长江口海域悬浮颗粒的行为

本文讨论了1980年6月长江口悬浮颗粒的分布变化,颗粒有机碳,氮在河海混合水体中的行为,经长江入海的悬浮颗粒中含有大量的有机质,随着离岸距离的增加,其相对含量亦逐渐增高,有生命的有机质含量亦逐渐增高,在河口环境中,悬浮颗粒含量的对数同有机碳、氮的比值存在如下关系:log SPM=-0.66+0.21C/N。     

海水光衰减变化与颗粒有机碳估算——以菲律宾海为例

2004年夏季在菲律宾海进行了上层水体光衰减(660 nm)剖面测量和海水取样分析,提出了海区悬浮颗粒有机碳的光学统计模型。根据大量的现场观测资料,得到了菲律宾海上层水体高分辨率颗粒有机碳断面,对颗粒有机碳分布与变化特征进行了探讨。研究表明,菲律宾海上层水体颗粒有机碳和叶绿素a的比值约为400~2000,浮游植物现存量与颗粒有机碳现存量变化趋势一致。     

珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的分布和迁移

本文首次研究了珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的来源、分布以及它在迁移过程中与颗粒Fe、颗粒有机碳、总悬浮物和沉积物中腐植酸之间的关系。讨论了环境中主要因素对悬浮颗粒腐植酸含量分布的影响。     

珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的分布和迁移

本首先研究了珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的来尖、分布以及它在近移过程中与颗粒Fe、颗粒有机碳、总悬浮物和沉积物中腐植酸之间的关系。讨论了环境中主要因素对悬浮颗粒腐植酸含量分布的影响。     

武汉东湖生态系中浮游物的营养结构

本工作主要探讨东湖水柱浮游物的颗粒有机物在营养结构上量的关系。定量测定武汉东湖浮游物的干重、无灰重及浮游动、植物生物量并进行相应的碳、氮、磷分析。1983和1984两年东湖浮游物总颗粒有机碳现存量(mg/m~3)分别为3993与2819(Ⅰ站),2958与1856(Ⅱ站);总颗粒有机氮为762与584(I站),565与369(Ⅱ站);总颗粒有机磷为105与56(Ⅰ站),59与37(Ⅱ站)。颗粒有机碎屑碳一般占浮游物总颗粒有机碳的50％,占浮游生物活体碳的61％—104％。与浮游植物生物量碳相比,有机碎屑碳是它的2—6倍。     

渤海及北黄海河流悬浮颗粒碳氮同位素时空分布及源解析

选择流入渤海和北黄海的36条主要河流为研究对象,对比了平水期、丰水期和枯水期水体中悬浮颗粒物和河流表层沉积物的碳和氮稳定同位素的地球化学特征,并对颗粒物有机质碳和氮来源进行分析。结果表明,水体悬浮有机质碳同位素总体上表现为δ13C平水期δ13C丰水期δ13C枯水期的特点,δ15N值呈δ15N丰水期δ15N平水期δ15N枯水期的特点。渤海和北黄海的主要入海河流悬浮颗粒物有机质的来源具有明显的季节性差异,悬浮颗粒有机质碳平水期(春秋季)来源以C3植物、土壤有机质和水生藻类为主,丰水期(夏季)碳的各来源中浮游植物的贡献率明显增大,枯水期(冬季)则表现为陆源C3植物分解和水源性有机质的混合来源;悬浮颗粒态氮的来源与季节性降水量、生活污水、合成化肥及河流内源性水生植物密切相关。     

长江口水淘选分级颗粒物中有机碳的来源、分布与降解

对河流颗粒有机碳的来源和归宿的认识是全球碳循环研究的重要方面,而从分级的角度研究颗粒有机碳的输运过程,有助于深入了解其迁移转化过程。于2012年3月采集了长江口的表层悬浮颗粒物,采用水淘选法对其进行了分级分离,分析了这些颗粒物的有机碳含量、稳定碳同位素丰度及木质素等参数,结合颗粒物的质量百分组成,讨论了不同粒级颗粒物有机碳的分布、来源及降解情况。从质量分布上来说,长江口悬浮颗粒物的主要组成部分是32μm粒级的颗粒物。随粒径增大,颗粒有机碳的含量逐渐降低,但并不是最小粒级赋存最多的有机碳,大部分站位颗粒有机碳集中在16~32μm粒级颗粒物上(55%以上)。粗颗粒物(63μm)中有机碳含量低,N/C比较小,13 C较亏损,木质素含量较高,说明粗颗粒物中陆源有机碳的贡献较大,而在细颗粒物,尤其是8μm和8~16μm颗粒物中,除δ13 C外,其它参数的变化均与粗颗粒物的相反,其13 C则比粗颗粒物还要亏损,说明在这些粒级中,除了陆地高等植物外,土壤有机碳或淡水浮游植物的贡献可能也很重要。长江口不同粒级悬浮颗粒物的C/V值和S/V值均较小,表明颗粒物中木质素是被子植物组织与裸子植物组织的混合来源。随粒径增大,木质素降解参数,如(Ad/Al)v、P/(S+V)和3,5-Bd/V均逐渐降低,表明细颗粒物中木质素的降解程度最高。     

