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《中国海洋大学》 2004年
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长江口、黄河口邻近海域CO_2通量及东海pCO_2估测模型的讨论

谭燕  
【摘要】:针对目前全球碳循环中的循环途径不闭合的问题,大陆边缘海因被认为是碳循环中丢失项(missing term)的可能去处,而成为研究的焦点。东海是西北太平洋中唯一以陆架区为主的海区,是世界上最宽、生产力最高的陆架海之一;而渤海是深入中国大陆的近于封闭的浅海,唯靠渤海海峡与黄海相通。其中分别有中国两大河流长江与黄河的注入,它们对于中国近海陆架区碳的通量与收支平衡起到了举足轻重的影响。然而到目前为止,鲜有对河口区碳系统参数的讨论。研究长江口和黄河口邻近海域的碳化学体系,对于更完整、准确地探讨边缘海区对全球碳循环的贡献、以及完善全球碳系统参数数据库无疑是极为必要的。 通过2001.7、2002.1对长江口邻近海域和2003.8、2003.9对黄河口邻近海域的考察,获得了海水pCO_2的实测数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对pCO_2的分布特征和影响因素以及CO_2源、汇的空间变化原因进行了探讨。本文内容主要有四部分:①研究区域、实验方法②长江口邻近海域冬夏两季pCO_2分布、影响机制和CO_2源/汇③黄河口邻近海域枯、丰水期pCO_2及通量初探;④东海陆架区表层海水pCO_2估测模型。主要实验结果和结论如下: 夏季在长江口口门附近高浑浊度水体出现pCO_2的极高值(301站位,617μatm),在很短的距离范围内,迅速的降到了300μatm左右,即在有限的空间尺度范围内有着较大的梯度变化。究其主要原因,应该是高浑浊度的长江冲淡水的输入、淡盐水混合和泥沙迅速沉降导致生物活动迅速加强的结果。 在长江口邻近海域,去除口门附近的高浑浊度水体,夏季表层海水pCO_2和盐度呈良好正相关,与水温、叶绿素a呈负相关;而冬季表层海水pCO_2和盐度、温度均呈负相关。这主要是因为夏季长江冲淡水在冲出口门后向东北扩展的过程中,随着淡咸水的混和,悬浮物质逐渐沉降、水体温度层化、透光率提高、浮游植物利用高的营养盐浓度,加剧光合作用,从而使表层海水pCO_2降低。而在冬季,由于生物活动非常低,随着低温低盐高pCO_2的冲淡水自西向东的扩展,温 度、盐度逐渐增加,而pCO:逐渐减少。提出了“盐度小于30的冲淡水区是东 海西部海域夏季CO:汇、冬季CO:源的主要贡献者”的观点。夏季,虽然有长 江、杭州湾等大量高含量pCO:淡水的输入,但冲淡水同时也带来大量的营养盐, 促进了生物活动的发展,消耗大量的COZ,使海水成为大气COZ的汇区。此外, 通过长江口邻近海域夏、冬两季表层pCO:变化的主控因子的分析结果,推出了 夏季温度、盐度、磷酸盐三因子影响,冬季温度、盐度两因子影响的表层pC仇 估测模型。 黄河口邻近海域枯、丰水期表层pCO:分布均存在着较大的不均匀性,而且 pco:与水温均呈负相关、与悬浮物含量成正相关。这说明高混浊度、高pCOZ、 低温的黄河冲淡水冲出口门后,随着淡盐水的混合,河水中大量泥沙的逐渐沉积, 水体温度的增加,表层海水pCO:逐渐减少。丰水期在黄河口口门附近(Ml站 位)pCO:有极高值1 5502林滋m,在很短距离范围内,迅速的降到了622.7”atm (MZ站位),与由位于口门外的Ml站位的极高的悬浮物浓度(1204m创L)迅 速降至MZ站位的100m叭左右相一致,我们推断Ml站位正处于最大混浊带的 范围边缘,随着河流携带的泥沙在口门附近淡盐水混合区的大量沉降,pCO:也 骤减。其详细机制还有待进一步研究。 采用月份平均风速及M如11111云上of(1 992)、LissMerlivat(1 986)和 W恤ml过由 of(1999)三种模式计算结果的平均值估算调查海区(面积为1.852xl护 腼2)2003年夏季向大气排放2.7xlo4te,2003年秋季调查海区(面积为9.693xlo3 恤2)向大气排放11.4x一04te。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P734.4

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