东海近岸海域溶解态碳和氮的分布变化特征

摘要

东海近岸海域集中了陆架边缘海的各种典型特征，并且是典型的赤潮多发海域，碳、氮是浮游生物必不可少的生源要素，对其生物地球化学行为的研究，可以为探讨东海赤潮的发生机制提供重要的的参数，对正确估价陆架边缘海在全球碳循环中的作用也具有重要意义。
　　 于2011年春季硅藻、甲藻赤潮爆发时期进行连续观测，根据溶解有机碳、溶解无机碳和溶解有机氮数据，综合应用多种参数反映研究区域内碳、氮分布的时空变化及其控制因素，并对溶解有机物的C/N比值进行讨论。主要研究结果如下：
　　 调查海域DOC总体呈近岸高、远海低的分布趋势，和盐度呈较好的负相关，陆源输入影响显著；赤潮发生的海域，DOC含量较高，与Chla呈较好的正相关(R=0.65)，说明DOC的浓度和分布亦与生物活动有关。底层生物水平较低，分布比较规律，DOC和AOU呈较好的负相关，DOC降解消耗的氧占AOU的40％左右。
　　 春季研究海域DIC受陆源输入和温度的共同作用，温度的影响更加显著；浮游植物光合作用吸收二氧化碳，释放出有机碳，对DIC和DOC的浓度和分布产生重要影响，5月份由于甲藻赤潮规模较大，研究海域DIC和Chla呈较显著的负相关。
　　 结合溶解无机碳各组分的分布和变化特点，可以发现陆源输入水体pCO2较高；台湾暖流水体因生产力水平较低，pCO2相对较高；浮游植物活动旺盛的海区pCO2低于大气CO2分压。与DIC类似，HCO3随深度增加而增大。CO32-表现为表层含量高，主要是表层浮游植物吸收利用CO2；底层含量低，DOC和AOU呈较好的负相关，说明是有机物降解释放出CO2的结果。
　　 DON整体上呈近岸高、远海低的分布趋势，与盐度呈很好的负相关，陆源输入特征显著。从整个调查海域来看，DON和叶绿素相关较弱，可能是陆源输入DON本底较高，对DON和浮游植物水平的关系影响较大。4月初到5月中旬调查期间，随着生物活动的增加，DON占TDN比例逐渐增加。C/N分布整体呈近岸低、远海高的趋势，这和其它大多数河口区的研究结果是相反的，可能是因为陆源输入含有大量低分子含氮有机物，赤潮发生时，C/N值降低，与Redfield值较为一致。
　　 对调查海域典型断面DOC、DIC和DON的含量和分布进行了动态分析，调查期间碳、氮的变化趋势和赤潮生消过程较为吻合。在R型聚类分析中，根据各要素的内在联系，可将其分为三类，分别代表了浮游植物生长所需要的营养要素、与生物活动相关的水文和生物参数以及表征陆源输入影响程度的水文参数。