秋季北黄海表层海水CO_2分压分布及其影响因素探讨

根据2007年10月在北黄海走航连续观测所得pCO2数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对该海域pCO2分布及其影响因素进行了探讨.结果表明:秋季北黄海表层海水pCO2值在354～435 μatm之间,统计平均值为395 μatm.受河流输入影响的辽南沿岸流区域,山东半岛以北沿岸受渤海沿岸水输入影响的泥沙沉积区,是大气CO2的源区;在北黄海中部,黄海混合水范围内,由于强烈的生物活动,形成了较大范围的大气CO2汇区;而黄海混合水的其他区域仍然是大气CO2的源.总体来说,秋季北黄海表现出大气CO2弱源的性质.     

北黄海表层海水溶解态重金属的分布特征及其影响因素

于2007年春季和秋季对我国北黄海海域进行调查,采取溶剂萃取-原子吸收分光光度法对海水中溶解态重金属Cu,Pb,Zn,Cd进行了分析.结果表明,北黄海表层海水中溶解态重金属的含量呈现出沿岸海区高,中央海区低,浓度自近岸向远海逐渐减少的趋势,受沿岸人类活动影响较为明显.除秋季个别站点的Pb,北黄海表层海水重金属含量均未超过国家一类海水水质标准,水质良好.     

南黄海夏季表层海水中pCO2分布的初步探讨

作者在 1 999年夏季的航次中 ,获得了南黄海表层海水 p CO2 的实测数据。本文结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料 ,对影响 p CO2 分布和变化的某些重要现象进行了初步探讨。研究表明南黄海表层海水 p CO2 的分布存在较大的不均匀性 ,这是边缘海区海水中生物、物理和化学因素复合作用的结果。除长江口门外的 p CO2 高值区外 ,南黄海表层海水的 p CO2 值与叶绿素、水温大体呈负相关 ,而与海水的盐度基本上呈正相关。     

秋季长江口北支表层海水pCO2变化特征

根据2009年9月首次获得的长江口北支海水pCO2实测数据,结合温度、盐度等参数,对长江口北支海水pCO2时空分布、变化特征及其影响因素进行了研究.研究结果表明,长江口北支海水pCO2总体呈现出淡水端高,咸水端低的特点;在同等盐度条件下,长江口北支海水pCO2明显高于长江口南支;长江口北支南段海水pCO2与盐度之间有着...     

北黄海西部海区营养盐季节变化及其影响因素探讨

根据2006-07-2007-10对北黄海4个航次调查资料,分析并讨论了北黄海西部海区营养盐四季变化及其影响因素。DIN,PO4-P和SiO3-Si的浓度从春季到冬季逐渐升高。春、夏、秋季营养盐底层浓度均远远大于表层的,冬季营养盐各层浓度相近。黄海冷水团是影响北黄海西部营养盐季节变化的主要因素,黄海暖流和鸭绿江水的输入对北黄海西部营养盐季节变化影响不显著;受北黄海跃层的影响,北黄海西部海区营养盐浓度除冬季外,垂直方向均呈现出分层现象,表层浮游植物吸收营养盐,使表层营养盐浓度低于底层的。     

北黄海夏季pCO2分布及海-气CO2通量

基于在2006年夏季北黄海收集的的高分辨率的表层CO2分压(pCO2)数据,结合水文和生物地球化学同步观测参数,探讨了夏季北黄海pCO2空间分布的控制因素。结果表明,夏季北黄海与大多数中低纬度陆架海类似,由于水温较高,表层pCO2较高(平均值为(463±41)μatm),整个海域相对大气CO2过饱和。表层pCO2分布具有明显的区域差异,辽南和鲁北近岸海域pCO2明显高于中部区域,辽南近岸的高pCO2主要与河流输入和水产养殖引起的生物好氧呼吸有关,而鲁北沿岸的高pCO2主要与烟台近岸的底层冷水涌升及由混合引起的高碳酸盐含量的黄河泥沙的再悬浮有关;在海区中部大部分水域,pCO2与温度之间有较好的相关性,说明温度是这一区域pCO2分布较为重要的控制因子。另外,采用Wannikhof的海-气气体交换系数估计了北黄海夏季海-气CO2通量,结果表明整个北黄海是大气CO2的源,平均释放速率为(4.00±0.57)mmol.m-2.d-1,高于南黄海夏季海-气CO2通量。     

夏季渤海表层海水pCO2分布特征

依据2006年8月对渤海的大面调查和2005年7月对莱州湾的现场实测得到的渤海表层海水二氧化碳分压(pCO2)数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,重点分析了夏季渤海表层海水pCO2的分布特征,并讨论了CO2的源/汇影响机制.调查结果表明:夏季渤海水-气界面pCO2在313～1 118 μatm之间,平均值为537 μatm,在渤海中西部沿岸区域(119°E～120.5°E,38.5°N～40°N)和辽东湾外东部沿岸(120.7°E～121.2°E,39.9°N～40.1°N)存在大气CO2的汇区,其面积大约占渤海面积的1/5,而渤海整体表现为大气CO2的源.河流等陆源输入支持了源区pCO2高值,而部分海域内水质较好,透明度高,浮游植物的生物活动是形成汇区的主要原因.     

