中国近海营养盐季节和年际变化特征分析

摘要

营养盐是初级生产力的重要物质基础，其在水体中的浓度和结构将直接影响浮游植物生长，进而影响海区的生产力状况。中国近海是传统高生产力的边缘海，是全球重要的CO2的“汇”区，其海洋生态系统有着一定代表性。近几十年来中国近海的生态系统出现严重问题，营养盐结构失衡，氮元素严重过量，而磷、硅元素缺乏，造成水体富营养化现象趋于明显。为了探讨中国近海营养盐的变化规律和特征，本研究拟借助1975～2000年的长时间序列水文资料（包含PO4-P，SiO3-Si，DO和温度）和2015年秋季航次数据，分别讨论营养盐的季节变化趋势、年际变化特征以及垂向湍流通量对初级生产力贡献，期望本文能为中国近海的海洋生态环境研究提供基础资料支持。主要结论如下: (1)在不同海域、不同层次水体的营养盐在季节上有所不同。表层营养盐浓度的大小顺序为:冬季＞春季＞秋季＞夏季，溶解氧含量表现为冬、春季高，夏、秋季低。在底层，较浅的渤海营养盐有着显著的季节特征，在冬季营养盐浓度最高，春、秋季次之，夏季浓度最低，溶解氧亦然。而在黄海和东海，底层营养盐的季节变化不明显，几乎全年保持在最大值水平，溶解氧含量则表现在春季最高值，秋季最低。 (2)25年来，PO4-P变化年际波动较大，夏季在渤海呈现降低趋势，而冬季却稍微升高，北黄海全年表现为微弱变化趋势，在南黄海有着显著降低，东海则变化不明显。SiO3-Si在中国近海表现为降低趋势，尤其在80年代中期几乎降低到“零”水平，80～90年代水体中的SiO3-Si整体要比70～80年代要低。中国近海的DO含量表现为降低趋势，尤其在浅海冬季降低程度更为显著，溶解氧的饱和度25年来也呈现降低趋势，可见水体中溶解氧含量变化同时受到水体温度和生物作用的影响。 (3)从空间差异来看，25年来不同海区内营养盐和溶解氧变化并不完全相同，存在年代间差异。最明显变化如下:对于PO4-P，渤海夏季表层呈现降低而在北黄海夏季底层其有稍微的升高;对于SiO3-Si，东海长江口附近夏季表层硅酸盐含量的高值区面积不断减少，而东海陆架其他海域的含量变化不明显;对于DO，北黄海夏季底层溶解氧高值区不断缩小。 (4)通过2015年秋季现场硝酸盐和湍流剪切观测资料，得出东海的湍流扩散系数Kρ范围是(10-7～10-2)m2s-1，通过硝酸盐跃层位置的垂向硝酸盐通量范围是0.02～3.4m mol m-2d-1，在世界陆架海中处于中等水平，黄东海陆架垂向混合提供的茸养盐对初级生产力的贡献率为4.2～24.7％。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1研究意义

1．2渤、黄东海自然环境特征

1．3国内外研究进展

1．3．1营养盐数据获取及研究方法

1．3．2渤、黄东海营养盐研究现状

1．3．3营养盐垂向通量研究现状

1．4本文研究内容

2数据与方法

2．1数据介绍

2．2数据处理

2．2．1历史数据处理

2．2．2通量数据处理

2．3本章小结

3营养盐季节和年际变化特征

3．1营养盐的季节变化特征

3．1．1渤海

3．1．2北黄海

3．1．3南黄海

3．1．4东海

3．2营养盐的年际变化特征

3．2．1渤海

3．2．2北黄海

3．2．3南黄海

3．2．4东海

3．3本章小结

4营养盐空间分布的年代间差异分析

4．1磷酸盐

4．2硅酸盐

4．3溶解氧

4．4本章小结

5硝酸盐垂向通量特征分析

5．1东海各要素基本特征

5．1．1各要素平面分布

5．1．2各要素断面分布

5．1．3通量的垂向分布

5．2不同水域的各要素参量

5．2．1各参数垂向分布

5．2．2硝酸盐跃层的垂向通量

5．3本章小结

6结论

6．1全文总结

6．2论文的创新点

6．3论文的不足之处

7 展望

参考文献

9攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