【摘要】： 鋁是海洋中的痕量元素,主要來(lái)源于陸地巖石風(fēng)化產(chǎn)物的溶解并通過(guò)河流和大氣沉降輸送到海洋,海洋中溶解態(tài)鋁的含量可用于示蹤陸源物質(zhì)輸送、大氣沉降及不同水團(tuán)的混合,其海洋生物地球化學(xué)行為的研究受到廣泛重視。黃、東海是世界上最寬廣的陸架邊緣海之一,接受大量來(lái)自黃河、長(zhǎng)江等大河流域及東亞沙塵輸送的陸源物質(zhì),同時(shí)受季風(fēng)氣候和太平洋西邊界強(qiáng)流——黑潮入侵陸架的影響形成復(fù)雜的環(huán)流體系,是研究鋁的生物地球化學(xué)循環(huán)的理想場(chǎng)所,其來(lái)源、通量、內(nèi)部循環(huán)及其埋藏的研究對(duì)于豐富鋁的生物地球化學(xué)研究具有重要的科學(xué)意義。本論文以長(zhǎng)江流域和黃、東海為研究對(duì)象,系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)了長(zhǎng)江流域和黃、東海鋁的分布特征、時(shí)空變化及其影響因素,獲得的主要認(rèn)識(shí)如下： 2009年秋季調(diào)查期間長(zhǎng)江主流溶解態(tài)鋁的含量范圍為146-1263 nmol/L,上游濃度顯著地高于下游。長(zhǎng)江主流溶解態(tài)鋁的平均含量為548±354 nmol/L,與三峽截流前1997年調(diào)查的結(jié)果相比含量顯著降低。長(zhǎng)江北方支流溶解態(tài)鋁的含量高于南方支流。三峽截流前后,長(zhǎng)江上游及其主要北方支流溶解態(tài)鋁的濃度年際變化不大,而長(zhǎng)江下游及主要南方支流溶解態(tài)鋁的濃度則較截流前顯著降低。長(zhǎng)江流域南、北支流溶解態(tài)鋁的含量主要受兩方面因素的影響：一、流域盆地巖石土壤組成、風(fēng)化特點(diǎn)、氣候條件、徑流量等因素是造成南、北支流溶解態(tài)鋁含量差異的主要原因；二、人為活動(dòng)對(duì)溶解態(tài)鋁含量有重大影響,部分支流如牛攔江由于受到人為活動(dòng)的影響使得溶解態(tài)鋁含量較1997年明顯升高。人為活動(dòng)的影響還體現(xiàn)在三峽大壩的建設(shè)上,長(zhǎng)江截流使得上游流速減緩、壩區(qū)前水體存留時(shí)間延長(zhǎng)、下游含沙量明顯降低,這些均對(duì)南、北支流鋁的分布和遷移轉(zhuǎn)化產(chǎn)生明顯的影響。長(zhǎng)江流域溶解態(tài)鋁的含量與我國(guó)及世界其它河流相比仍處于中等偏下水平,沒(méi)有受到人為活動(dòng)的明顯擾動(dòng)。我國(guó)主要河流中溶解態(tài)鋁的含量隨流域化學(xué)風(fēng)化率增加而顯著降低,主要受氣候變化控制。 黃海海域溶解態(tài)鋁的分布受黃海沿岸流、朝鮮沿岸流及黃海暖流的共同影響,基本呈現(xiàn)出山東半島以南近岸區(qū)域含量較高,黃海中部含量最低的平面分布特征。季節(jié)變化上,黃海溶解態(tài)鋁的含量冬季略高于春季。影響黃海鋁的生物地球化學(xué)循環(huán)的主要因素有：一、春季沙塵氣溶膠在海洋表層的溶解釋放,沙塵過(guò)鏡后黃海表層溶解態(tài)鋁的含量顯著升高,隨深度增加含量逐漸下降。2007年春季航次開(kāi)始階段受到沙塵暴的影響,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的沙塵氣溶膠樣品計(jì)算了沙塵輸送通量和大氣沙塵沉降帶來(lái)的溶解態(tài)鋁的沉降通量,估算了沙塵沉降對(duì)黃海表層溶解態(tài)鋁含量的影響,估算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果較好地吻合。二、浮游植物水華對(duì)黃海溶解態(tài)鋁生物地球化學(xué)循環(huán)的調(diào)控作用。黃海水華發(fā)生過(guò)程中溶解態(tài)鋁與硅酸鹽的垂直分布剖面一致,且隨著水華的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程黃海中部表層溶解態(tài)鋁的含量明顯降低,水華過(guò)程中采集的懸浮顆粒物樣品中HAc-Al提取態(tài)鋁含量較非水華期明顯升高,這些結(jié)果均說(shuō)明浮游植物的生長(zhǎng)對(duì)黃海海域鋁的生物地球化學(xué)循環(huán)具有重要的影響。通量計(jì)算結(jié)果表明,黃海大氣沙塵沉降帶來(lái)的溶解態(tài)鋁的輸送通量與長(zhǎng)江、鴨綠江等河流輸送的通量相當(dāng),黃海溶解態(tài)鋁的存留時(shí)間約為87±9天。 