黄、渤海海水碳酸盐体系的特征与影响因素研究

摘要

陆架边缘海是联系大陆与海洋的纽带，对大洋碳及其它化学要素的生物地球化学循环发挥着重要的作用，是国际海洋学界科研工作者研究的难点和热点。黄、渤海作为中国北部的陆架边缘海，对其海水碳酸盐体系各参数的分布及影响因素的研究是非常有必要的。本文根据2013年11月黄渤海共享航次的调查资料及现场用NBS和总氢离子浓度两种标度实测的pH值，并在陆地实验室完成溶解无机碳(DIC)、总碱度(TA)及溶解态钙的测定，结合水文、化学等要素的观测资料，利用CO2SYS软件计算了碳酸盐体系的其它参数，分析了碳酸盐体系相关参数的水平及断面分布特征，根据碳酸盐体系参数与物理、化学等要素的关系，进一步探讨了物理、化学和生物等因素对渤、黄海海水碳酸盐体系的影响。
　　结果显示渤海和黄海有一定的区域差异，海水碳酸盐体系各参数的分布具有不均匀性。渤海表层海水pH(NBS)在8.03～8.26之间，TA在2.436～2.614 mmol/L之间，DIC在2.115～2.434 mmol/L之间;由于海水混合，碳酸盐各参数在垂直方向混合较均匀。黄海表层海水pH在8.06～8.26之间，TA在2.311～2.428 mmol/L之间，DIC在1.986～2.320 mmol/L之间;30m以上海水碳酸盐各参数分布较均匀，30 m以深层化现象明显，随深度增加，pH降低，而TA和DIC则升高。
　　调查海域海水溶解态钙离子可采用公式Ca2+(mmol/kg)=CA/2+Φ×(S/1.80655)来表征Ca2+与CA的关系。Φ值在0.460～0.478之间，大多数Φ值在0.461～0.469之间（占75％）。黄渤海表层海水方解石饱和度(Ω方)在2.25～4.47之间，文石饱和度(Ω(h))在1.41～2.75之间。表层海水pCO2的计算值在239～414μatm之间，平均值为328μatm。除了鲁北沿岸流及长江入海口附近的小部分海域是大气CO2的源以外，观测海区整体为大气CO2的弱汇。
　　由于黄河输入的影响，渤海表层海水TA和DIC是调查海域最高的。受苏北沿岸废黄河口的影响，南黄海表层海水TA和DIC都较高;近长江口站点10m左右TA和SA有小范围的梯度变化，但影响程度远低于黄河向渤海的输入。北黄海受到渤海和南黄海水交换及鸭绿江淡水输入的影响，海水TA、DIC整体上最低。
　　北黄海西南部小范围海域及南黄海观测区域34°N至37°N、123°E至124°E较大范围内50m以深存在冷水团，由于水垂直交换受阻和来自真光层的有机物分解，冷水团具有低pH、高pCO2的特点，且南黄海冷水团中SA具有外海水的特征。虽然调查时间为秋末，但生物作用对渤海和黄海碳酸盐体系也有一定的影响。

目录

声明

摘要

0 前言

1 文献综述

1．1 研究背景

1．1．1 全球变化与二氧化碳

1．1．2 中国面临的挑战

1．2 全球碳循环研究

1．3 陆架边缘海碳循环研究

1．4 陆架边缘海碳循环研究意义

1．5 海水碳酸盐体系

1．6 陆架边缘海碳酸盐体系分布的影响因素

1．6．1 温度和盐度的影响

1．6．2 生物活动的影响

1．6．3 海洋环流的影响

1．6．4 河流输入的影响

1．7 本文研究内容和目的

1．7．1 主要研宄内容

1．7．2 主要研究目的

2 海洋观测、采样与实验部分

2．1 研究海域概况

2．2 样品的采集与处理

2．3 主要试剂和仪器

2．3．1 主要试剂

2．3．2 主要仪器

2．4 碳酸盐体系相关参数的测定

2．4．1 pH的测定

2．4．2 溶解无机碳的测定

2．4．3 总碱度的测定

2．4．4 溶解态钙离子的测定

2．4．5 碳酸盐体系其它参数的计算

3 黄、渤海秋季海水碳酸盐体系的分布及特征

3．1 秋季黄渤海温度和盐度的分布

3．1．1 秋季黄渤海温度和盐度的水平分布

3．1．2 秋季黄渤海温度和盐度的垂直分布

3．2 海水碳酸盐体系各参数的平面分布

3．2．1 海水pH

3．2．2 海水总碱度

3．2．3 溶解无机碳

3．2．4 海水二氧化碳分压

3．2．5 海水中的溶解态钙离子

3．2．6 碳酸钙饱和度

3．3 小结

4 黄、渤海秋季海水碳酸盐体系的影响因素分析

4．1 断面分布与影响因素分析

4．1．1 P断面：黄河输入对渤海海水碳酸盐体系的影响

4．1．2 鲁北沿岸“断面”：高碳酸盐特征及其变化

4．1．3 J断面：北黄海海水碳酸盐体系特征分析

4．1．4 G和E断面：南黄海海水碳酸盐体系的特征

4．1．5 A断面：来自长江输入的影响辨析

4．2 碳酸盐体系参数与物理化学要素的关系

4．2．1 表层海水pH与相关要素的关系

4．2．2 表层海水TA与相关要素的关系

4．2．3 冷水团碳酸盐体系参数与其它要素的关系

4．3 小结

5 总结

参考文献

致谢

个人简历

硕士研究生在读期间发表论文情况