双台子河口水体有机碳分布特征研究

于2011年5月和8月通过研究双台子河口水体溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和化学耗氧量(COD)的分布特征,阐述双台子河口水体有机碳的河口过程及其影响因素,并探讨总有机碳(TOC)和COD表征河口有机污染的区域性和季节性特征。研究表明:2011年5月双台子河口DOC、POC和COD含量范围分别为4.04~5.06mg/L(平均4.60mg/L)、2.93~10.85mg/L(平均7.01mg/L)和5.65~14.07mg/L(平均9.04mg/L);8月分别为10.87~46.04mg/L(平均26.75mg/L)、0.88~17.27mg/L(平均4.16mg/L)和2.42~67.62mg/L(平均17.85mg/L)。DOC、POC和COD的含量由河到海总体呈现逐渐降低的趋势,双台子河口不同区段DOC、POC和COD的时空分布,及其主要和次要影响因素具有一定的差别。有机碳来源和海水的稀释作用是影响双台子河口有机碳分布的主要因素,现场生物生产和悬浮颗粒物影响较小。双台子河口水体中TOC和COD呈现线性不显著正相关关系,二者关系的季节差异显著。     

珠江口溶解有机物的遥感动态监测

河口有色溶解有机物（colored dissolved organic matter,CDOM）的分布是各种物理-生物地球化学过程共同作用的结果。为实现河口高动态变化CDOM的监测,遥感是一种重要的手段。由珠江口四个不同季节的航次获得的实测数据,本文构建了一个遥感算法以反演CDOM在400 nm的吸收系数（a_CDOM （400））。该算法使用以波段反射率比值R_rs （667）/R_rs （443）和R_rs （748）/R_rs （412）为自变量。将构建的算法应用于2002-2014年的MODIS/Aqua数据,本文计算了珠江口不同季节的a_CDOM （400）气候态分布。CDOM的分布主要受珠江径流量和区域水下地形特征的影响。沿着垂直于水深梯度的断面,气候态a_CDOM （400）呈指数减少（y=ae^bx,b<0）,但不同季节差异很大。珠江口CDOM主要是河流淡水输运而来。其中,富里酸比例随盐度的增加而降低。基于构建的算法、CDOM保守混合方程和径流量,本文由MODIS/Aqua数据进一步估算了2002-2014年夏季和冬季珠江DOC的有效入海浓度和有效入海通量。珠江的有效入海浓度和有效入海通量都与流量存在正相关关系,且在夏季的相关性更明显,R2分别为0.698和0.9657。     

长江口北支悬沙浓度在潮周期内和大小潮周期尺度的变化特征及输运研究

Profiles of tidal current and suspended sediment concentration(SSC) were measured in the North Branch of the Changjiang Estuary from neap tide to spring tide in April 2010. The measurement data were analyzed to determine the characteristics of intratidal and neap-spring variations of SSC and suspended sediment transport. Modulated by tidal range and current speed, the tidal mean SSC increased from 0.5 kg/m3 in neap tide to 3.5 kg/m3 in spring tide. The intratidal variation of the depth-mean SSC can be summarized into three types: V-shape variation in neap tide, M-shape and mixed M-V shape variation in medium and spring tides. The occurrence of these variation types is controlled by the relative intensity and interaction of resuspension, settling and impact of water exchange from the rise and fall of tide. In neap tide the V-shape variation is mainly due to the dominant effect of the water exchange from the rise and fall of tide. During medium and spring tides, resuspension and settling processes become dominant. The interactions of these processes, together with the sustained high ebb current and shorter duration of low-tide slack, are responsible for the M-shape and M-V shape SSC variation. Weakly consolidated mud and high current speed cause significant resuspension and remarkable flood and ebb SSC peaks. Settling occurs at the slack water periods to cause SSC troughs and formation of a thin fluff layer on the bed. Fluxes of water and suspended sediment averaged over the neap-spring cycle are all seawards, but the magnitude and direction of tidal net sediment flux is highly variable.     

