EXAMINATION OF SILICATE LIMITATION OF PRIMARY PRODUCTION IN JIAOZHOU BAY, CHINA I. SILICATE BEING A LIMITING FACTOR OF PHYTOPLANKTON PRIMARY PRODUCTION

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｔａｃｈｅｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｍａｒｉｎｅｏｒｇａｎｉｓｍｓａｎｄｉｎｔｈｅｍａｒｉｎｅｆｏｏｄｃｈａｉｎ .Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｍａｒｉｎｅｗａｔｅｒｓｉｓｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅｆｏｒｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｏｃｅａｎ’ｓｌｉｖｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓ.Ｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｍａｒｉｎ…     

生物硅的测定及其生物地球化学意义

生物硅（BSi）指用化学方法测定的沉积物中的无定形硅含量。生物硅的含量与水体中初级生产息息相关。硅藻、放射虫、海绵骨针和硅鞭毛虫产生的生物硅是地球化学和古海洋学研究的重要参数。重点讨论了目前生物硅测定方法中的化学提取法，评述了提取过程中存在的一些问题，并对BSi测定的生物地球化学意义进行了讨论。     

长江口外颗粒有机碳及光合色素在不同溶氧水平下早期降解速率研究

有机质降解是低氧形成的重要原因.长江口外的低氧近几十年来日趋恶化,引起了大量学者关注,但现场有机质降解及相关的耗氧速率还鲜见报道.本研究通过人工控制体系溶氧(DO)水平,于2006年10月在曾经出现低氧的长江口外近海进行现场有机质降解培养实验,以模拟有机质在沉降进入近底层水后早期(9天)内的生物地球化学过程,估算有机碳降解速率和耗氧速率.培养实验表明,有机质在几天内即可出现明显的降解,并伴随体系pH的下降和细菌、病毒的增加.体系溶氧对有机碳(POC)降解速率影响较大,POC在DO＞95％条件下的降解速率是DO＜50％条件下的5倍,分别为1.5 mmol/(m3·d)和0.3 mmol/(m3·d).光合色素岩藻黄素(FUCO)和叶绿素a(Chla)含量在9天内呈指数下降,其中80％的FUCO在9天内发生了降解.指数方程能较好地实现对观测数据的拟合,结果表明Chl a的半衰期为3-4天.不同溶氧条件下的结果表明低溶氧条件(DO＜50％)下浮游植物更容易成为降解有机质的来源.根据POC降解速率估算得到长江口外溶氧消耗速率分别为82-91 mmol/(m2·d)(DO＞95％条件)和27-30 mmol/(m2·d)(DO＜50％条件),远高于深海氧通量和表层50 m南海的氧消耗通量;以此耗氧速率为基础,估算得到长江口外层化形成至发育出低氧的时间为50-150天.     

黄河下游营养盐浓度、入海通量月变化及“人造洪峰”的影响

于2009年至2011年在黄河下游采集溶解及颗粒态营养盐样品,分析了黄河下游各形态营养盐的浓度变化及营养盐入海通量,结果表明各形态氮的浓度多呈丰水期低、枯水期高,溶解无机氮是溶解态氮的主要存在形式;受黄河高悬浮颗粒物含量的影响,磷以颗粒态占绝对优势,而溶解态磷以溶解无机磷为主要存在形态;生物硅的含量平均约占硅酸盐与生物硅之和的20％,硅的浓度丰水期高于枯水期.颗粒态磷与生物硅的含量与悬浮颗粒物含量呈正相关.营养盐的组成具有高氮磷比、高硅磷比、低硅氮比的特点.近年来黄河下游溶解无机氮浓度显著升高而溶解无机磷变化不大,硅酸盐的浓度有所下降.黄河下游水沙通量、营养盐入海通量有明显的季节变化,丰水期占全年总入海通量的42％～84％.调水调沙期间,各营养盐的浓度和组成均有明显变化,氮的浓度、DIN/PO4-P下降,磷与硅的浓度、SiO3-Si/DIN、SiO3-Si/PO4-P升高,颗粒态营养盐的比例明显增加.短期内大量水沙及营养盐入海通量对黄河口及渤海生态系统产生重要影响.     

