本文關(guān)鍵詞：渤海與黃海水體和沉積物中硅的分布特征與影響因素

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【摘要】：硅是地球上第二豐度的元素，屬于海洋硅質(zhì)生物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，與海洋生物地球化學(xué)過程緊密相連，因此其在世界范圍內(nèi)受到廣泛的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，邊緣海區(qū)占全球海洋面積的8%，但其初級生產(chǎn)力卻占到全球海洋的1/4，有機碳的埋藏量占全球海洋的80%；渤海與黃海是中國典型的邊緣海，與人類活動密切相關(guān)，對渤海和黃海的研究，特別是陸地硅輸出量減少和海洋硅限制日益凸顯的今天，有特別重要的意義。本文依據(jù)2012年春季與秋季兩次對渤海和黃海的綜合調(diào)查航次，采集了水體和沉積物樣品，分析了其中的溶解硅、生物硅等參數(shù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，研究了渤海與黃海硅的區(qū)域性特征、影響因素及收支情況。主要結(jié)論如下： 1）渤海春季溶解硅的平均濃度為4.61μmol/L，秋季平均濃度為7.22μmol/L；黃海春季溶解硅的平均濃度為4.15μmol/L，秋季平均濃度為8.79μmol/L；渤海和黃海秋季溶解硅含量均高于春季（p0.01）。渤海與黃海的溶解硅在黃河口和長江口附近濃度較高，顯示河流輸入是渤海與黃海近海營養(yǎng)鹽的重要來源。黃海中部海區(qū)底層冷水團水域溶解硅濃度顯著高于周圍水體，這很大程度上是由于躍層阻隔和底層物質(zhì)的分解。 2） Refield比值分析顯示，渤海與黃海為磷限制海區(qū)，硅限制情況較弱，但部分海區(qū)存在一定程度上的絕對硅限制。 3）春季渤海顆粒態(tài)生物硅的平均值為1.13μmol/L，黃海為0.85μmol/L；秋渤海顆粒態(tài)生物硅的平均值為3.50μmol/L，黃海為2.08μmol/L；渤海顆粒態(tài)生物硅的含量高于黃海。渤海與黃海顆粒態(tài)生物硅的分布規(guī)律與硅藻的分布規(guī)律大致相似，顯示生物硅組成受到硅藻生物量的影響；秋季顆粒態(tài)生物硅和有機碳、有機氮有顯著的相關(guān)性，說明他們來源有著必然的聯(lián)系；來源分析顯示，生物硅的主要來源是海洋浮游植物。 4）渤海與黃海表層沉積物中生物硅含量均低于1%，且低于東海和南海，屬于低含量海區(qū)，這主要是受到了陸源泥沙稀釋作用的影響；來源分析表明渤海表層沉積物生物硅為海洋浮游植物和陸源高等植物共同來源，海源占比重較高。 5）間隙水中溶解硅濃度范圍在24.5~334μmol/L之間。在垂直分布上，渤海間隙水中溶解硅濃度混合層存在一定的波動，而積累層濃度有緩慢降低的趨勢，長江口附近間隙水溶解硅表層濃度較低，下層濃度在70μmol/L附近波動，黃海海區(qū)不同站位垂直分布規(guī)律不同。 6）柱狀沉積物中生物硅含量較低，除B02站個別樣品外生物硅含量均低于1%，且不同站位柱狀樣生物硅呈現(xiàn)不同的分布規(guī)律。沉積物中OC/BSi（0.013~3.00）和ON/BSi（0.0011~0.39）的比值明顯小于Redfield比值，，說明相同條件下，有機質(zhì)的分解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生物硅的溶解速率，分解速率的差異有利于BSi在沉積物中累積。研究區(qū)域內(nèi)生物硅的沉積速率介于7.7～243g/(m2/a),其中，黃河口附近B45站沉積速率最高，黃海中部海區(qū)沉積速率較低。 7）收支計算表明：渤海與黃海硅的凈輸入主要來源為河流輸入，約占渤海與黃海外源性硅的67.5%。但渤海與黃海硅的現(xiàn)存量巨大，河流輸入約占渤海與黃海硅生產(chǎn)需求量的5.3%，其次為東海輸入（2.2%）和大氣輸入（0.35%）。渤海和黃海沉積物向水界面輸送硅酸鹽的總量為68.6×109mol/a，約占硅初級生產(chǎn)需求量的11.6%。生物硅在水柱內(nèi)的再循環(huán)是渤海和黃海硅藻初級生產(chǎn)所需硅的主要來源，約為79%。黃渤海每年通過硅循環(huán)進入海底硅的量約為56×109mol/a，約占當(dāng)年生物硅總量的9%，高于世界海洋硅埋藏量的平均值（3%），這表明近海是海洋硅埋藏的主要場所。
【學(xué)位授予單位】：國家海洋局第一海洋研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P736.2

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本文編號：1286417