武汉东湖颗粒有机碎屑碳、氮、磷的沉降速率

1983—1984年,测定了东湖水柱总沉降颗粒有机物中的碳、氮、磷、叶绿素a含量和浮游动物数量,以及该湖浮游动、植物优势种的干重/湿重、C/N及C/P比值。利用所得数值计算出其颗粒有机碎屑的沉降速率。东湖这两年的颗粒有机碎屑的沉降速率[g/m~2·a),Ⅰ站分别为10.67与10.97(碳),2.15与2.68(氮)及0.29与0.30(磷);Ⅱ站分别为10.35与7.26(碳),2.17与1.12(氮)及0.22与0.16(磷)。与水柱浮游植物净生产量相比,这两年有机碎屑碳的沉降量,Ⅰ站仅占1.96％与2.39％,Ⅱ站占1.36％与0.93％。     

东海陆架典型断面颗粒态氨基酸的分布及控制因素分析

采用高效液相色谱法,通过现场调查对东海典型PN断面(文中为C断面)的颗粒态氨基酸(Particulate Amino Acids,PAA)进行了分析,并结合叶绿素a(Chla)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)及颗粒态氨基酸的构型特征(D和L型)等参数探讨了该区颗粒有机氮的来源和降解情况。结果表明,在长江口最大浑浊带,受咸淡水混合和生物现场生产双重作用影响,POC、PON以及PAA的总浓度均达到了极大值,其中,受再悬浮作用影响,底层水体中的有机物呈现高度降解的状态;近岸水华区域的颗粒态氨基酸则更多来源于现场生产,而且POC/Chla质量比值与降解因子DI值的负相关特征表明冲淡水向海洋输送的过程中,现场生产力对颗粒有机碳的贡献比重逐渐增大,悬浮颗粒物也变得越来越新鲜。值得关注的是,一些D型氨基酸[如D型天冬氨酸(D-Asp),D型丙氨酸(D-Ala)]与细菌生物量之间存在良好的正相关性,暗示颗粒态氨基酸在受到物理水团和生物现场生产作用控制的同时,还受控于微微型浮游生物以及异养细菌。     

234 Th示踪法测定北太平洋西北海域冬季真光层中颗粒态有机碳输出通量

讨论了1997年冬季在北太平洋西北海域7个站位的表层至200m水深水柱中溶解及颗粒态234Th,颗粒态有机碳(POC)、氮(PON)及叶绿素a浓度的垂直分布剖面.溶解态、颗粒态及总的234Th的放射性在真光层中显著低于母体238U的放射性,总的234Th放射性在水深大于100m时趋于平衡.利用234Th-238U在海洋表层海水中的放射性不平衡推导出了北太平洋西北海域冬季真光层海水中234Th的平均停留时间和输出通量以及颗粒态有机碳和有机氮的输出通量.在亚北极环流区溶解态234Th的停留时间为40~50d,而在黑潮-亲潮共同影响区为20d左右.颗粒态有机碳和有机氮从真光层的输出通量范围分别为3.8~8.2和0.50~0.98mmol/(m2·d),西部海区高于东部海区,南部海区高于北部海区.在黑潮-亲潮共同影响区较高的颗粒态有机碳输出通量表明光照量及陆源营养盐物质的提供是两个决定生产力的主要因素.叶绿素a的水深分布和POC/PON的值同Redfield的比值的一致性表明这个海区的冬季颗粒物主要由浮游植物构成.北太平洋西北海域在冬季的颗粒有机碳输出通量可高于世界大洋一些海区春、夏季的颗粒有机碳输出通量.     

