2-);Cl~-,HCO_3~-,F~-,CO_3~(2-),OH~-,离子的平衡分布,并应用于渤海的实际计算中。结果显示海水中主要阳离子基本上呈非缔合状态,而阴离子趋于与各种阳离子缔合,其中C1~-,F~-,Br~- 等卤族元素的趋势较弱。     

海带幼孢子体的光合碳利用

于1999年10月，采用pH移移技术研究了海带幼孢子虫的无机碳源利用途径以及无机碳对幼孢子体光合碳利用的影响。结果表明，在天然海水中（pH=8.1-8.3)，海带幼孢子体外源无机碳的利用形式主要是HCO3^-,HCO3^-由质膜外碳酸酐酶（CA）将HCO3^-水解成CO2，以游离CO2形式扩散进入细胞，占全部无机碳供应的75％。游离CO2只占所吸收总无机碳的25％；在游离CO2浓度接近于零（pH=9.1)时，幼孢子体的全部无机碳源均来自于HCO3^-的水解。提高海水中无机碳的浓度能增加海带对无机碳的利用量，当无机碳浓度达到3．5mmol/L时，无机碳的利用速率达到最大值，说明天然海水中的无机碳不能满足其最大生长的需要。     

南海北部4万年以来有机碳和碳酸盐含量变化及古海洋学意义

南海北部陆坡的17937柱状样上部4万年来有机碳和碳酸盐的含量分布特征显示：有机碳含量总体显示出冰期高、间冰期低的特征,碳酸盐则相反。C／N元素比分布范围和二组分分析说明该站位的有机碳以海洋自生有机碳为主,全新世达80％以上。根据海洋沉积物中总有机碳含量和两类不同来源有机碳所占比例计算得出的海洋自生生物产生的有机碳含量在MIS2时期最高,说明末次冰期海洋生产力提高。冰期冬季风强化,海水混合程度加强,营养物质利用更充分以及陆源输入增多导致营养物质增加。碳酸盐含量主要受陆源物质稀释的影响,为“大西洋型”旋回。碳酸盐旋回在全新世早中期存在低碳酸钙事件,可能与该时期的强降雨冲刷所致陆源稀释作用增强、海水溶解作用增强以及海洋表层生产力的降低等综合作用相关。     

绿潮藻浒苔光合固碳与防治海水酸化的作用Ⅰ.光合固碳与海水pH值提高速率研究

以黄海绿潮暴发的主要漂浮种类浒苔 (Ulva prolifera)为材料,在实验室条件下研究了浒苔光合参数、固碳速率及提升海水pH的作用,结果表明:浒苔光合作用半饱和常数K_m为0.25 mmol/dm3,光合作用饱和时海水溶解无机碳(DIC)浓度也只需1.2 mmol/dm3,为正常海水DIC浓度(2.4 mmol/dm3)一半,故黄海绿潮暴发时藻体可以一直保持光合作用饱和与旺盛生长状态。水生条件下浒苔藻体主要吸收海水中的DIC,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净光合固碳速率为10.92 mg /(g·d)(鲜重)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组的DIC浓度从22 mg/dm3分别降为4.85,2.62和0.66 mg/dm3,表明DIC去除率随藻体培养密度提高而增强,分别可达77.78%,88.00%,96.98%;藻体吸收海水中无机碳的同时可使海水pH升高,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净提升pH速率高达0.96/(dm3·g·d)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组第1天其pH分别可达到9.1,9.2和9.7,表明藻体密度越高pH提升越快,而且第5天pH均可稳定在9.9左右。浒苔暴露在空气中可直接吸收空气中CO₂,1个光周期内其光合固碳速率约为46.14 mg/(g·d),而在海水中的光合固碳速率为10.92 mg/(g·d),可见浒苔在空气中的光合固碳速率是水中的4.23倍。水生和气生时单位质量藻体的固碳效率因藻体间相互遮蔽而下降。结果可为今后黄海绿潮暴发机制及CO₂减排和防止海洋酸化作用的评估提供技术支撑。     

酸化过程对海洋沉积物中有机碳同位素分析的影响

海洋沉积物中有机碳同位素(δ13C)可以示踪海洋生态系统中有机质来源,对环境研究具有重要意义。分析沉积物中有机物的δ13C,需要对样品进行酸化,以去除无机碳的影响。由于不同来源的沉积物中无机碳的含量和组份存在差异,需要针对样品性质,优化酸化处理过程。本研究分别选取了无机碳含量不同的温带与热带河口、海湾沉积物样品,比较了3种不同酸化过程对有机物δ13C分析的影响。研究结果表明:方法1(酸洗法)中6%H_2SO_3和1mol/L H_3PO_4对无机碳含量较高的热带河口、海湾样品去除效率较低,而2mol/L HCl去除无机碳酸盐的效果较理想。方法2(酸蒸法)并不适用于无机碳含量较高的热带河口、海湾样品;而对于无机碳含量相对较低的温带河口、海湾样品,9h酸蒸较为适宜。方法3(非原位酸洗)的结果较方法1和方法2偏正,表明其对含13C丰富的有机组分破坏较小,且方法3中残留的酸对δ13C的分析没有影响。因此,方法3是去除海洋沉积物中无机碳较理想的方法。     

海水总碱度及其示性特征

海水总碱度是指中和1升海水中的质子接受体所需强酸的毫克当量数。对海水总碱度贡献最大的弱酸阴离子是HCO_3~-,其次是CO_3~(2-)和H_2BO_3~-。在大多数情况下,各种有机酸根及活性无机磷酸盐对海水总碱度的影响是微不足道的。海水总碱度通常在2.3—2.4meq/1的水平上。它与海水氯度的比值称作比碱度。总碱度和比碱度都是相对保守的水化学指标,它们的示性特征在海洋学研究中是非常有用的。     

黄河口春、秋季节无机碳的行为变化

根据2009年5、9月黄河口考察航次数据,结合2004年9月和2006年4月的调查结果,讨论了春季与秋季黄河河口过程中无机碳的行为、差异,以及调水调沙对黄河口无机碳输运过程的影响,并采用黑白瓶法对黄河口不同盐度水体进行现场培养,验证浮游生物活动对DIC的消耗.结果表明:春、秋季节黄河口淡咸水混合过程中无机碳的输运形态和量均发生了显著变化,pCO2在淡咸水混合过程中迅速下降,DIC在低盐区发生了亏损,淡水端DIC浓度越大亏损区间越大.夏季调水调沙后大量泥沙在口门附近沉积形成的拦门沙群使河口淡咸水混合过程在较短的距离内完成,也可导致秋季DIC的亏损区间小于春季.浮游生物活动对CO2的消耗是导致黄河口低盐度区发生DIC亏损的主要原因,但同时也伴随有碳酸钙沉降对DIC的清除作用.     

阿拉伯海东部边缘地区的有机和无机碳的浓度与埋藏通量

海洋中到达海底的生物生产力的剩余部分包括以有机（Corg）和无机（主要是CaCO3）形式存在的碳物质与二氧化硅（SO2）。在海洋中,它们的浓度和目前的沉积通量（也称作是“rain rates”）可以通过沉积物捕获的方式来确定。海洋沉积物保留着这些记录,并且提供了过去沉积通量的信息。阿拉伯海是一个以高生物生产力（季风引起的）而著称的地区（Qasim,1977;Madhupratap等,1996）,