椒江河口洪季最大浑浊带核部的悬沙分选机制

以实测悬沙粒径、流速、含沙量资料为基础,通过悬沙不同粒级组分、中值粒径以及粒度参数的统计,分析椒江河口最大浑浊带核部悬沙粒径分布变化特性。研究表明,悬沙粒径分选主要受物质来源、潮流动力作用下底部部分物质再悬浮和絮凝沉降3个因素的影响。其中第二个因素起主导作用,大潮期比小潮期显著,第三个因素的作用主要发生在涨落憩前后低流速期,并在表层较近底层的水体明显。     

闽江口入海悬沙输运的数值模拟

闽江河口位于福建省东部,本文利用欧拉-拉格朗日差分方法模拟闽江口及附近海域在不同径流下的潮流场,并建立拉格朗日水质点跟踪方法近似模拟了悬沙在海域中的迁移过程．水质点运动轨迹计算结果表明,闽江口悬沙在外海主要向南方或东南方输运,其轨迹呈现螺旋线．在洪峰流量下,悬沙运移距离较远．     

悬沙组分对再悬浮过程响应的初步研究——以长江口南槽口门为例

根据2011年5月31日至6月3日在长江口南槽口门附近海域投放三角架观测系统获取的沉积动力观测数据以及现场采集的水样和底质样品,进行底部边界层参数、悬沙粒度及悬沙组分分析,以探讨研究区近底部边界层特征和沉积物再悬浮过程。结果表明,研究区海域的悬沙以粉砂组分为主,潮周期内近底部流速与相应层位的悬沙浓度变化呈正相关,存在显著的再悬浮作用。分析发现,随着水体中悬沙砂组分的增加,再悬浮通量随之显著增加;砂组分减小,则再悬浮通量亦减小。因此,悬沙砂组分是对再悬浮过程响应的敏感组分,在一定程度上可指示和"示踪"再悬浮效应。     

长江口及邻近海域沉积物再悬浮对水体磷酸盐的影响的模拟研究

以长江口及邻近海域为研究区域,采用改进后的SEDEX法对沉积物中各形态磷的含量进行了分析,并通过模拟实验探讨了沉积物再悬浮对上覆水体磷酸盐浓度的影响。结果表明:碎屑磷（De-P）是沉积物磷的主要赋存形态,占总磷（TP）的50%以上;其次是可提取态有机磷（Or-P）和非活性有机磷（Re-P）;生物可利用磷（BAP）占总磷的比例约为21%,可提取态有机磷（Or-P）是生物可利用磷（BAP）的主要存在形态。沉积物再悬浮时,水体磷酸盐的浓度显著升高,说明沉积物再悬浮会引起沉积物中磷的释放;水体磷酸盐浓度升高主要源于沉积物中磷的释放,而间隙水的贡献较低。沉积物发生再悬浮时,厌氧条件相对于好氧条件,更有利于沉积物磷的释放。     

长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源与混合行为

河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13C_DIC）,溶解有机碳（DOC）,有色溶解有机物（CDOM）,颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13C_POC）与元素比值（N/C）及相关指标,研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明,DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L,128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L,这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似,均是从口内到口外,整体呈现先增大后减小的趋势,并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反,从口内到口外,δ13C_DIC和δ13C_POC均呈现逐渐减小再增大的趋势,在口门附近达到最低值,分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13C_DIC、δ13C_POC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示,河口内外POC来源变化明显,口内POC以陆源有机碳贡献为主,平均为62.3%,口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入,海源及人类活动等也对其产生影响。     

大洋河河口海域有色溶解性有机物的光学特性及遥感反演模型

有色溶解性有机物(CDOM)在河口混合过程中近似呈保守行为,可作为水团运动的示踪剂.基于2009年5月6日大洋河河口海域水体调查的实测数据,对该区域CDOM光学特性及遥感反演模型进行了研究,结果表明:研究区域CDOM主要来自河流输入,成分相对较稳定,属于典型的近岸二类水体区域;波长275～295 nm的光谱斜率和波长4...     

