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《中国海洋大学》 2005年
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黄河口无机碳的时空分布及其输运通量

王飞  
【摘要】:本课题来源于973“丰国典型河口碳通量研究”。论文跟据国内外对河口咸淡水混合区溶解无机碳、悬浮物以及沉积物中颗粒无机碳研究的先进方法,采用多船同步连续观测的方式,较系统地对03年8月和9月黄河口水体中TSS、DIC、PIC%的分布情况及9月份表层沉积物中PIC%作了细致的描述。并且对9月份河道站、咸淡水混合带站、海水站三个站位沉积物中不同形态无机碳作了测定,还对兰州、花园口、河道、咸淡水混合带、外海区等不同区域悬浮物中的不同形态无机碳作了分析,最后粗略地估算了03年8月和9月的无机碳通量,以及04年9月河道站不同相态无机碳通量。主要结果如下: 一.2003年8月黄河口无机碳在河口的分布情况 03年8月黄河河口区表层海水DIC、PIC%的高低分布受黄河水控制,呈现出河口高外海低的趋势。河口北部水域的TSS、DIC含量明显高于河口南部,但PIC含量却是南部高于北部,这是高PIC含量的黄河冲淡河水所至。黄河口表层海水DIC、PIC%分布的日变化,由于受潮汐作用大小不同而表现出很大的差异。位于黄河入海冲淡水北流方向的区域,TSS随着涨潮明显增加,其中PIC%降低,POC%增加(是调查海区POC%最高处),疑是生物活动生成的有机颗粒碳所至;其余水体性质较为稳定的海区,DIC的日变化比较平稳,亦反映出海相生物活动的特点。PIC%的日变化与TSS日变化并不同步,预示着仅用TSS的分布来表征颗粒无机碳的输运有较大误差。 二.2003年9月黄河口无机碳形态分布特征 03年9月份黄河口以北基本被盐度30左右的近岸水封闭,只在河口以南有一个较大的低盐通道指向莱州湾方向。因此,黄河冲淡水不可能向河口北部扩展。03年9月水体TSS分布总体趋势是底层最高,中层次之,表层最小,从河口向外海,03年9月水体中PIC%呈明显的递减趋势,且西高东低,南高北低。黄河水出口门后流向莱州湾方向的迹象优为明显,在TSS最高的站位PIC%却不是最高。黄河口南部TSS含量变化迅速,PIC%变化梯度不大。从河口向外海延伸方向上,03年9月份表、中、底层水体的DIC分布呈现降低趋势,但河口不同区域表、中、底三层DIC大小不同,反映出河口区DIC来源的多样性。03年9月 黄河口无机碳的时空分布及其输运通量 表层沉积物中PIC%在河口口外的水平方向上和河口南部存在高值区,在河口南 部沉积物中PIC%大于1%的区域相当大,这是冲淡水中大量PIC在此沉积的结 果。在河口外东北和东南部PIC%远比口门处小,东经1200以外海区只有0.55%。 三.黄河及黄河口不同形态无机碳的行为特征 黄河主干道兰州站黄河水体悬浮物中方解石和文石含量较低,而郑州花园口 站方解石的含量非常高,非常显著的显现出了黄土高原的特征,黄河口河道站方 解石的含量仍然非常高。黄河口淡咸水混合区悬浮物中盐酸相和NaOH相无机 碳所占比例均为总无机碳含量的三分之一左右。海水悬浮体中盐酸相无机碳百分 含量最高,占总无机碳含量的三分之一。从兰州站到海水站,NaCI相无机碳在 咸淡水混合带站(低盐度区)增大,可能是由于水体中过饱和的溶解无机碳发生 沉淀作用引起的。其它各形态无机碳含量也发生变化,可能有新源输入或发生相 间转移,颗粒物粒径的变化可能也是影响各相态无机碳变化的因素。黄河口沉积 物中各形态无机碳的变化规律与悬浮物基本一致,表明黄河水体悬浮物在向海洋 输送过程中,二者粒径随输运距离的变化是同步的,同时也表明黄河是渤海水体 中悬浮颗粒物及沉积物的主要贡献者。 四.黄河口入海无机碳通量 2003年8月份河道站入海DIC通量为1 8200tC,PIC通量为5200tC;2003 年9月河道站入海DIC通量为13600OtC,悬浮物中PIC通量为 657000tC。2004 年9月份河道站DIC通量为54000tC,悬浮物中弱结合态无机碳为396tC, 相无机碳为 相无机碳为 2608tC,NaOH相无机碳为5260tC,经氨相无机碳为2652tC, 氨水 盐酸 9084tC。弱结合态的NaCI相是DIC总量的0.73%,不足以引起DIC 浓度的变化,2004年9月黄河口溶解无机碳应呈现良好的保守行为。黄河在2003 年8月和2004年9月低流量下DIC、PIC的通量都小于黄河入海无机碳通量的 月际平均值,但在2003年9月大流量下D孤、I.iC的通量都高于黄河入海无机 碳通量的月际平均值。黄海入海无机碳的月季变化较大,在相同的季节,引起颗 粒无机碳入海通量变化的主要原因是黄河的水流量和携沙能力:在低流量下,黄 河入海无机碳中以溶解无机碳占优势。 关键词:黄河口溶解无机碳颗粒无机碳各相态无机碳无机碳通量
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