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。     

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。     

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。     

胶州湾海水营养盐的分布及潜在性富营养化研究

根据2009年5、8、10月胶州湾海区3个航次海水营养盐的调查资料,分析了该海区海水营养盐的分布特征和时空变化,利用潜在富营养化评价模式评价水质营养状况。结果表明,溶解无机氮、活性磷酸盐以及活性硅酸盐的年均含量分别为0.335、0.028和0.725 mg/L,NO3-N是DIN的主要组成部分,占溶解无机氮含量的71.6%;8月营养盐含量高于5月和10月,营养盐的空间分布从东部河口区和北部养殖区两个高含量区向湾中心和湾口呈逐步递减之势;DIN∶P,Si∶DIN和Si∶P的比值年平均分别为53.9,2.03和57.7,活性磷酸盐为限制因素,胶州湾海域处于磷中等限制-磷限制潜在性富营养化,楼山河口和李村河口为中度营养-富营养,一旦有外界磷大量输入可能发生赤潮。     

2010年夏、秋季胶州湾浮游动物对表层海水中DMS分布的影响

于2010年7~11月对胶州湾夏、秋季浮游动物种类和丰度进行现场调查,并分析讨论了胶州湾夏、秋季浮游动物丰度的水平分布与环境因子(温度、盐度、水深、叶绿素a)和二甲基硫(DMS)、溶解态β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSPd)、颗粒态β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSPp)的相关性。结果表明,胶州湾浮游动物丰度分布不均匀,8月湾内西部沿岸海域C1站位出现调查期间的动物丰度最大值(656.1ind/m3),最小值(1.492ind/m3)出现在10月胶州湾东北部的A2站位。浮游动物丰度具有明显的季节变化,秋季浮游动物丰度低于夏季浮游动物丰度。浮游动物丰度与盐度、叶绿素a含量、细菌生物量的相关性不明显,2010年10月浮游动物丰度与DMS呈显著正相关(P0.05),11月的浮游动物丰度与DMSPp呈显著正相关(P0.05),其它月份(7、8、9月)的浮游动物丰度与DMS、DMSPd、DMSPp浓度的相关性均不明显。由于浮游动物摄食活动对DMS释放的影响受多种因素的制约,因此浮游动物与DMS的相互作用需要进一步研究。     

胶州湾海水中阴离子表面活性剂的含量及分布

根据2003年5月和8月对胶州湾进行的两次现场调查，采用亚甲基蓝分光光度法测定了该海域海水中阴离子表面活性剂含量并初步分析了其分布特点。结果表明，2003年5月胶州湾全湾表层海水中阴离子表面活性剂平均浓度为12．6μg／L，略高于8月份(10．3μg／L)；各站位含量有变化，河口及邻近海域站位高于其他站位；表层海水含量高于底层海水。     

2011年夏季胶州湾表层溶解有机物荧光特征的时空变化

利用三维荧光光谱技术(EEMs)结合平行因子分析(PARAFAC)的方法,对2011年8月至9月胶州湾表层海水溶解有机物荧光特征的时间与空间变化进行了研究。PARAFAC模型共鉴别出四个荧光组分:类蛋白质荧光组分(C1),陆源类腐殖质荧光组分(C2,C4)和海源类腐殖质荧光组分(C3)。类蛋白组分在调查期间的荧光强度最强(0.14±0.06),其余三个组分荧光强度相近(0.07±0.02,0.09±0.02,0.05±0.02)。这四种组分在8月下旬多雨期和9月上旬受径流影响的时期荧光强度较高,在9月下旬雨季影响消退后荧光强度显著降低。研究表明各组分荧光强度总体上与叶绿素a浓度显著正相关,与盐度负相关,说明胶州湾夏季FDOM浓度主要受降雨引发的生物活动影响。     