长江口邻近海域冬、夏季溶解有机碳分布特征及影响因子研究

根据2013年1月与8月两个航次测得的数据分析了长江口邻近海域溶解有机碳(DOC)在冬、夏两个季节的含量、分布以及影响因素。结果表明,冬季表、底层DOC浓度范围分别介于35.85~145.11μM和33.60~110.52μM之间,平均值分别为79.15μM与68.99μM;夏季表、底层DOC浓度范围分别为63.48~213.65μM和44.69~123.34μM,平均浓度值分别为100.49μM与61.56μM。由于冬、夏两个季节长江冲淡水径流量、现场浮游植物生物量以及流场状况等控制因素的不同,导致两个季节DOC分布特征具有一定区别。水平分布上,整体都表现出从近岸到外海逐渐降低的趋势;垂直分布上,冬季表底层浓度差距很小,夏季浓度由表层向底层不断降低。长江冲淡水输送是该区域DOC的主要来源,相对于冬季,夏季生物活动过程中的释放对表层水体DOC的浓度具有较大的贡献。     

九龙江河口湾高浓度悬沙水体的分布与扩散特征

通过对九龙江河口湾洪水期和枯水期含沙量等值线的分析,描述了河口湾内悬浮泥沙的时空分布特征及其在涨潮和落潮期间的变化情况,并对洪水期大潮湾内水质点的滞流点位置作了计算.结果表明,水流运动和水体含沙量沿入海方向均呈现有规律的变化,河口湾内存在两个主要水流滞流区,一处位于海门岛北部,一处位于鸡屿东侧.悬浮泥沙的分布和水流运动间呈现明显的相关性.     

夏季长江口南北支溶解有机质的比较

本文以2021年5月长江口南北支采集的表层水为研究对象,通过测定氢、氧同位素,溶解有机碳(DOC)浓度,有色溶解有机质(CDOM)的吸收光谱和荧光光谱参数,探讨了夏季长江口北支、南支(北港、北槽、南槽)水体溶解有机质的组成、分布及其影响因素。沿长江下游到河口近海,南、北支DOC浓度分别为1.68±0.16 mg/L和1.46±0.31mg/L,CDOM的吸光系数a350分别为2.37±0.61 m^-1和1.59±0.24 m^-1。南支整体具有“高类腐殖质、低类蛋白”的特征,北支则具有“低类腐殖质、低类蛋白”的特征,这可能与南北支的径流量差异有关。在南北支不同分汊河道(北支、南支北港、南支北槽和南支南槽)中,南槽和北支有类似的海水入侵特征,但南槽具有较强的类蛋白组分输入,而南支北港和北槽样品间无显著差异,均表现为河流有机质为主的特征。对比2011年长江南北支DOC和CDOM数据显示,作为长江主河道的南支在2021年无明显变化,而北支有显著的变化。这些结果综合表明长江口DOM的变化格局可能受水动力条件(径流量)、人类活动因素共同作用的影响。比较全...     

悬浮泥沙在长江口铀非保守行为中的重要作用

利用高精度的电感耦合等离子体质谱仪对2014年1月长江口表层水中溶解铀浓度及其234U/238U比值、2013年3月长江口表层沉积物中各矿物组分的铀含量及其234U/238U比值进行了测定,研究了其空间分布特征和影响因素。结果表明:除了长江径流和海水之外,长江口还有其他的溶解铀来源。水体中过剩铀与悬浮颗粒物浓度呈现显著相关性（r2=0.96）。对长江口表层沉积物进行的序列提取实验进一步表明,水体中悬浮颗粒物或沉积物中可解吸态和碳酸钙结合态铀可以在河口区域释放进入水体,而铁锰氧化物和有机物结合铀比较稳定,不受河口区混合过程的影响。每千克颗粒物或沉积物能够释放约2 μmol颗粒态铀,使其转化为溶解态。然而,铁氢氧化物和细颗粒物的絮凝吸附作用也可使溶解铀同时从河口水体中清除。在低盐度区,铀的清除和添加过程速率相近,使溶解铀呈现暂时的"伪保守"现象:颗粒态释放的铀具有明显低的234U/238U比值,导致水体的234U/238U低于保守混合值。在中高盐度区域,溶解铀呈现明显的富集现象。但是由于水相和颗粒相中的铀交换,可释放颗粒态铀的234U/238U接近溶解铀的234U/238U比值,从而导致水体的234U/238U比值呈现出保守性。长江口颗粒物的铀释放通量为（3.48±0.41）×105 mol/a,约占输入的总颗粒态铀通量（1.80±0.17）×106 mol/a的19.3%。长江口输入东海的溶解铀总通量（河流溶解态铀与河口添加铀之和）为（2.68±0.13）×106 mol/a,约为世界河流入海铀通量的11.7%。     