東海中陸架溶解態(tài)鋁的分布主要受長(zhǎng)江及浙閩沿岸徑流、臺(tái)灣暖流、黑潮等水團(tuán)的共同影響,基本呈現(xiàn)出沿岸區(qū)域含量較高,隨離岸距離增加含量逐漸降低的平面分布特征。季節(jié)變化特征上,受陸源徑流的季節(jié)變化影響東海中陸架溶解態(tài)鋁的含量秋季高于冬季。通量計(jì)算結(jié)果表明,黑潮和臺(tái)灣暖流的入侵對(duì)東海溶解態(tài)鋁的分布影響非常顯著,而河流輸送通量則與大氣干、濕沉降通量相當(dāng)。東海中陸架溶解態(tài)鋁的存留時(shí)間約為337±154天。以溶解態(tài)鋁含量作為長(zhǎng)江陸源輸送的示蹤因子,根據(jù)三端員模型計(jì)算自長(zhǎng)江口向西南琉球群島方向延伸的PN斷面上長(zhǎng)江沖淡水、黑潮和臺(tái)灣暖流的混合情況,估算春、秋季長(zhǎng)江沖淡水在PN斷面的影響程度。結(jié)果表明,長(zhǎng)江沖淡水對(duì)陸架的影響程度秋季強(qiáng)于春季。長(zhǎng)江沖淡水的影響主要集中在距河口150 km范圍以?xún)?nèi),至距河口300 km處長(zhǎng)江沖淡水的影響小于2%,主要受黑潮次表層水入侵的影響。 黃海中部海域現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的鋁加富培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,浮游植物生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)有效地清除海水中的溶解態(tài)鋁。Al的加富會(huì)使培養(yǎng)初期浮游植物的比生長(zhǎng)率降低,且降低的程度隨鋁加富濃度的增加而加大。Al的加富雖然會(huì)延緩培養(yǎng)初期浮游植物的生長(zhǎng),但對(duì)最終的浮游植物生物量不產(chǎn)生影響。2007-2009年間在黃、東海用20μm浮游植物網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)采集浮游植物樣品,用草酸鹽淋洗試劑淋洗以區(qū)分浮游植物細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)鋁和細(xì)胞外吸附態(tài)鋁。浮游植物總鋁的含量范圍為4.4-48.6mg/g內(nèi),其中細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)鋁的含量范圍為2.2-48.0mg/g。浮游植物總鋁的含量在黃、東海的沿岸區(qū)域較高,隨離岸距離的增加含量逐漸下降。而細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)鋁占總鋁比值則在黃海中部較高,長(zhǎng)江口海域比較低。初步分析結(jié)果表明,硅藻樣品中鋁主要以細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)形式存在,而甲藻樣品中鋁則主要以細(xì)胞表面吸附態(tài)形式存在。硅藻水華發(fā)生初期浮游植物細(xì)胞內(nèi)鋁主要以結(jié)合態(tài)形式存在,而在水華衰退期則表面吸附態(tài)含量開(kāi)始升高。 分析了黃海中部E2站、長(zhǎng)江口A(yíng)13站、浙閩沿岸E5站、東海中陸架E6站和東海陸坡P4站重力管及沉積物多管樣品中的Al/Ti的平均比值變化情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),E2站、E5站和P4站重力管沉積物樣品中Al/Ti比值高于黃河、長(zhǎng)江沉積物及黃土、土壤背景值中Al/Ti比值,表明黃、東海陸架邊緣海海區(qū)沉積物中存在“過(guò)剩鋁”信號(hào)。過(guò)剩鋁占沉積物總鋁的比例在黃海中部最高,達(dá)到11.8%,且與生物硅含量正相關(guān),在浙閩沿岸和東海陸坡海區(qū)過(guò)剩鋁含量約為5%,表明沉積物中的過(guò)剩鋁含量與海洋生源的自生沉積有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：P736.4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 閆麗;長(zhǎng)江口鄰近海域溶解態(tài)鋁的分布及藻類(lèi)對(duì)其清除機(jī)制初探[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

2 曹秀紅;長(zhǎng)江流域、黃河口及其鄰近海域溶解態(tài)砷、硒、銻的分布、季節(jié)變化及影響因素[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：2627593