南海北部及珠江口溶解无机碳的稳定同位素地球化学特征

摘要

本研究基于稳定碳同位素分析方法，首次建立了南海北部及珠江口相对系统的溶解无机碳(DIC)δ13CDIC值资料数据库，通过对南海北部及珠江口δ13CDIC值特征的分析，进而初步探讨南海北部及珠江口碳循环研究中的δ13CDIC指标的应用，本研究报告得出以下主要结论： 在外海水域，δ13CDIC主要受控于生物泵和机械泵。表层海水光合作用将溶解无机碳(DIC)转化为有机碳，光合作用优先取走了DIC中的12C，其合成的有机碳的δ13C值要比海水中DIC的δ13C值低得多，因而使得δ13CDIC偏正；随着水深增加，光合作用的影响逐渐减弱，受重力作用沉降的部分有机碳又重新降解为富12C无机碳，使得δ13CDIC逐渐偏负。2004年2月份航次南海北部δ13CDIC值变化范围在-0.157-0.919‰之间，2004年7月份航次南海北部δ13CDIC值变化范围在-0.112-0.843‰之间，两个航次的δ13CDIC值随深度的垂直分布特征总的趋势为随深度增加δ13CDIC值逐渐减小。不同断面各站位的δ13CDIC值垂直分布在200m以上层位不存在明显的差异，同一断面的不同站位δ13CDIC值也没有规律性的变化。 海洋初级生产力直接与光合作用合成有机质的量一致，而光合作用是影响上层海水δ13CDIC值变化的主导因素。2004年2月份和7月份航次南海北部200m以上层位δ13CDIC值实测范围在0-0.9‰之间，上层海水δ13CDIC值比其它海域明显偏低，与南海北部低初级生产力一致。 2004年2月份和7月份航次南海北部A、B、C和D断面各站位100m以上层位海水因光合作用导致的δ13CDIC值变化对PO4浓度基本没有影响，δ13CDIC值与NO3+NO2浓度则存在一定程度的反相关关系，表明有机质的合成导致δ13CDIC值升高的同时，NO3+NO2浓度的消耗速率要大于PO4浓度的变化速率，可大致判断对初级生产力的贡献，氮(N)可能是限制因素。 在河口水域，溶解无机碳δ13CDIC值主要受控于贫13C的陆源无机碳的输入和对有机碳现场降解的响应，海气交换、光合作用等引起的同位素分馏对δ13CDIC的影响所占比例相对不大，因而总的变化趋势为受陆源影响越大(盐度越小)，δ13CDIC值越偏负。2004年2月份航次珠江口P1-P23站位表层水δ13CDIC值变化范围在-8.590-0.199‰之问；2005年1月份航次珠江口H001-H043站位表层水δ13CDIC值变化范围在-10.660--0.241‰之问，两个航次样品的δ13CDIC值与盐度的正相关关系非常一致。各站位不同层位的水样的δ13CDIC值也仅对应于所在层位的盐度，与不同层位的深度无直接相关。 浮游植物进行光合作用生长所利用的碳源是水体中的溶解无机碳(DIC)，因此，水体中的溶解无机碳的δ13CDIC值直接影响浮游植物光合作用产物的δ13C值，2004年2月份航次珠江口δ13CDIC与δ13CPhytoplankon值有很好的线性关系。颗粒有机质δ13CPOM与溶解无机碳δ13CDIC的关系比δ13CPhytoplankon与δ13CDIC的关系复杂，对比珠江口δ13CDIC值与δ13CPOM值，总体上成正相关关系，但是数据间的相关性要低于13CPhytoplankon值与δ13CDIC值的对应关系，说明了陆源有机质或人为有机污染物信号在δ13CPOM值上的叠加。

目录

文摘

英文文摘

序言

第一章绪论

第一节研究综述

第二节选题依据与研究意义

第二章研究区域概况及样品采集

第一节南海北部区域概况

第二节珠江口区域概况

第三节样品采集

第三章样品处理与分析

第一节稳定碳同位素分析

第二节其它处理和分析项目

第四章南海北部DIC稳定同位素地球化学特征

第一节南海北部δ13CDIC值分布

第二节南海北部碳循环研究中的δ13CDIC指标

第三节小结

第五章珠江口DIC稳定同位素地球化学特征

第一节珠江口δ13CDIC值分布

第二节珠江口碳循环研究中的δ13CDIC指标

第三节小结

第六章结论

参考文献

致谢

个人简历和发表论文

附表