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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2005年
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海洋表层沉积物再悬浮对N、P循环以及对颗粒物垂直输运的影响

王丕波  
【摘要】:本文通过实验室模拟,得出悬浮时间、震荡强度、混合比例以及粒径在再悬浮过程中对水体中 N 和 P 浓度的影响。利用边界层理论和波流共存时的剪切力,构建了再悬浮的数学模型。并首次选择在底层富集的 Ca 作为示踪剂,建立出适合浅海区沉积物再悬浮的化学模型。 海水中 NH4-N 的浓度与混合比例成负相关性。NH4-N 浓度随震荡速率的升高先升高后降低。细粒径沉积物对上层水体 NH4-N 的贡献最大,其次是中粒径沉积物。再悬浮过程中沉积物对海水中 NH+4-N 的贡献主要来源于 KCl 和 HAc-NaAc 浸取态氮。 海水中 NO3-N 的浓度与混合比例和震荡速率成负相关性。粗、细粒径沉积物在试验过程中对水体的贡献具有一致性,均小于中粒径沉积物。再悬浮过程中沉积物对海水中 NO3-N、NH4-N 的贡献主要来源于 KCl 和 HAc-NaAc 浸取态氮。 无机磷随震荡速率的增加,释放量也在逐渐增加,逐渐达到稳定。DOP 的浓度却随震荡速率的增加而逐渐减小,逐渐达到稳定。海水中磷的浓度和混合比例呈正相关。海水中 DIP 的浓度和沉积物粒径呈负相关性,海水中 DOP 的浓度和沉积物粒径呈正相关性。再悬浮过程吸附态磷是释磷的第一控制机制。 利用边界层理论和波流共存时的剪切力,构建了再悬浮的数学模型,以期可以预测表层沉积物由于波、流共同作用引起的沉积物向上层水体的通量以及上层水体的悬浮颗粒物向床底的的沉积通量。从而可以预测再悬浮颗粒物对海洋颗粒物垂直输运的影响程度 首次选择在海洋自生颗粒物中含量低,但在底层沉积物中富集的 Ca 作为再悬浮颗粒物的示踪剂,选择 PON 作为海洋自生颗粒物的示踪剂,建立出适合陆架边缘海等浅海区的化学模型。
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