基于高光谱的射阳河口悬浮泥沙浓度定量反演研究

通过提取高光谱遥感信息,对射阳河口悬浮泥沙浓度与实测光谱及Hyperion影像光谱反射率进行了相关性分析,结果表明：射阳河口含沙水体对实测光谱反射率的敏感波段为898～904nm,对光谱分辨率为10nm的Hyperion影像敏感波段正好位于896nm处,以此构建的指数模型,其相关指数达到0．89。模型的检验显示,相对根均方差值为38．78％,表明单波段896nm对预测射阳河口的悬沙质量浓度具有良好的精度。由于试验取样时间与Hyperion影像的成像时间相匹配,此时水流场较稳定,河口水体中的泥沙运移与扩散规律与影像解译结果相似,即：近岸悬沙质量浓度高,远海浓度低;河口南侧由于属于淤长性海岸,悬沙质量浓度比北侧高。研究结果为利用高光谱分析技术构建海洋悬沙含量的定量反演模型提供了可靠依据,也为海洋水体其他物质成分的定量反演奠定了基础。     

长江口北槽口外悬沙浓度垂线分布的数学模拟

利用垂向一维悬沙运动模型,对长江口北槽口外大、小潮悬沙浓度垂线分布进行模拟,模拟结果同“六点法”实测值拟合较好,表明影响悬沙浓度垂线分布的主要因素为悬沙垂向扩散及絮凝沉降作用。     

Enzyme activities in the water column and in shallow permeable sediments from the northeastern Gulf of Mexico

The activities of extracellular enzymes that initiate the microbial remineralization of high molecular weight organic matter were investigated in the water column and sandy surface sediments at two sites in the northeastern Gulf of Mexico. Six fluorescently labeled polysaccharides were hydrolyzed rapidly in the water column as well as in permeable sediments. This result contrasts with previous studies carried out in environments dominated by fine-grained muds, in which the spectrum of enzymes active in the water column is quite limited compared to that of the underlying sediments. Extracts of Spirulina, Isochrysis, and Thalassiosira were also used to measure hydrolysis rates in water from one of the sites. Rates of hydrolysis of the three plankton extracts were comparable to those of the purified polysaccharides. The broad spectrum and rapid rates of hydrolysis observed in the water column at both sites in the northeastern Gulf of Mexico may be due to the permeable nature of the sediments. Fluid flux through the sediments is sufficiently high that the entire 1.5 m deep water column could filter though the sediments on timescales of a few days to two weeks. Movement of water through sediments may also transport dissolved enzymes from the sediment into the water column, enhancing the spectrum as well as the rate of water column enzymatic activities. Such interaction between the sediments and water column would permit water column microbial communities to access high molecular weight substrates that might otherwise remain unavailable as substrates.     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒径及生源要素分布特征

