冬季南海北部陆架锋区悬浮颗粒态硅的分析

对冬季南海北部陆架锋区的悬浮颗粒态生物硅(Particulate Biogenic Silica,PBSi)和成岩硅(Lithogenic Silica,LSi)含量进行了调查分析,讨论了悬浮颗粒态生物硅分布及其影响因素。结果表明,南海北部陆架区悬浮颗粒态生物硅和成岩硅平均含量分别为0.59和8.93μmol/dm3。生物硅分布与水团关系密切:在营养盐充足的沿岸水生物硅含量高(1.0μmol/dm3);而在营养盐缺乏的陆架表层水生物硅含量低(0.23μmol/dm3);在两种水团过渡区生物硅含量居中(0.65μmol/dm3)并与溶解硅酸盐(Dissolved Silicate,DSi)成显著正相关(R=0.48,N=44,P=0.001,a=0.01)。此外锋面位置也直接影响生物硅的含量与分布。大部分调查海区被高温高盐低营养盐海水占据,因此导致了调查海区以低浓度的生物硅和成岩硅为特征,且与世界其他海区相比,生物硅含量处于低值区。     

夏季珠江口及近岸海域悬浮颗粒物生物硅分析

2017年6月在珠江口及近岸海域61个站位采集了悬浮颗粒物生物硅(BSi,biogenic silica)和叶绿素a(Chl a)。利用RAGUENEAU et al(2005)提出的碱提取法测定了悬浮颗粒物生物硅,探讨不同环境条件下BSi浓度以及碱性提取液中岩源硅(LSi,lithogenic silica)的干扰程度。结果显示,Chl a质量浓度范围为0.06~8.64 μg·L^-1,悬浮颗粒物BSi浓度从低于检测限到14.3 μmol·L^-1,LSi浓度范围为0.00~9.56 μmol·L^-1;LSi/(LSi+BSi)比均值为0.38 mol·mol^-1。提取液中测得的Si/Al比均值为2.42 mol·mol^-1,与RAGUENEAU et al(2005)报道值接近。研究区域内的表层BSi反映了硅藻的生物量,与Chl a存在显著线性相关。LSi对BSi测量的干扰程度存在明显的空间差异,总体上近岸BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比低;外海BSi和LSi低,LSi/(LSi+BSi)比高;河口内BSi低,LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;上升流区BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;底层较表层具有更高的LSi和LSi/(LSi+BSi)比。最后,对常用的几种碱提取法在应用时存在的问题作了探讨。     

胶州湾悬浮颗粒态生物硅的研究

对胶州湾2002-10月小潮,2003-05月大、小潮共3个航次的颗粒态生物硅(PBSi)含量进行了调查分析,讨论了PBSi及其相关因子的分布和关系.结果表明,胶州湾表层水体的PBSi平均含量为2.19 μmol/L,与世界其他海区相比,处于中等水平.PBSi浓度与溶解态硅酸盐有较好的相关性,与悬浮颗粒体浓度,颗粒有机碳有一定的相关性.PBSi含量的季节差异与浮游植物群落结构的演替有着密切关系.     

冬季南海北部陆架锋区悬浮颗粒态硅的分析冬季南海北部陆架锋区悬浮颗粒态硅的分析

对冬季南海北部陆架锋区的悬浮颗粒态生物硅（Particulate Biogenic Silica, PBSi）和成岩硅（Lithogenic Silica, LSi）含量进行了调查分析,讨论了悬浮颗粒态生物硅分布及其影响因素。结果表明,南海北部陆架区悬浮颗粒态生物硅和成岩硅平均含量分别为059和893 μmol/dm3。生物硅分布与水团关系密切：在营养盐充足的沿岸水生物硅含量高（10 μmol/dm3）;而在营养盐缺乏的陆架表层水生物硅含量低（023 μmol/dm3）;在两种水团过渡区生物硅含量居中（065 μmol/dm3）并与溶解硅酸盐（Dissolved Silicate, DSi）成显著正相关（R=048,N=44,P=0001,a=001）。此外锋面位置也直接影响生物硅的含量与分布。大部分调查海区被高温高盐低营养盐海水占据,因此导致了调查海区以低浓度的生物硅和成岩硅为特征,且与世界其他海区相比,生物硅含量处于低值区。     