北黄海表层沉积物常量元素分布特征及其控制因素分析

为探讨北黄海表层沉积物中常量元素分布特征,并进一步分析其控制因素和物质来源,以常量元素为依托,对304个站位表层沉积物常量元素含量分布特征及控制因素进行统计分析,结果表明:沉积物中SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、P2O5、TiO2七种元素含量的空间分布具有明显的区域性。其中,SiO2、K2O具有相似的空间分布;Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、TiO2具有相似的空间分布,但与SiO2、K2O的分布趋势相反;CaO、MnO、Na2O在区域内分布较为均匀,未显示出明显的高低变化趋势。聚类分析显示,表层沉积物的常量元素分布主要受粒度效应的控制。主因子分析提取出3种控制常量元素分布的主成分,分析表明,粒度控制效应、源区风化作用和不同物源输入是影响表层沉积物常量元素空间分布的主要因素,贡献累计方差总和达77.12%。以K2O、CaO、TiO2为指标,通过FD函数识别出北黄海不同海域内的主要物质来源,其主要物源包括黄河、鸭绿江和黄海暖流携带的长江物质。对北黄海沉积物物质来源进行分析,不仅在海洋矿产资源勘探、航道开发、沿岸港口建设与整治等方面具有实际意义,而且在认识海洋环境变迁等方面同样具有理论意义。     

北黄海表层沉积物粒度分布特征及其沉积环境分析

对北黄海1140个表层沉积物样品的粒度进行分析,探讨其分布特征与物源和水动力环境的关系。结果表明,研究区底质类型主要有泥、粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、砂五种类型,少数站位含有砾石。研究区东部沉积作用的主控因素是潮流,西部主要是山东半岛沿岸流。经过本区的黄海暖流限制了山东半岛沿岸流携带的细粒物质向东运移。研究区西部细粒沉积物的粒度分布是不均匀的,南北是不对称的,其形成受控于山东半岛沿岸流、黄海暖流和潮流。     

长江口淡水端淡、盐水混合表层pCO2的急剧变化及其影响机制

根据2004年5月长江口淡水端淡、盐水混合初期表层水二氧化碳分压(pCO2)的实测数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对pCO2的变化及其影响因素进行了研究。研究结果表明:在长江口淡水端盐度0~15的淡、盐水混合初期,表层水pCO2由3 500μatm左右大幅度下降至约1 000μatm。生源要素的补充使生物活动的急剧增加是pCO2以对数形式大幅度降低的主要原因,这一性质显著体现的拐点为(S<0.6,50<浊度<110)这一范围。同时由于生物活动和物理混合作用的分别控制,使得长江口淡水端淡、盐水混合初期表层水碱度与盐度呈二次抛物线关系,拐点处的盐度约为0.6。     

胶州湾秋季表层海水pCO_2分布及水-气界面通量

根据2007年11月31日在胶州湾走航连续观测所得pCO2数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对胶州湾海域pCO2分布及其影响因素进行了探讨。结果表明:秋季胶州湾表层海水pCO2实测值在315~720μatm之间,平均值为423μatm。东部海域由于有机物降解及李村河水输入的影响表现为大气CO2的源;西部海域由于浮游植物活动的影响为大气CO2的弱汇区;湾中部水交换较好的海域,浮游植物活动和有机物降解共同影响着pCO2的分布。总体来说,秋季胶州湾表现为大气CO2的弱源,海-气界面CO2交换速率在-5.94~23.15 mmol.m-2.d-1之间,平均值为2.87 mmol.m-2.d-1,由此可估算出秋季胶州湾可向大气释放940.74 tC。     

