长江口及其邻近水域碳、氮、磷的时空分布

【摘要】： 生源要素的循环是整个生物圈物质和能量循环的重要组成部分,认识碳、氮、磷的分布、迁移和转化规律对研究生源要素的生物地球化学循环具有重要意义。本文对2007年2月、5月、8月和11月在长江口及其邻近水域所设的40个站位的采样数据进行分析,探讨了调查区域各形态碳、氮、磷的时空分布特征,阐述了生源要素各形态之间的相互关系及影响其分布的因素,并研究了碳、氮、磷时空分布的差异性。研究结果如下: 长江口不同季节溶解态有机碳(DOC)有其各自的空间分布特征,近岸区域DOC高值区的出现,是陆源输入与生物活动共同作用的结果。各季节颗粒态有机碳(POC)随离岸距离的增加而降低,口门附近南部水域存在高分布区,河道和最大浑浊带POC的含量显著高于近海,POC分布主要是受长江入海悬浮物南向运输的影响。 长江口水域有机碳主要以溶解态为主,而溶解态碳中溶解态无机碳占优势,水体中碳的有机态和无机态的分配具有稳定性。长江口有机碳在各断面分布均有不同程度的层化,且水深低于10m浅水区浓度梯度变化高于深水区。 长江口表层DOC与盐度多呈显著负相关关系,5月和8月随水温的升高,生物活动的增强,温度与DOC相关关系显著。长江口水体中POC与悬浮颗粒物含量具有显著正相关关系。悬浮物的吸附、解吸及再悬浮等行为促进了POC与其他形态碳的转化迁移。 长江口溶解态有机磷(DOP)含量由河道向外海递减,这是长江径流输送大量有机物的结果。各季节溶解态磷(DP)与DOP的分布规律相似,DP的变化是由DOP的变化引起的。长江口颗粒态磷(PP)含量随着离岸距离的增加而降低。 长江口溶解态氮(DN)的含量近岸高于远岸,受径流输入影响显著,且溶解态无机氮(DIN)在DN中起主导作用。生物活动将无机氮转化为有机氮,直接影响溶解态有机氮(DON)的水平分布。颗粒态氮(PN)的分布具有明显的季节性变化特征,由夏季到春季,PN高值中心由调查区中部偏南逐渐移至口门附近。 长江口DP在总磷(TP)中占主导地位,且表层DP/TP值大于底层。DN在长江口各水域总氮(TN)中均占主导地位。河道和最大浑浊带水域DON/DN值低于50%,近海区DN则以DON为主。 不同季节,环境因子与氮磷的相关关系不同。长江口水体氮、磷与盐度、COD相关关系显著。氮、磷从河口到外海的转移过程中,其浓度逐渐被海水稀释,物理的混合作用占主导地位,但在高生产力区亦存在明显的生物转移。