长江口和东海陆架悬浮颗粒态硅的研究

摘要

悬浮颗粒态生物硅(Palticulate Biogenic Silica，PBSi)主要是由硅藻产生，其含量与分布受多种因素的影响。研究颗粒态硅对认识全球Si循环具有重要意义。东海水文特征复杂，主要受以长江冲淡水为主的陆源输入、台湾暖流、黑潮的影响，为了解影响东海PBSi含量与分布的因素，本文分别于夏季(2003年9月)、秋季(2006年11-12月)和冬季(2007年2-3月)对东海；2006年6月、8月、10月对长江口及邻近海域进行了采样调查，主要研究结果如下：
　　 1.在长江口及邻近海域，调查期间三个月份PBSi含量呈10月>8月>6月的趋势，这可能是因为10月和8月研究海域硅藻细胞密度高于6月，所以6月PBSi含量最低，10月PBSi含量较高可能是由于10月水体表底层混合剧烈引起沉积物再悬浮，从而增加单位水体中的PBSi含量。6月和8月表层PBSi含量高于底层，10月表层PBSi含量较底层低。成岩硅(Lithogenic Silica，LSi)含量10月>6月>8月，底层含量均高于表层。
　　 在东海陆架海域，夏季表层PBSi含量(0.01-6.39μmol/L)低于底层含量(0.24-9.53μmol/L)。LSi底层含量高于表层，水体中Si主要以成岩硅为主，占总硅含量的50％以上。秋季PBSi含量表层(0.03-4.61 mol/L)略高于底层(0.01-4.60μmol/L)，而冬季PBSi表层含量(0.01-0.75μmol/L)远低于底层(0.002-6.98μmol/L)。表层PBSi含量夏季>秋季>冬季。可能是由夏季至冬季，陆源输入减少的缘故。PBSi和LSi含量表现为近岸高，远岸低。近岸受陆源淡水输入的影响，含量较高。冬季表层PBSi、LSi和悬浮颗粒物(Suspended particulatematter，SPM)含量约为秋季的一半，可能由于陆源输入减少的缘故，而底层含量远高于秋季，可能由于冬季水体混合剧烈，底层沉积物再悬浮剧烈导致的。三个季节LSi占颗粒物中总Si(PBSi+LSi)含量的绝大部分，说明颗粒物中矿物成分较多。
　　 2.颗粒态硅受多种因素的影响。颗粒态硅与SPM显著正相关，其中陆架区颗粒态硅与SPM的相关性系数较长江口及邻近海域高，且LSi与SPM的相关性系数较PBSi与SPM的高，可能是由于影响PBSi的因素较多较复杂。以长江口及邻近海域为例分析了PBSi与各因素之间的关系：由于6月浮游植物中甲藻占优势，硅藻次之，PBSi与盐度、Chla、POC以及表层PBSi与DO均无明显相关性。而8月和10月由于硅藻在浮游植物中占优势，PBSi与盐度呈显著负相关关系，而PBSi与Chlα、POC表层AOP以及底层AOU均呈显著正相关关系。这说明PBSi的含量及分布受浮游植物中硅藻细胞丰度的影响。
　　 3.利用SPM中的矿物元素LSi作为示踪因子，研究长江冲淡水对东海陆架的影响。2003年夏季CDW主要影响离长江口较近的海域，与2002年相比，CDW对P12站位贡献百分比减小可能是由于2003年长江三峡水库开始蓄水，长江径流量的减小的缘故。2006年秋季CDW对东海陆架的贡献最小，也可能是由于2006年是长江特枯年，径流量较往年平均值降低明显，另外，一年中11-12月较9月而言，长江径流量也是少的，所以2006年秋季CDW对陆架的贡献很小。