生物硅的生成与溶解速率的研究——以胶州湾为例

营养盐的含量与元素间的比值直接控制着生态系统的生产力和浮游植物的种类组成.近岸海区硅藻可占初级生产的75%,但其生长速率受Si(OH)4含量的限制.胶州湾浮游植物的物种组成以硅藻为主.用29Si同位素示踪培养方法,采用四极杆质谱同位素稀释技术同时测定了胶州湾硅的生成速率与溶解速率.胶州湾生物硅(BSi)的含量为0.90～1.14 μmol/L,岩成硅(LSi)的含量为46.3～52.3 μmol/L.岩成硅是生物硅的约50倍.胶州湾BSi的含量处于世界近岸海区的低值范围,LSi的含量与LSi/BSi的比值均处于高值区.BSi的绝对生成速率为4～6 nmol/L*d,比生成速率为6～17/d.BSi的绝对溶解速率为<9 nmol/d,比溶解速率为<23/d.进一步开展胶州湾不同季节水体中BSi的生成速率与溶解速率的研究,是深入认识海湾浮游植物生长限制及其资源可持续利用的基础.     

赤道太平洋上层水体颗粒态生物硅分布及与营养盐的关系

依托中国“大洋一号”第20和第21调查航次,分析测定了东、西赤道太平洋4个站位的颗粒态生物硅浓度及其粒级结构。结果显示赤道太平洋采样站各层位颗粒态生物硅(PBSi)总浓度分布范围为5~65 nmol/dm³,东赤道太平洋的调查站位颗粒态生物硅的总浓度平均值达46 nmol/dm³,是西赤道太平洋的近3倍。PBSi的粒径结果显示在东赤道太平洋调查站位0.8~20 μm粒径颗粒是PBSi的主要来源,其平均贡献率高达64%;而在西赤道太平洋2种粒径的生物硅贡献率相当。营养盐分布对PBSi的浓度及粒径分布有显著的影响,并在一定程度上控制了“硅质泵”的组成结构,是控制大洋生物泵运转的重要因素。     

南海东北部和南部海域表层沉积物生物硅研究

本研究测定了南海东北部和南部海域表层沉积物的生物硅含量(SiO2%),其含量范围分别为1.08%-3.01%和0.79%-9.06%,平均值分别为1.76%和4.22%.研究结果表明,南海表层沉积物中的生物硅含量与站位水深呈正相关关系;南海东北部的表层沉积物中的生物硅含量与其中的矿物含量、铁离子浓度、间隙水中的营养盐浓度不存在明显的相关性;南海南部海域表层沉积物中的生物硅含量与烧失量、有机碳含量、碳酸盐含量呈正相关关系,与粘土矿物含量相关性不明显.     

渤海南部海域沉积物上覆海水与颗粒物中的磷与硅

研究了渤海南部海域沉积物上覆水、悬浮颗粒物中P、Si的变化特征。上覆水体PO4-P、SiO3-Si的平均含量均低于大洋底层水PO4-P、SiO3-Si的平均含量,二者具有相似的循环控制机制。悬浮颗粒物中无机磷、生源态磷(TIP、BP)的来源和循环控制机制不同,无机硅、生源态硅(TISi、BSi)有一定的相似性。稀释作用和表层沉积物中可交换态P、Si的循环控制上覆水体中P、Si的地球化学行为。颗粒物中TIP、TISi的行为受离子交换和化学吸附过程影响,其中化学吸附可能与Fe(Ⅲ)的氧化物有关;生物过程对颗粒物中生源P、Si的地球化学行为有重要影响。     

东海近岸沉积物中生物硅的分布

在对测定沉积物中生物硅常用的连续提取法的条件进行详细的摸索,保证数据的可靠性(在特定的离心条件下,多次测定结果表明:试验组数据的标准偏差为0.029和0.036,相对标准偏差为2.41%和3.03%,方法的精密度较高)的基础上,对现场采集的东海近岸沉积物中生物硅的含量进行了测定,结果表明:2005年东海近岸表层沉积物中生物硅的含量呈现近岸低、远岸略高的趋势,东海沉积物中生物硅含量在0.7%～1.6%之间,与表层水体叶绿素的含量呈现正相关关系.其在柱状样中的垂直变化呈现先增加后降低的趋势,与该海域水体的浮游植物历史变化有一定的关系.     

