中国东部沿海的大气营养盐干、湿沉降及其对海洋初级生产力的影响

【摘要】： 本研究中,分别在东部沿海的青岛、千里岩和舟山采集雨水和气溶胶样品。利用NOAA HYSPLIT_4软件来模拟大气中物质的运动轨迹,来确定气溶胶颗粒物的来源。对于青岛的气溶胶样品,测定了水溶性营养盐(DI(NO_3+NO_2), DINH_4, DON, DIP, DOP, DSi),酸溶性氮磷营养盐(TI(NO_3+NO_2), TINH_4, TIP)和总磷(TP)的含量,而舟山和千里岩的气溶胶只测了水溶性无机营养盐。三地所有的雨水样品均测定溶解性无机和有机营养盐,包括NO_3~-、NO_2~-、NH_4~+、PO_4~(3-)、SiO_3~(2-)、DON和DOP等。 对伏龙山气溶胶的分析表明,酸性增强对NO_3~-和NO_2~-的溶解性没有影响,而可以使NH_4~+和PO_4~(3-)~-的溶出量增多。陆源气溶胶中的营养盐浓度明显大于海洋源气溶胶,但陆源气溶胶中水溶性无机磷的比例较低。人类活动和沙尘暴对气溶胶中的营养盐的形态和浓度有显著影响。沙尘暴颗粒中,DI(NO_3+NO_2)和DINH_4的浓度远远低于其他样品,土壤岩石风化的沙尘不是大气中N的主要来源。沙尘暴颗粒物中DIP和DSi的含量为0.01%和0.02%,每年沙尘气溶胶沉降向东中国海输入的DIP和DSi为6.9×108 mol P yr~-1和2.2×108 mol yr~-1,分别是河流输入量的11%和2.1%。 气溶胶淋溶实验表明,土壤源的气溶胶中,无机磷和硅大部分以难溶性的多磷酸盐和含硅粘土矿物形式存在。而人为源和海洋源气溶胶中,水溶性的活性磷酸盐和硅酸盐含量较多。雨水和气溶胶的酸性增强可以使PO_4~(3-)~-和SiO_3~(2-)的大气沉降量显著增多,对海洋初级生产力产生重要影响。 在胶州湾,NO_3~-+NO_2~-、DIP和DOP的输入以干沉降为主,NH_4+和DON的干沉降量与湿沉降相当。大气沉降DIP沉降带来的新生产力分别是胶州湾初级生产力的1.5%(春)、0.6%(夏)、2.2%(秋)和7.0%(冬)。大气沉降中,除NO_3~-+NO_2~-稍高于河流和污水输入外,NH_4+、PO_4~(3-)~-和SiO_3~(2-)都以河流和污水输入为主。 在黄海西部的千里岩,气溶胶中的营养盐浓度受陆源物质的远距离输送影响