长江口南北支二维氯度数学模型

枯水大潮期间，长江口北支向南支倒灌盐水，使南支河段和黄浦江水质恶化。，多年来这一问题为各界所重视。本文采用二维数学模型模拟了南北支水流和氯度的变化。数学模型经验证以后，计算了封堵北支方案，分析了工程前后含氯度变化情况。封堵北支后，切断了北支向南支倒灌盐水的来源，南支河段含氯度大幅度下降，数模计算反映了北支倒灌盐水在南支河段中的重要作用     

长江口外海水中有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性

基于2008年5、11月2次调查数据,研究了长江口邻近海域水体有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性及其时空分布特征,探讨了CDOM含量、光谱斜率Sg值及其与特征波长下吸收系数a（440）的关系.结果表明,春季该海域有色溶解有机物的吸收系数a（440）的范围为2.232~8.671 m-1,平均值为4.523 m-1;秋季其吸收系数a（440）的变化范围为0.390~6.135 m-1,平均值为2.209 m-1.该水体CDOM吸收曲线基本呈指数衰减趋势.在400~440 nm波段内,春季其光谱斜率Sg值范围为0.002 0~0.014 2 nm-1,平均值为0.008 7 nm-1秋季的介于0.020 8~0.052 6 nm-1之间.平均值为0.037 5 nm-1.同时有色溶解有机物吸收系数a（440）与Sg值存在着较显著的负相关关系.     

长江口外浮游植物死亡释放溶解有机质的降解及其溶氧消耗

浮游植物光合作用产生的溶解有机质(dissolved organic matter,DOM)是海洋中溶解有机质的重要来源,浮游植物死亡后释放的新鲜溶解有机质活性高、数量大、生物可利用性高,其降解过程中对溶解氧(dissolved oxygen,DO)的消耗显著。但到目前为止,对此类溶解有机质的降解过程以及其耗氧情况还鲜有研究。本文基于2013年8月东海航次,对浮游植物(硅藻为主)死亡后释放的新鲜有机质进行人工受控培养,研究其降解过程及对DO的消耗,并评估该降解过程对低氧现象形成的贡献。研究发现:培养体系中溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和DO浓度皆随时间呈指数下降,总溶解态碳水化合物(total carbohydrate,TCHO)也出现明显降解;体系的初始DOC浓度越高,降解速率常数k(DOC)、k(DO)越大,k(DOC)受DOC浓度、活性以及DO浓度的影响;培养过程中细菌丰度明显增加,添加Hg Cl2的对比实验表明细菌在降解过程中起到重要作用。本文的研究结果表明,浮游植物死亡后释放的溶解有机质的快速降解及其对溶解氧的消耗,对长江口低氧环境的促成具有重要意义。     

夏季长江口海域溶解态铁的分布及混合行为研究

本文基于2015年7月长江口的现场调查资料,分析讨论了长江河口区溶解态铁(DFe)的含量分布与混合行为及其影响因素。结果表明:长江径流携带大量的DFe入海,且口内区(Ⅰ)浓度高于混合区(Ⅱ)和外海区(Ⅲ),平均浓度分别为166.45±6.26nmol/L,14.04±8.80nmol/L和6.18±1.51nmol/L。受去除作用和海水稀释的影响,在河口区DFe的浓度下降率达到96.92%。DFe浓度与盐度的关系符合指数模型,由模型与理论稀释线估算的长江口海域DFe的理论最大去除率为97.75%,与实际测得的最大浓度下降率相近。长江冲淡水、苏北沿岸流和台湾暖流影响DFe的水平分布。受长江冲淡水影响,长江口外海域DFe浓度高达176.50nmol/L。苏北沿岸流主要影响研究区域北部的表层水,其携带的DFe浓度低于长江冲淡水。台湾暖流是导致研究区域东南部DFe浓度较低的主要原因,使得中层和底层水中浓度分别低至4.04nmol/L和4.79nmol/L。另外,在表层海水中DFe的分布受到叶绿素a、溶解有机碳和溶解氧的共同影响,DFe与叶绿素a、溶解氧呈显著负相关,与溶解有机碳呈显著正相关。     

海洋有机质的光谱分析方法评述

海洋有机质的光谱分析已成为海洋碳循环的研究热点之一。本文从天然有机质吸收光谱和荧光光谱分析的基本原理入手,系统梳理了有机质光谱分析中容易被忽视的基本概念,讨论了过滤与保存方式、p H值、荧光内滤效应等对有机质光谱分析的影响。结合色氨酸、酪氨酸、腐殖酸及大量现场样品的实验结果,对吸收光谱和三维荧光光谱的不同解析方法进行了系统的分析与对比。基于在南海、西菲律宾海获取的现场调查数据,对于文献中常用的荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)、自生源指数(BIX)等光谱参数的内在含义及其在海洋环境中的适用性进行了评述。此外,还归纳和总结了胶体有机质和颗粒有机质荧光分析的最新进展,并对今后在光谱分析与观测领域有待完善和突破的一些关键领域进行了展望。     