大亚湾西部海域沉积物中生物硅的含量及其分布特征

采用2. 0 mol/dm~3Na_2CO_3溶液5h单点化学提取-硅钼蓝连续分光光度分析法分别测定了大亚湾西部海域13个表层沉积物和1个沉积物岩芯中生物硅的含量.表层沉积物和沉积物岩芯中生物硅含量占比分别为0. 69%～2. 02%和1. 24%～2. 05%,平均值分别为1. 42%和1. 60%.结果证实西大亚湾沉积物中生物硅含量水平与我国南海近岸海域基本一致.在210Pbex测年的基础上,通过分析沉积物岩芯中生物硅、有机物、无机碳等多指标,揭示近百年来大亚湾周边环境变化对海洋环境的影响,证实了上世纪80年代以来西大亚湾周边农业、海水养殖业和工业发展等人类活动加剧了该海域生态环境变化,尤其90年代核电站运行对海洋生态变化造成一定的影响.     

Seasonal variations of particulate silicon in the Changjiang (Yangtze River) Estuary and its adjacent area

Temporal and spatial distribution of biogenic (BSi) and lithogenic (LSi) silica were studied in the Changjiang (Yangtze River) Estuary and its adjacent area. The annual average BSi and LSi concentrations were (1.71 ± 1.79) μmol/L and (0.56 ± 1.41) mmol/L, respectively. Both BSi and LSi were high in the inshore areas, where they received terrigenous discharge from the Changjiang, and decreased towards the offshore region. BSi and LSi were most abundant at the near bottom layer due to the high sedimentation rates and resuspension of sediment. Diatom blooms occurred in summer with high Chl a concentration in the surface layer, which induced that BSi in the surface layer during summer was obviously higher than that in the surface layer of other seasons. LSi concentration was maximal in autumn and spring and minimum in summer, associated with the seasonal variation of SPM values. Drifting investigation and mesocosm experiments were conducted during dinoflagellate bloom, aiming to understand the effect of nutrients on BSi by changing the phytoplankton composition. The results show that the low dissolved inorganic phosphorus concentration and high molar ratio of N/P (dissolved inorganic nitrogen vs. dissolved inorganic phosphorus), were the important factors for decreasing diatom biomass in the study area, and it would subsequently decrease the BSi concentration in aquatic ecosystem.     

南黄海和东海表层水两种粒级颗粒物和颗粒氮含量的分布特征

测定了南黄海和东海表层水0.7~53.0μm和〉53.0μm这2种悬浮颗粒物（SPM）、颗粒氮（PN）的含量.其结果表明,南黄海和东海表层水0.7~53.0μm粒级的SPM、PN平均含量分别为4.68 mg/dm3、18.50μg/dm3;而〉53.0μm粒级的SPM、PN平均含量分别为0.20 mg/dm3、2.65μg/dm3.0.7~53.0μm和〉53.0μm粒级的PN/SPM含量平均比值分别为0.78%、1.41%（m/m）,后者约是前者的2倍.统计分析结果表明,尽管这2种粒级的SPM、PN含量和PN/SPM含量比值的范围较大,但约80%的数据集中在较小范围内,即0.7~53.0μm和〉53.0μm粒级SPM含量分别集中在0.37~3.68、0.02~0.29 mg/dm3的范围内;0.7~53.0μm和〉53.0μm粒级PN含量分别集中在2.54~18.90、0.40~2.69μg/dm3的范围内;0.7~53.0μm和〉53.0μm粒级的PN/SPM含量比值分别集中在0.14%~1.00%和0.15%~1.95%之间.研究结果表明,研究海域0.7~53.0μm粒级SPM、PN含量有2个高值区,分别位于近岸海区和东海东北部海区.〉53.0μm粒级SPM、PN含量的分布分为2个部分：南黄海表层水SPM、PN含量分布呈从近岸向外海降低的趋势;而东海表层水SPM、PN含量分布呈断面中间高,并分别向近岸和外海降低的趋势.     

浙江近岸海域悬浮颗粒物中磷的赋存形态及分布特征研究

磷元素是海洋基础营养盐之一,其赋存形态及分布直接影响海区的初级生产力,是海洋生物地球化学循环的重要驱动力。但大河河口与近海等重要的水生关键带水动力循环过程复杂,导致悬浮颗粒物(SPM)中磷元素的赋存形态和分布特征变化多端,亟须深入研究。根据2016年春季(4-5月)、夏季(7月)和秋季(9-10月)对浙江近岸海域的调查结果,本研究分析了浙江近岸海域SPM中总磷(TPP)、无机磷(PIP)和有机磷(POP)的含量水平、空间分布特征和影响因素。结果表明,浙江近岸海域SPM中TPP含量范围为0.13～66.13μmol/L,均值为3.35μmol/L;PIP含量范围为0.03～34.19μmol/L,均值为1.97μmol/L;POP含量范围为0.06～31.94μmol/L,均值为1.39μmol/L。PIP是浙江近岸海域水体中TPP的主要存在形式,占52.3%。春季浙江近岸海域表层TPP含量占总磷(TP)含量的19.3%～97.7%。春、秋季的SPM中,TPP、PIP和POP含量空间分布相似,均呈现由内湾向外海逐渐降低的变化趋势。PIP、POP与SPM呈显著的正相关性,表现出高SPM含量...     