针对2015年长江口及其邻近海域所采集的43个表层沉积物样品,通过粒径分析以及生物硅(BSi)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)等生源要素参数的测定,系统探讨了长江口表层沉积物粒径及生源要素的时空分布特征以及各要素的相互关系。结果表明:(1)长江口及其邻近海域表层沉积物组成以黏土质粉砂、粉砂质砂和砂为主。研究区域内,粒径组成呈现明显的"南细、北粗,近岸细、离岸粗"的分布特征,长江口及浙江近岸泥质区的表层沉积物粒度最细,中值粒径(Φ)在5以上;(2)调查海域表层沉积物中BSi含量在0.22%~1.82%之间,沉积物中粉砂、黏土含量及平均粒径(Φ)均与BSi含量呈显著正相关(P0.01),黏土矿物和粉砂较多的细颗粒沉积物更易累计和保存BSi;(3)TOC和TN的含量分别在0.04%~1.17%和0.01%~0.26%之间,其分布特征与沉积物中值粒径(Φ)和BSi的分布也有明显的正相关性,说明细颗粒沉积物更有利于有机质保存,表层沉积物中的硅藻可能是有机物的来源之一。     

长江口溶解有机物光漂白和光矿化表观量子产率

溶解有机物(DOM)经太阳光照射导致其吸光度(光漂白)和溶解有机碳(光矿化)损失,从而影响水体生态系统光学特性及碳循环。本文通过测定冬季长江口及其邻近海域DOM光降解表观量子产率(AQY),初步探讨了DOM光反应活性在河口及陆架海的变化特征。DOM光降解AQY由口内至口外逐渐递减,且有色溶解有机物(CDOM)光漂白速率是溶解有机碳(DOC)光矿化速率的10倍。Φ_ble(CDOM光漂白表观量子产率)和Φ_min(DOC光矿化平均量子产率)在最大浑浊带以东海域与盐度和SUVA₂₅₄分别呈显著的线性负相关与正相关,表明DOM光反应活性在长江口外受物理混合影响为主,且陆源DOM光反应活性比海源高。此外,最大浑浊带下游DOM光降解AQY显著低于上游。DOM光降解速率随波长的变化呈现非高斯分布,且峰值出现在330 nm,积分结果表明UVA是DOM光降解的主要贡献者。本研究结果将为完善我国东海碳通量模型提供帮助。     

Delineating suspended sediment concentration patterns in surface waters of the Changjiang Estuary by remote sensing analysis

Three Landsat TM imageries (taken on 18 May 1987, 4 August 1998 and 28 July 2007) were used as the data source to identify the spatial and temporal variations of the suspended sediment concentration (SSC) in surface waters of the Changjiang Estuary. Atmospheric correction was carried out to determine the water-leaving reflectance using the FLAASH module. A regression equation between surveyed SSC and suspended sediment index was chosen to retrieve the SSC from the Landsat TM images. In addition, tidal harmonic analysis was performed to calculate tidal conditions corresponding to the acquisition time of satellite images. The results show that the SSC spatial patterns are similar to the in situ observation results, which show the highest SSC in the region of turbidity maximum zone in the Changjiang Estuary. For the period of 1987 to 2007, the SSC pattern is controlled mainly by tidal dynamic conditions and wind speeds, rather than sediment discharges from the river.     

Relationship between the optical properties of chromophoric dissolved organic matter and total concentration of dissolved organic carbon in the southern Baltic Sea region

Absorption and fluorescence of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) and dissolved organic carbon (DOC) measurements were performed during three oceanographic surveys in 1994 in the southern Baltic Sea (Polish area of the Baltic Proper). DOC was measured both by high-temperature catalytic oxidation (HTCO) and low-temperature oxidation (LTO) conventional persulphate methods. CDOM fluorescence was shown to be highly correlated with absorption, with the same regression parameters, despite the seasonal change in different hydrographic conditions and the fluorescence quantum yield variations (1.23 ± 0.07 in April and 0.97 ± 0.12 in September). The results show a good correlation between the optical parameters and DOC although ˜ 70% of the DOC does not display significant absorption in the UV-visible range (350–750 nm). The non-absorbing DOC measured with HTCO method appears unaffected by seasonal changes. Consequently, total DOC can be predicted by optical methods using remote sensing techniques. The non-absorbing DOC measured by LTO method varies from 62% (April) to 76% (September), which implies that there is requirement for estimates on a seasonal basis.