2016年夏季长江口及其邻近海域表层沉积物中有机质的分布特征与来源分析

2016年夏季,在长江口及其邻近海域采集了55个表层沉积物样品,通过分析样品的粒级组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)及其稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N)等相关指标,探讨了长江口邻近海域表层沉积物中有机质的空间分布特征、来源及环境指示意义。结果表明,有机质的空间分布与海域周边陆源有机质输入、沉积物粒径及海流影响密切相关,长江口外南侧海域和浙江外海泥质区是TOC、TN的高值区(TOC>0.5%,TN>0.08%),长江口北侧的砂质粉砂区为低值区(TOC<0.4%,TN<0.05%)。δ¹³C (-23.94～-20.49‰)与TOC/TN(6.45～11.16)的空间分布特征与数值范围显示,表层沉积物中有机质是海洋和陆地来源的混合;通过分析陆源有机碳的相对贡献率(f:13.00～58.45%)与海源有机碳(TOC_marine:0.12～0.55%)可知,陆海物质来源比例的变化与离岸距离及长江冲淡水的路径密切相关,海源有机质在123°E以东海域显著增加。δ¹⁵     

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。     

长江口及邻近海域有色溶解有机物的分布及河口混合行为的季节变化研究

于2019年3月、7月和10月对长江口及邻近海域有色溶解有机物(CDOM)的分布及河口混合行为进行分析研究。通过对盐度、吸收光谱斜率S_275～295、吸收系数a_CDOM(355)以及叶绿素a的分析发现,在河口内低盐度区,7月淡水流量大,陆源输入量最大,a_CDOM(355)值最高,3月CDOM来源主要受陆源输入和浮游植物生产活动的影响,a_CDOM(355)值较10月高;在口外高盐度区,3月和7月的a_CDOM(355)值相近,均低于10月,CDOM分布主要受浮游植物生产活动的影响。利用三维荧光光谱−平行因子分析方法共鉴定出4个荧光组分：类蛋白质组分C1(280/330 nm)、类腐殖质组分C2(300/350 nm)、类腐殖质组分C3(260/465 nm)和类腐殖质组分C4(320/410 nm)。在3月、7月及10月,4个荧光组分强度由长江口内到口外呈递减趋势,受陆源输入和浮游植物生产活动的影响,平均荧光强度的季节变化总体上来说,由大到小依次为7月、10月、3月。3个季节CDOM荧光组分均存在偏离理论稀释线的现象,说明CDOM的来源(陆源输入、沉积物再悬浮和现场生物活动)和去除(被颗粒物吸附、光降解和细菌降解)机制复杂多变,揭示了长江口区域CDOM在不同时空下的不保守混合行为。     

长江口及杭州湾邻近海域夏季表层海水中的溶解无机碳

根据2004年8月在长江口、杭州湾附近海域获得的调查资料对表层水中Ph值、总碱度和溶解无机碳的分布特征及其与环境参数的关系进行了研究,并由此得到了溶解无机碳的组成情况.结果表明,HCO3-、CO23-;和CO2(T)占溶解无机碳浓度百分比分别为80.33%～97.75%、0.61%～19.42%和0.25%～2.34%,平均值分别为(93.28±3.68)%、(5.58±4.03)%和(1.14±0.43)%.水文、浮游植物等对各参数的分布具有重要影响,但对不同参数的影响程度不同.     

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。     

Exudation and decomposition of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) from some temperate macroalgae

The quantity of chromophoric or coloured dissolved organic matter (CDOM) released by eleven species of intertidal and sub-tidal macroalgae commonly found on UK shores was investigated. The subsequent breakdown of CDOM was also measured by exposing collected CDOM samples to light and dark conditions for over two weeks. CDOM absorption properties were compared at a fixed wavelength of 440 nm and across two integrated wave - bands; UV-A (400–315 nm) and UV-B (315–280 nm). Absorption spectra of macroalgal CDOM samples were typically characterized by peaks and shoulders in the UV bands, features which were species specific. The spectral slope, derived using the log-linear method, proved to be very specific to the species and to the effect of light. Slope measurements ranged from 0.010 to 0.027 nm⁻¹, in the range of normal seawater values. Significantly more CDOM was produced by algae which were illuminated, providing evidence for a light driven exudation mechanism. Averaged across all species, exudation in the dark accounted for 63.7% of that in the light in the UV-B band. Interspecific differences in exudation rate encompassed an order of magnitude, with the highest absorption measurements attributable to brown algae. However, some brown algae produced considerably less CDOM (e.g. Pelvetia canaliculata), which were more comparable to the green and red species. Over an exposure time of 16 days, significant photochemical degradation of CDOM was observed using a natural summer sunlight regime, showing that natural solar radiation could be an important removal mechanism for newly produced algal CDOM. Though the most obvious effect was a decrease in absorption, photo-bleaching also caused a significant increase in the spectral slope parameter of 0.004 nm⁻¹.     