红树林间隙水溶解态陆源有机质的光降解和生物降解行为分析

红树林输送的溶解态陆源有机质是海洋中陆源有机质的主要来源之一,对其光降解和生物降解过程的研究有助于进一步了解红树林生态系统输出的有机质在近岸的归宿以及对近岸水体生物地球化学过程的影响,因此于2010年4月在海南省清澜港红树林采集间隙水,并进行了光降解和生物降解培养实验。分析了光培养(光降解)和暗培养过程(生物降解)中溶解态有机碳(DOC)、细菌以及溶解态木质素等的变化。结果显示经历128 d的暗培养后,DOC由初始的2 216 μmol/L下降至718 μmol/L,表明红树林间隙水的生物可利用性约为70%左右;经历11 d的自然光照后,DOC下降至800 μmol/L。木质素在光降解过程中的移除速率(-0.132 d-1)远高于生物降解过程(-0.008 d-1)。光培养中,木质素的下降速率高于总体DOC。不同系列溶解态木质素的下降速率不同,随着培养的进行,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的比值(S/V)呈下降趋势,而V系列的酸醛比值((Ad/Al)v)呈上升的趋势。对比光培养和暗培养过程中DOC和木质素的变化可以得出生物消耗是引起红树林间隙水DOC从水体中移除的主要因素;而光照则是陆源有机质从水体中移除的主要因素;光培养和暗培养过程中细菌变化的差异表明光照可以促进细菌对溶解态有机碳的利用。与其他地区比较发现,海南红树林间隙水的光降解速率与热带河流(刚果河)相近,高于温带密西西比河流,降解过程中各参数的变化[S/V和(Ad/Al)v]与其他区域接近。     

胶州湾中溶解态铝的初步研究

本文利用改进的铝-荧光镓(Al-LMG)荧光光度法测定了2001年夏季和秋季胶州湾水样中的痕量溶解态铝,分析了夏、秋季胶州湾内溶解态铝的分布及其影响因素,在此基础上讨论了胶州湾中悬浮颗粒物对溶解态铝的贡献,并进一步探讨了溶解态铝在研究水团运动中的作用。计算了河流输入、大气干、湿沉降向胶州湾中溶解态铝的输送,及湾内外交换对胶州湾内溶解态铝的影响和胶州湾铝的存留时间。     

黄河下游营养盐浓度月际变化及其对水库泄洪事件的响应

根据2017年12月—2019年12月和2018年小浪底水库泄洪期间对黄河下游营养盐的月观测和日观测,系统的分析了黄河下游溶解态营养盐浓度、组成和通量变化。结果表明,除DON(溶解有机氮)、DSi(溶解态硅)和DIP(溶解无机磷)外,其他各溶解态营养盐浓度均呈丰水期低、枯水期高的特点。在观测期间,DSi/DIN(溶解态硅/溶解无机氮)比值月变化呈升高趋势,而DIN/DIP和DSi/DIP比值呈降低的趋势,可能与近年来黄河流域生态环境变化有关。水库泄洪期间DIN和DSi浓度升高,主要与水库下泄高浓度营养盐水体和大径流冲刷沿岸土壤导致营养盐释放进黄河水体有关;DIP和DOP(溶解有机磷)浓度降低,主要受到大径流稀释和悬浮颗粒物吸附作用的影响。水库泄洪期间DSi/DIP与DSi/DIN比值增加,而根据水体富营养化潜力指标(ICEP)显示,水库泄洪的年份P-ICEP和N-ICEP均高于非水库泄洪的年份数倍,进一步证明水库泄洪事件会加剧营养盐失衡,潜在影响黄河口及其邻近海域浮游植物群落结构。2018年水库水沙调控期间输送了全年各项营养盐入海通量的13%～25%,在全年营养盐输送通量中扮演重要的角...     