夏季东海西部表层海水中的pCO_2及海-气界面通量

根据 2 0 0 1年夏季长江口及东海西部海域表层海水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 ,对该海域pCO2 分布和变化的重要影响因素进行了探讨。结果表明 ,长江冲淡水是造成东海西部海域表层海水pCO2 分布不均匀的主要原因。利用Wan ninkhof( 1 992 )提出的通量模式计算 ,长江口口门附近海域和浙江近岸海域为CO2 的源区 ,1 2 3°E以东的调查海域表现为大气CO2 的汇 ,尤其是以 1 2 3°E ,32°N为中心 ,存在着一个极强的大气CO2 汇区。就整个东海西部海域而言 ,夏季可从大气净吸收 1 5 3× 1 0 4 tC。     

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。     

北部湾东北部春、夏季表层海水CO2分压的24 h变化及其调控机制研究

周日观测对掌握近海碳酸盐体系变化和海-气CO₂交换过程是必要的,有助于降低碳源汇评估的不确定性。针对北部湾东北部的英罗湾-安铺港海域,于2018年4月和8月利用24 h定点逐时采样观测了该区域表层海水碳酸盐体系及相关要素,分析了春、夏季的表层海水CO₂分压(p CO₂)24 h逐时变化规律及其调控因子。观测结果表明,春、夏季p CO₂变化范围分别为530～628μatm和427～748μatm,平均海-气CO2通量分别为(1.7±0.8)mmol/(m²·d)和(1.2±0.8)mmol/(m²·d),均表现为大气CO₂的弱源。其中春季p CO₂ 24 h逐时变化受温度的影响相比夏季更显著,而夏季p CO₂对潮汐作用以及区域内沿岸河流、地下水等淡水汇入引起的生物生产和呼吸代谢过程增强的响应更明显。海水升温主导了春季区域表层高p CO₂的形成,夏季咸淡水的物理混合过程中增...     

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.     

冬季北黄海表层海水pCO2分布及其影响因素探讨

根据2006年12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:冬季北黄海表层海水pCO2测值在203～683 μatm之间,平均值为408 μatm.辽南沿岸流及其影响区域是大气CO2汇区;山东半岛以北沿岸,122°E以西受渤海环流输送,黄河悬浮颗粒物影响的高浑浊度区域是大气CO2的一个强源区(最高值达到683 μatm);而占据北黄海大部的黄海混合水以及北黄海整体上是大气CO2的弱源.冬季北黄海表层海水pCO2分布主要受控于海水温度、碳酸盐体系平衡和生物活动,即温度越高pCO2越高、DIC 越高pCO2越高、叶绿素含量越高pCO2越低.其中辽南沿岸流及其影响区域生物活动的影响最为显著.而山东半岛以北沿岸的高浑浊度区域水体性质具有特殊性,较高的 pCO2受控于高的DIC浓度以及陆岸的影响.     

Dissolved inorganic carbon and CO2 fluxes across Jiaozhou Bay air-water interface

On the basis of data collected in the Jiaozhou Bay in June and July 2003, the DIC distribution in seawater is studied,and an average air-sea flux of CO2 is estimated. The results show that the content of DIC inside the bay is markedly higher than outside the bay in June, but the content of DIC outside the bay is markedly higher than inside the bay in July. The trend of DIC distribution inside the bay is similar, viz. the content is the maximum in the northeast, then decreases gradually toward the west, and the content is the minimum in the west. The total trend of vertical distribution is to increase gradually from surface to bottom. This characteristic of DIC distribution is determined by Jiaozhou Bay hydrology and there is a close relation between DIC and particulate N,P. Average CO2 flux across the source for atmospheric CO2 in June and July, and the total CO2 flux from seawater into atmosphere is about 740 t in June and 969 t in July.     

Dissolved inorganic carbon and CO2 fluxes across Jiaozhou Bay air-water interface

On the basis of data collected in the Jiaozhou Bay in June and July 2003, the DIC distribution in seawater is studied,and an average air-sea flux of CO2 is estimated. The results show that the content of DIC inside the bay is markedly higher than outside the bay in June, but the contem of DIC outside the bay is markedly higher than inside the bay in July. The trend of DIC distribution inside the bay is similar, viz. the content is the maximum in the northeast, then decreases gradually toward the west, and the content is the minimum in the west. The total trend of vertical distribution is to increase gradually from surface to bottom. This characteristic of DIC distribution is determined by Jiaozhou Bay hydrology and there is a close relation between DIC and particulate N.P. Average CO2 flux across the air-sea interface is 0.55 mol/(m^2.a) in June and 0.72 mol/(m^2.a) in July. Jiaozhou Bay is considered as a net annual source for atmospheric CO2 in June and July, and the total CO2 flux from seawater into atmosphere is about 740 t in June and 969 t in July.     

