本文關(guān)鍵詞：長江無機碳入海通量及其對河口pH和碳酸鈣飽和度的影響　出處：《上海海洋大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：大氣CO2濃度逐年升高,“海洋酸化”已成為國際科學(xué)界關(guān)注的焦點問題之一。pH和碳酸鈣飽和度(Ω,包括文石飽和度Ωarag和方解石飽和度Ωcal)是海水碳酸鹽系統(tǒng)中表征海水酸化及其對生物危害程度的2個重要指標(biāo),為海洋酸化研究的重要基礎(chǔ)參數(shù)。而河流在陸地 海洋碳循環(huán)中扮演著重要角色,全球河流向海洋輸送總碳約為0.9 Pg yr 1。同時,河流輸送淡水/無機碳是造成河口附近海域?qū)Ｑ笏峄拿舾行栽黾拥闹匾蛩刂?目前,關(guān)于河口附近海域pH及碳酸鈣飽和度的分布、變異及其與河流輸送無機碳之間的關(guān)系,尚缺乏研究。長江輸送無機碳通量僅次于亞馬遜河,高居世界第二。因此,在長江口這一典型大河影響的河口區(qū)域開展無機碳輸送入海通量及其對附近海域pH及碳酸鈣飽和度的效應(yīng)研究具有重要意義。于2015年參加了自然基金委長江口共享航次枯水期(3月份)、豐水期(7月份)2次現(xiàn)場調(diào)察工作,采集并分析了溶解無機碳(DIC)、總堿度(TAlk)、pH、總懸浮顆粒物(TSM)等參數(shù),并在在長江口內(nèi)河口(122°E以西)及口外海域(122°E以東),使用不同材質(zhì)采樣瓶保存無機碳水樣,檢驗其在長期儲存過程中的穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明,采用涂敷特氟龍(Teflon)的250 m L玻璃瓶保存的無機碳水樣,DIC和TAlk都可以維持穩(wěn)定,各組平行樣不同時間測定的結(jié)果差異大都在10μmol kg 1以內(nèi),而用60 mL硼硅酸鹽玻璃瓶保存的零鹽度水樣,其DIC在保存期間發(fā)生明顯的梯度降低,70天平均降低速率在0.9—2.6μmol kg 1 d 1,只有當(dāng)鹽度較高(6—7)時,水樣中的DIC才可在20天內(nèi)基本穩(wěn)定。根據(jù)2015年5—11月大通水文站和長江口上游淡水端(崇明島以西)的無機碳數(shù)據(jù),我們估算了長江輸送無機碳入河口及入海通量,結(jié)果表明2015年長江輸送DIC、TAlk入河口通量分別為1.53×1012 mol yr 1和1.52×1012 mol yr 1,而根據(jù)長江輸出DIC、TAlk的有效濃度計算得到的入海通量分別為1.63×1012 mol yr 1(DIC)和1.59×1012 mol yr 1(TAlk),即,同年無機碳入海通量與入河口通量并無顯著差別。2005年到2015年,長江年平均輸送DIC入河口區(qū)通量為1.43×1012mol yr 1,年平均輸送TAlk入河口區(qū)通量為1.42×1012 mol yr 1,而年均輸送DIC和TAlk入海通量分別為1.52×1012 mol yr 1(DIC)和1.49×1012 mol yr 1(TAlk)。與三峽大壩建成之前相比,過去10年里長江輸送無機碳通量并未發(fā)生明顯的改變,這與北美洲密西西比等河流近幾十年來堿度通量逐漸升高的現(xiàn)象明顯不同。3月份,口外水體垂直混合基本均勻,鹽度低于31的沖淡水主要影響123°E以西區(qū)域。從122.06°E到123°E,海水pH及碳酸鈣飽和度緩慢上升,而后趨于穩(wěn)定。鹽度10以上區(qū)域的pHT為8.0—8.16,方解石飽和度(Ωcal)為2.0—4.36,文石飽和度(Ωarag)為1.1—2.79,在鹽度低于21.00的區(qū)域,Ωarag均低于1.5,達到海洋生物難以維持鈣殼或鈣質(zhì)骨骼的危機水平。在受黃海沿岸流影響的站位,pHT為8.02—8.05,Ωcal為2.73—3.0,Ωarag為1.71—1.89,均低于同等鹽度的長江口其他區(qū)域。7月份,長江口平均徑流量~49500 m3 s 1,鹽度低于31的沖淡水?dāng)U大到123.5oE以西區(qū)域。海水溫度分層明顯,而鹽度分層在122°E—123°E的區(qū)域較為明顯,在123°E以東的海域則水體鹽度基本不發(fā)生明顯分層。表層海水出現(xiàn)明顯水華現(xiàn)象(鹽度20.19—26.97),pHT、Ωcal、Ωarag最高值分別達8.55,9.78和6.15,而底層海水群落呼吸作用較為顯著,pHT、Ωcal、Ωarag發(fā)生降低。在鹽度10.00以上的區(qū)域,pHT在為7.87—8.55(表層)和7.84—8.08(底層);Ωcal為2.04—9.78(表層)和2.61—4.12(底層);Ωarag為1.2—6.15(表層)和1.67—2.60(底層)。7月份,長江口區(qū)域pH和碳酸鈣飽和度受到?jīng)_淡水與群落生產(chǎn)/呼吸作用共同調(diào)控,通過水體混合與群落生產(chǎn)/呼吸作用耦合模式計算的pHT與Ωarag結(jié)果與實際分布情況大致吻合。模式計算表明,研究區(qū)域文石飽和度接近1.5時,單位鹽度降低(升高)對Ωarag影響相當(dāng)于DIC升高(降低)8.97μmol kg 1,換言之,單位鹽度降低(升高)造成的文石飽和度(Ωarag)降低可被DIC降低(升高)8.97μmol kg 1所抵消;在pHT接近7.9時,單位鹽度降低(升高)對pHT的影響,相當(dāng)于DIC降低(升高)3.41μmol kg 1,換言之,單位鹽度降低(升高)對pHT的降低可被DIC升高(降低)3.41μmol kg 1所抵消,模式結(jié)果還表明,pHT接近8.1區(qū)域的海水受鹽度和DIC添加影響比較小。與鴨綠江口區(qū)域相比,長江口區(qū)域Ωarag對沖淡水的響應(yīng)更為敏感。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P734

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本文編號：1353529