水库调控下黄河口沉积有机碳的分布、来源与输运特征

黄河是全球输沙量最大的河流之一,陆源颗粒有机碳通量高。然而,近年来流域水库调控对黄河下游水文格局和颗粒有机碳输送产生了重要影响,小浪底水库调水调沙时期成为黄河水沙和有机碳入海的关键时段。为揭示水库调控对河口水动力和有机碳分布的影响机制,基于2020年7月调水期和调沙期黄河口的水动力观测结果,结合沉积物有机碳测试结果,研究了水库调控不同阶段下河口沉积物粒度参数和表层沉积物有机碳的时空分布。研究结果表明,水库不同阶段下悬浮颗粒物的物源和主要扩散、沉积区域的变化,使得黄河口表层沉积物的粒度组成特征发生明显变化;在高径流量的调水期期间,粗颗粒泥沙携带颗粒有机碳在河口距离口门12 km范围内大量埋藏,河口区域表层沉积物的有机碳含量相较于调沙期明显偏低。调水期黄河口陆源有机碳主要来自下游河床冲刷,颗粒较粗,调沙期则转变为水库释放的细颗粒有机碳和流域C₃维管植物碎屑。水库调控的不同阶段使得黄河下游河流水动力格局和泥沙运输机制改变,从而引起黄河口沉积有机碳来源和分布的显著变化。因此,人类活动对调节有机碳向海洋的输送及其在近岸海域的分布具有主导性作用。     

三峡截流后长江口秋季TSM、POC和PN的分布特征

基于2004年11—12月长江口56个站位的悬浮体调查资料,分析了长江口区悬浮体总量(TSM)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)质量浓度的平面分布特征,探讨该区TSM及颗粒有机质的物质来源和三峡截流对长江三角洲的影响。结果表明,表、底层TSM与POC、PN质量浓度之间存在显著的正线性相关关系并都呈现出南高北低的格局,说明了长江悬浮颗粒物入海后主要沿东南方向输运。POC、PN质量分数与POC、PN的质量浓度不同,它们与TSM质量浓度对数有负相关关系。由于河口区底质再悬浮作用显著,TSM和POC、PN质量浓度呈现表层低、底层高的特点。长江口悬浮体主要来自长江径流和底质沉积物的再悬浮。与三峡截流前数据的对比表明,截流对目前长江口区的TSM和POC尚未造成明显的影响。     

溶解作用对南海北部沉积物捕获器碳、氮通量估算的影响

由于化学溶出、物理溶解以及胞外酶等作用,沉积物捕获器中颗粒物在锚系布放期间会发生一定程度的溶解,从而引起沉积物捕获器中碳、氮颗粒物通量的低估。本文对于1987—1988年南海北部中深层沉积物捕获器中碳、氮颗粒物的溶解作用进行了研究。溶解作用对于碳、氮通量估算的影响大致随着深度的增加而减小。总体而言,颗粒有机碳通量低估约3.8%~40.3%,平均值为26.6%。颗粒氮通量低估约4.2%~76.4%,平均值为43.7%。碳、氮颗粒物的溶出量与颗粒物通量大小关系不明显,但是样品储存时间对于碳、氮颗粒物溶解作用的影响较显著,储存时间较长的样品中颗粒物溶出量更大。     

第二章 长江河口及其邻近海区的总化学耗氧有机质与营养盐

第二章长江河口及其邻近海区的总化学耗氧有机质与营养盐１长江河口区总化学耗氧有机质的分布以及河口排污的影响分析１．引言长江输送入海的化学耗氧有机物质主要为碳、氮、磷和硫，其中有机碳是主要耗氧物质。有机碳可分为溶解态和颗粒态两类。一方面，有机碳是活的生命...     

台湾海峡西部沉积物中碳的来源及埋藏

根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3)、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01～1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外...     

长江口海域悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素分布及其生物地球化学意义

对2006年2,5,8,11月份长江口海域表层水体中的悬浮颗粒物(SPM)进行稳定氮同位素分析,根据不同季节、不同区域内其1δ5N值的变化研究水体中氮的迁移、转化等生物地球化学过程,揭示其环境行为,从而对该海域的氮循环机制进行探索。研究发现:该海域悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素组成(1δ5Np)分布范围较宽,在0.6‰~8.2‰之间,具有明显的时空分布特点,反映了不同程度的陆源输入和氮的生物地球化学过程的影响。口门内,表层水体中1δ5Np的变化主要受长江径流的陆源输入影响,生物地球化学作用影响较弱;最大浑浊带,水体中的悬浮颗粒有机氮受微生物的降解活动影响明显,各季节均存在不同程度的颗粒物分解作用;外海区,陆源输入减弱,悬浮颗粒物的δ15Np值主要受微藻的同化吸收作用以及一定程度的颗粒物分解作用影响。     