2016年夏季胶州湾表层海水pCO_2的分布及控制机制

根据胶州湾2016年夏季6月末和7月初两个航次调查得到的碳酸盐数据和相关水文参数,探讨了两个航次下表层海水pCO_2分布的主要控制机制。结果表明:6月末表层海水pCO_2处于478～1 043μatm之间。其中在湾东北海域,处理后污水DIC直接输入和好氧呼吸使得DIC明显盈余,这是造成这一区域pCO_2最高的主要原因。而在湾西部和湾中海域,初级生产和碳酸钙沉淀引起DIC明显亏损,但由于碳酸钙沉淀释放CO_2强于初级生产消耗,该区域pCO_2最低仍高达500μatm左右,表现为CO_2的源。而到了7月初,降雨过程发生后,湾内初级生产显著增强,pCO_2下降至298～570μatm。但由于同时伴随的碳酸钙沉淀释放CO_2,使得CO_2的汇区主要出现在DO%大于140%的李村河口和湾西部部分区域。7月初初级生产的显著增强可能与湿沉降带来的营养盐输入有关。     

2011年3月胶州湾表层海水pCO2及海-气界面通量

依据2011年3月4日对胶州湾走航连续实测所得pCO2数据,结合水文、化学和生物等要素的同步实测资料,对胶州湾海域pCO2分布及其影响因素进行了初步探讨,并估算了3月海-气CO2通量。结果表明:3月胶州湾表层海水pCO2实测值在191～332μatm之间,平均值为278μatm,海-气CO2通量在-22.76～-7.13mmol·m-2·d-1,平均值为-14.2mmol·m-2·d-1,这一时期胶州湾从大气吸收约1.59×103t C,表现为大气CO2的强汇。生物活动是影响这一时期表层海水pCO2分布的主要原因。     

胶州湾春季4月份表层海水pCO_2分布及控制因素分析

胶州湾毗邻青岛市区,是受人类活动影响显著的海湾。开展胶州湾水-气界面CO2通量研究,有助于厘清受人类活动严重干扰下的边缘海(湾)CO2源汇的控制机制。根据2013年4月在胶州湾走航连续观测所得pCO2数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料及以往本课题组获取的冬季2、3月份航次数据,对胶州湾海域pCO2分布及影响因素进行了分析探讨。结果表明:表层海水pCO2测得值在392~1 648μatm之间,平均值为496μatm。4月份胶州湾水体垂直混合均匀,且水柱对表层碳酸盐体系的影响显著。4月份胶州湾浮游生物初级生产弱于2、3月份,而生物的好氧呼吸作用要强于2、3月份。因此,生物好氧呼吸作用的增强是4月份胶州湾表现为大气CO2源的主要原因,同时温度升高也是导致胶州湾冬季到春季表层pCO2升高的重要因素,其影响程度仅次于生物好氧呼吸作用。总体来说,4月份胶州湾表现为大气CO2的源,水-气界面CO2交换通量在-8.22~490.68mmol·m-2·d-1之间,平均值为17.34mmol·m-2·d-1。     

南黄海冬季生源要素的分布特征

本文对冬季南黄海横贯东西断面的生源要素分布特征进行了探讨。指出：１）冬季黄海暖流水除了具有高温、高盐等物理特征外,还具有低氧、高ｐＨ和低营养盐等化学特征;２）南黄海西南部海域具有高温、高盐、低氧和高营养盐特征,这是台湾暖流前缘水北上所致;３）南黄海中部营养盐含量较高,西部近岸含量较低;４）叶绿素ａ含量及初级生产力水平较低。结果还表明,冬季南黄海溶解氧含量及分布主要受水温的控制。     

海水pCO_2测定中喷淋-鼓泡式平衡器与层流式平衡器互校

在全球变化研究中 ,海气交换平衡器是海水中二氧化碳分压 (p CO2 )直接测定的关键。作者在 Inoue,H.(1987)的喷淋式平衡器和 Goyet,C.(1991)的鼓泡式平衡器的基础上设计了新的喷淋 -鼓泡式平衡器 ,并与层流式平衡器 (Cooper,D.J.et al.1998)进行了互校 (气相色谱法现场测定 )。经显著性检验 ,两种平衡器之间无显著性差异。结果表明 ,新的喷淋 -鼓泡式平衡器能很好地用于海水中 p CO2 的测定。     

黄海海域表层海水表观铜络合容量

采用阳极溶出伏安法(Anodic Stripping Voltammetry),测定了黄海海域25个站位表层海水样品的表观铜络合容量(Apparent Copper Complexation Capacity)和条件稳定常数(K)以及络合容量指数(Complexation Capacity Index)。得到该海域表层海水的表观铜络合容量在127.7~950.6 nmol/L之间,平均值为385.3 nmol/L,条件稳定常数对数值(lgK)在7.07~8.05之间,平均值为7.65,络合容量指数在58.60%~86.40%之间,平均值为76.94%。结果表明:黄海海域表层海水的表观铜络合容量呈现近岸高远岸低的特点。