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。     

厦门湾有色溶解有机物的光吸收特性研究

研究了厦门湾九龙江河口区、西海域、同安湾及东侧水道海水中有色溶解有机物(CDOM)的光吸收特性,分析了CDOM的河口行为,并讨论了CDOM光吸收特性与其荧光性质之间的关系。结果表明,厦门湾表层海水CDOM光吸收系数a(355)的水平分布表现为河口区最高、东侧水道最低、西海域和同安湾介于两者之间,底层水a(355)的分布与表层基本相似,表明陆源河流输入是厦门湾CDOM的主要来源;a(355)的垂直分布为表层高于底层,主要受水文和生物因素控制。厦门湾表层水CDOM光谱斜率S的平均值介于0.014—0.018nm-1,但河口低盐度区S值较小,反映陆源腐殖质的影响。a(355)在河口混合中呈保守行为,表明CDOM具有良好的保守性质。CDOM的吸收系数a(355)与其荧光强度之间表现为较好的相关关系,指示可以用灵敏度更高的荧光方法来研究CDOM的分布和行为。     

长江口及邻近海域夏季溶解无机碳体系及其响应机制初探

根据2009年8月“908”项目长江口补充调查总碱度(TAlk)、溶解无机碳(DIC)、pH值、溶解氧(DO)和叶绿素a(Chla)等数据的分析结果显示,长江口及邻近东海海域夏季溶解无机碳(DIC)含量分布范围在1 647.1～2 236.9 μmol/dm3之间,平均值为2 031.2 μmol/dm3;空间分布为由...     

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...     

春季长江口及其邻近海域溶解有机物的分布、组成及降解行为研究

2021年3月对长江口及其邻近海域9个断面溶解氨基酸(THAA)、溶解有机碳(DOC)和溶解有机氮(DON)的分布和组成进行了调查研究。结果表明:THAA的浓度范围为1.24~4.71μmol/L,平均浓度为(2.61±0.85)μmol/L;DOC的浓度范围为118.17~450.58μmol/L,平均浓度为(149.73±33.34)μmol/L;DON的浓度范围为10.48~24.45μmol/L,平均浓度为(13.80±1.81)μmol/L。THAA、DOC和DON的水平分布表现出近岸高于远岸的特点,表明陆源输入对调查区域的THAA等分布有重要影响。而THAA与D-天门冬氨酸、D-谷氨酸、D-丝氨酸和D-丙氨酸的D/L比均呈显著负相关,与天门冬氨酸/β-丙氨酸(Asp/β-Ala)呈正相关,表明细菌活动是影响THAA浓度变化的重要因素。长江口及邻近海域的优势氨基酸为L型氨基酸,D型氨基酸和非蛋白型氨基酸的占比仅为7.34%。基于C/N比值分析,长江口及其邻近海域溶解有机物(DOM)的来源受到长江冲淡水和台湾暖流的共同影响。THAA-C%、THAA-N%、降解因子和反应活性指数表明:水平方向上盐度接近于0的淡水区域和盐度高于34的远海区域降解程度较高;垂直方向上随着深度的增加,有机物的降解程度逐渐升高。调查区域有机物的降解程度主要受到陆源输入和细菌活动的影响。     

养马岛附近海域藻华期间有色溶解有机质的生物可利用性研究

本研究利用吸收光谱和荧光激发-发射矩阵光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC),研究了养马岛附近海域海水中有色溶解有机质(CDOM)的浓度、组成、来源和生物可利用性,并估算了浮游植物生长繁殖对CDOM及具有生物可利用性CDOM的贡献。结果表明,表、底层海水中CDOM浓度(以吸收系数a₃₅₀计)平均值分别为1.62±0.42 m^-1和1.30±0.47 m^-1,光谱斜率(S_275-295)平均值分别为0.022±0.003 nm^-1和0.023±0.003 nm^-1。利用PARAFAC模型识别出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2、类酪氨酸C3和微生物源类腐殖酸C4。荧光指数(FIX)、腐殖化指数(HIX)和生物指数(BIX)显示,CDOM受陆源输入和海洋自生源的综合影响。降解实验结果显示,表、底层海水中生物可利用性CDOM百分比(%△a₃₅₀)平均值分别为(23.36%±17.94%)和(8.93%±20.30%)。C1、C2和C4组分的荧光强度在培养之后降低,而C3组分的荧光强度上升。各荧光组分生物可利用性依次递减的顺序为:%△C1(23.75%±8.96%)＞%△C4(20.83%±11.71%)＞%△C2(11.67%±38.87%)＞%△C3(-29.61%±39.90%),显示培养之后CDOM的平均分子量和腐殖化程度降低。表层海水中a₃₅₀、%△a350与Chl a之间存在显著线性相关关系,据此可以估算出浮游植物生长繁殖对CDOM的贡献为36.9%,对具有生物可利用性CDOM的贡献为85.0%。