基于水淘选分级的长江口最大浑浊带附近颗粒有机碳的来源、分布和保存

从分粒级的角度研究大河河口颗粒有机碳的输送特征是深刻理解河口淡咸水混合过程中有机碳的生物地球化学过程的关键。于2011年6月采集了长江口最大浑浊带附近盐度梯度下的表层悬浮颗粒物,采用水淘选方法对其按照水动力直径大小进行了分级分离,分析了这些颗粒物的有机碳含量、稳定碳同位素组成及颗粒物比表面积等参数,讨论了不同粒级颗粒物上有机碳的来源、分布和保存随盐度的变化特点及其影响因素。结果表明,随着盐度的增加和粒径的增大,长江口最大浑浊带附近分级颗粒有机碳逐渐降低,颗粒有机碳含量主要集中在小于32μm的粒级。相对于长江干流,长江口颗粒有机碳含量偏低,可能归因于河口最大浑浊带附近特殊的生物地球化学作用,如细颗粒物絮凝——沉降、微生物分解等。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的计算表明长江口分级颗粒有机碳主要来源于河流和三角洲输入,海洋来源贡献较小,三者的平均贡献比例分别为40%、35%和25%。在河口盐度梯度的淡水端,不同粒级颗粒物上三角洲来源的有机碳比例均随着盐度升高而增加,而在咸水端,海源有机碳的贡献比例升高,尤其是在16-32μm粒级,最高达39%。32-63μm粒级的颗粒物单位比表面积有机碳含量均大于1.0mg/m~2,小于32μm的颗粒物单位比表面积有机碳含量均在0.4-1.0mg/m~2的范围之内,符合河流颗粒物的一般特点,同时也说明细颗粒物上的有机碳可能已经发生了一定程度的分解,不过相对于长江口表层沉积物,颗粒物单位比表面积有机碳含量普遍较高,表明这些颗粒有机碳在沉降过程中或沉积之后还要经历进一步的再矿化分解,初步的估算表明,长江所输送的陆源有机碳约71%会在沉积过程中损失掉。本研究有助于深入了解大河河口不同粒级颗粒物在有机碳迁移转化过程中的作用,深化对高浊度河口有机碳生物地球化学过程的认识。     

南大洋浮游植物现存量对颗粒有机碳的贡献

根据中国第15、16次南极考察观测的颗粒有机碳、叶绿素a浓度的数据,探讨浮游植物现存量对南大洋颗粒有机碳的贡献。结果表明,普里兹湾内浮游植物碳对颗粒有机碳的贡献高于湾北部的大洋区,真光层上部浮游植物碳对颗粒有机碳的贡献高于深层水。同时分析两个航次测区叶绿素a浓度和航程途中叶绿素a浓度的分布,以期了解浮游植物在南大洋颗粒有机碳来源中的作用。     

福建罗源湾海水悬浮物的研究

于1986年11月－1987年9月对福建罗源湾海水悬浮的含量的观测结果表明，水动力条件引起的再悬浮过程和生物活分别是罗源湾冬季和夏季悬浮物分布及性质变化的主要影响因素。底部沉积物的再悬浮对水体营养盐的再生和补充及有机碎屑的提供起重要的作用，夏季颗粒有机碳的学降能量一般占水柱浮游植物初级生产量的67－85％，大部分初级生产的有机碳沉降海底。     

东海表层水体中的多环芳烃及其沉积通量估算

以东海陆架水体中溶解态多环芳烃(PAHs)含量为基础,引入颗粒相-水相间的物质吸附系数(Koc)计算悬浮颗粒物中PAHs有机碳归一化含量,结合陆架沉积物有机碳的年埋藏通量,估算东海陆架沉积物中PAHs沉积通量。结果显示:水体中溶解态的15种PAHs总含量为(701±392)ng/L,变化范围为412~1 032ng/L,PAHs组成以3环为主。计算得到的悬浮颗粒物中15种PAHs有机碳归一化含量为20~28μg/g,对应的PAHs沉积通量为150~210t/a。估算结果与实测沉积物中PAHs含量和沉积通量结果基本吻合,表明实验室模拟实验获取的化合物Koc值适用于东海颗粒相-水相间的分配模型,证实悬浮颗粒物有机碳含量在控制PAHs两相分布过程中起着重要作用。同时,该方法为海洋沉积物中PAHs沉积通量的估算提供一种新途径。