胶州湾秋季文石饱和度分布及控制因素分析

基于2017-10-18航次在胶州湾调查获取的水文、碳化学和叶绿素a(Chl a)等数据与资料,分析了秋季该海域文石饱和度(Ω_arag(现场))的分布状况,探讨了影响其空间分布的主要控制因素。结果显示,秋季航次期间胶州湾表层Ω_arag(现场)为1.85～2.57,平均值为(2.20±0.24);其分布具有较大的空间差异,低值位于湾的西部和东北部(<2.05),高值位于湾口(>2.45),总体上呈现出由湾口向湾顶逐步降低的趋势。除了通过分析Ω_arag(现场)与温度、盐度和Chl a的相关性来定性确定Ω_arag(现场)的主控因素外,我们还通过引入总碱度与溶解无机碳的差值作为Ω_arag(现场)的指征参数,定量确定了影响Ω_arag(现场)空间分布的主要过程及其贡献。研究发现,陆源输入是影响胶州湾秋季Ω_arag(现场)空间分布的最重要因素(>50%),而温度和生物过程的影响相对较小。     

胶州湾营养盐及富营养化特征

根据2003—2004年在胶州湾的调查资料,探讨了该湾营养盐及其富营养化状态。通过spss12.0统计分析营养盐和各理化因子之间的两两相关性,认为溶解无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐之间有一定程度相似的生物地球化学过程,且外源性营养盐是其主要的来源。频数分析显示,胶州湾硅酸盐浓度控制了SiO3-Si/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比例,此二者多数情况下小于其各自的化学计量平衡。冬季营养盐和叶绿素a的消长关系及浮游植物赤潮优势种数量变化分析说明,硅酸盐的含量对调查海域赤潮的发生发展和消退起着重要的控制作用。这些表明,SiO3-Si是胶州湾浮游植物生长的潜在限制因子,特别是冬季。利用Matlab建立了人工神经网络富营养化评价模型,结果认为带有SiO3-Si因子的评价结果更好地反映了胶州湾的富营养化状况。     

胶州湾夏季盐度长期输运机制分析

依据在胶州湾2009年夏季航次获得的21个站位温盐同步观测资料,在普林斯顿海洋模式的基础上建立了只考虑M2分潮的诊断斜压模式。基于模拟结果以单宽通量机制分解法,定量分析了胶州湾盐度长期输运机制,并通过设计实验讨论了漫滩、斜压以及风对盐度长期输运的影响。与以往在河口区的研究不同,胶州湾水体长期输运在盐度长期输运各分解项中占主导,潮泵与垂向切变输运作用较弱,水盐长期输运分离现象并不显著。漫滩能够较大的促进水体输运和潮泵输运作用,斜压使得垂向切变输运得到加强,促进了水盐长期输运的分离,而风削弱了垂向切变输运作用,抑制了其分离。本研究定量给出了胶州湾水体和盐度长期输运的特征。     

胶州湾水域有机农药六六六分布及迁移

根据1979年的胶州湾水域调查资料,分析有机农药六六六（HCH）在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。分析结果表明,在一年中,胶州湾水域夏季HCH的污染严重,而春、秋季污染较轻。在时空分布上,春、夏、秋季整个胶州湾水域的HCH水平分布比较均匀,属于面污染源。HCH的表、底层含量都相近,水体的垂直分布均匀。整个胶州湾水域,春季HCH含量增加,夏季迭到高峰5．393～12．480μg／L,秋季降低到低值0．073～0．685μg／L,这与胶州湾的入湾河流的流量变化相一致。因此认为,农药HCH的使用导致胶州湾水域HCH含量的变化。