Oxygen depletion off the Changjiang (Yangtze River) Estuary

In a survey on the Yellow Sea and the East China Sea on August 20-30 of 1999, we found a hypoxic zone (<2 mg/L) of 13700 km² with an average thickness of 20m at the bottom of the Changjiang (Yangtze River) Estuary, with an oxygen minimum value of 1 mg/L. The extension of the dissolved oxygen deficiency extended to the 100m isobath in a southeastward direction along the bottom of the continental shelf of the East China Sea. During the last two decades, the minimum dissolved oxygen values in the low oxygen region of the Changjiang Estuary have decreased from 2.85 mg/L to 1 mg/L. In the hypoxic zone, the apparent oxygen utilization (AOU) was 5.8 mg/L and the total oxygen depletion approximately 1.59 × 10⁶t. The strong halocline above the hypoxic zone, as a result of affluent water from the Changjiang, Taiwan Warm Current (TWC), and the high concentrations of particle organic carbon (POC) and nitrogen (PON) are the major factors causing the formation of the hypoxic zone. The POC: PON ratios and nutrient concentration distributions in the hypoxic zone suggest that the oxygen deficiency in the bottom water during the summer in the East China Sea off the Changjiang is the result of organic carbon production enhanced by nutrients from the Changjiang and fluvial organic matter input, followed by a shift in regeneration of nutrients in the East China Sea.     

氢氧化镁共沉淀测定低浓度磷方法在东海赤潮高发区的应用

2003年5月将Karl and Tien(1992)提出的Mg(OH)2共沉淀方法应用于东海赤潮高发区水体中磷酸盐的调查。本实验条件下方法的检测限为0.004μmol/L。将该方法与传统的磷钼兰方法进行对比,常规磷钼兰法高于共沉淀法。说明水体中可能存在大量酸性条件下不稳定的磷化合物,且其不能被Mg(OH)2共沉淀,如1-磷酸核糖。此时,共沉淀法的测定值更接近水体中真实的正磷酸盐含量。共沉淀法可为赤潮爆发过程中低磷阶段的样品分析提供较可靠数据。用共沉淀法提供的测定数据分析赤潮爆发过程中水体中磷酸盐的变化,长江口磷酸盐总的分布趋势是沿岸含量较高,向外海逐渐递减。赤潮爆发过程中,随着赤潮藻类增殖,水体中磷酸盐被大量消耗,表层磷酸盐浓度迅速降低;赤潮消亡阶段,表层水体磷酸盐浓度逐渐回升,而底层由于藻类死亡后逐渐沉降磷酸盐浓度升高。     

长江口邻近陆架区表层沉积物的木质素分布和有机物来源分析

对长江口邻近陆架区表层沉积物的有机物进行碳、氮元素、碳稳定同位素和木质素测定,以分析其物质来源,特别是陆源有机物的迁移埋藏。结果表明,碳与氮含量的比值为6.2~7.7,δ13C为-19.9×10-3~-22.4×10-3。8种木质素酚单位的总含量(相对于总有机碳)为0.15×10-2~1.56×10-2mg/mg,显著低于长江口门处的2.50×10-2mg/mg。香草基酚类的酸醛比平均值为0.90,表明该海区的陆源有机物是高度降解的;紫丁香级酚类与香草基酚类的含量之比为(0.78±0.35),肉桂基酚类与香草基酚类的含量之比为(0.13±0.08),表明这些陆源有机物源于草本和木本混合的被子植物。31.5°N以南站位木质素的降解程度比北部的高,草本植物源的贡献更大,被子植物的主导优势也更明显;长江输入的有机物以沿岸堆积为主,具有显著的离岸降低趋势。在31.5°N以北的陆架区,虽然近岸站位陆源有机物的贡献显著高于其他站位,但其他站位并没有离岸递减趋势。这种南北分布差别可能是由海流条件和水深梯度的差异引起的。计算结果显示,该海区表层沉积物中的陆源有机物占总有机物的5%~57%,且主要来自土壤有机质。