长江口跨越锋面颗粒磷季节分布变化特征及影响因素

根据2006年夏、冬季以及2007年春、秋季“海监49号”科学考察船的调查数据,分析了长江口跨越锋面区域(31.00°～31.78°N、121.04°～123.99°E)颗粒总磷(PP),颗粒无机磷(PIP),颗粒有机磷(POP)的季节变化和空间分布特征.结果表明,PIP是水体颗粒磷的主要存在形式;受长江径流输沙量的影...     

围隔生态系内不同粒级浮游植物群落变化研究

通过现场围隔实验,模拟赤潮发生过程,研究了种群不同生长阶段中不同粒级浮游植物种群的变化情况。结果表明,添加营养盐能有效促进浮游植物的生长,东海原甲藻围隔（M1）和自然水体围隔（M2）中浮游植物分别于第7天和第4天出现生长高峰,叶绿素a最大值分别为112．79mg／m和235．60mg/m。微型浮游植物与微微型浮游植物存在竞争,微型对微微型生长的抑制作用：M2〉M1。在营养盐丰富时,硅藻的增殖速率比东海原甲藻快,达到高峰期时间短,消亡也快。硅的减少促进硅藻水华的消亡。     

2008年夏季白令海营养盐的分布及其结构状况

中国第3次北极考察对白令海营养盐的分布及结构状况进行了观测分析,结果表明,白令海营养盐分布和结构状况区域性特征明显。海盆区表层DIN、磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为9.73,0.94,11.06 μmol/dm3;陆架区表层DIN,磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为0.60, 0.43, 3.74 μmol/dm3。营养盐高值主要出现在白令海西南部的海盆区和海峡口西南侧水域,低值出现于陆架边缘的陆坡区和陆架东部水域。白令海盆区真光层DIN,磷酸盐、硅酸盐浓度普遍较高,叶绿素浓度则较低,具有典型的高营养盐、低叶绿素(HNLC)特征。海盆区生物作用不是营养盐空间分布的主要调控因子,而陆架区营养盐的分布变化不仅受控于物理海洋输运过程的变化,同时也受夏季浮游生物生长、营养盐吸收消耗所影响。陆架和陆坡区表层海水N/P,Si/P比值平均分别为1.8, 9.9和3.2, 2.2,呈明显的低N/P,Si/P比值结构特征,陆坡区缺硅明显,陆架区缺氮显著。在白令海水域磷酸盐浓度普遍较高,它不可能成为浮游植物光合作用限制因子。受硅限制水域主要限于陆坡区硅藻大量繁殖时期,属偶然性限制,在白令海陆架区绝大部分水域主要表现为氮限制。     

Transfer and transport of phosphorus and silica in the turbidity maximum zone of the Changjiang estuary

The concentration of suspended particulate matter (SPM), sedimentation flux, and various forms of phosphorus and silica in turbidity maximum zone (TMZ) in the Changjiang (Yangtze) estuary was studied. Based on the budget of P and Si, their mass balances in the TMZ were calculated. Results show that the variation in concentration of dissolved inorganic silicon (DISi) was mainly controlled by seawater dilution, while that of dissolved inorganic phosphorus (DIP) was considerably affected by the buffering of suspended matter and sediment. Our experiments showed that the sedimentation fluxes of SPM and particulate inorganic phosphorus (PIP), total particulate phosphorus (TPP), particulate inorganic silicon (PISi), and biological silicon (BSi) in the TMZ were 238.4 g m⁻² d⁻¹ and 28.3, 43.1, 79.0, 63.0 mg m⁻² d⁻¹, respectively. In addition, a simple method to estimate the ratio of resuspension of sediment in the TMZ was established, with which the rate in surface and bottom waters of the TMZ accounted for 55.7 and 66.1% of the total SPM, respectively, indicating that the sediment resuspension in the TMZ influenced significantly the mass balances of P and Si. Particulate adsorbed P (60.8%) and 35.5% of total particulate P discharged from the river were filtered and then deposited in the TMZ. The input flux of PIP from the river mouth was 55.9% of that of DIP, being important as biologically available P, while that of PISi was only 3.5% of DISi, showing that particulate adsorbed Si was much less important than particulate adsorbed P.