發(fā)布時間：2020-07-28 23:34

【摘要】：基于2014年春季、2014年秋季及2015年夏季對臺灣以東黑潮主流徑及臺灣東北部黑潮上升流海域的調(diào)查,在系統(tǒng)研究該區(qū)域海水中溶解無機(jī)態(tài)、溶解有機(jī)態(tài)及顆粒態(tài)的氮(N)、磷(P)、硅(Si)等生源要素及相關(guān)參數(shù)的垂直分布特征的基礎(chǔ)上,定量評估了黑潮輸入對東海陸架區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)分布格局的影響。獲得如下的系列結(jié)果和認(rèn)識:1.春、夏、秋三個季節(jié)黑潮主流徑及臺灣東北部上升流水體中各形態(tài)N、P、Si等生源要素的濃度在不同深度水層差異明顯,受到水體交換、浮游植物生產(chǎn)、顆粒物沉降、有機(jī)物礦化分解等過程的綜合影響,但不同季節(jié)的影響因素有所差異。黑潮主流徑水體中溶解無機(jī)態(tài)生源要素(NO_3-N、NO_2-N、PO_4-P、SiO_3-Si)、溶解有機(jī)態(tài)生源要素(DON、DOP)和顆粒態(tài)生源要素(PIN、PIP、PON、POP)濃度在不同深度水層差異明顯:NO_2-N在50~150 m水深范圍內(nèi)存在一高值區(qū);NO_3-N、PO_4-P及SiO_3-Si在表層水中濃度最低,在次表層水、中層水中濃度隨水深增加而迅速升高,在深層水中濃度最高且較為均一;DON、DOP、PON及POP在表層水中濃度最高,在次表層水中濃度隨水深增加而逐漸降低,在中層水及深層水中濃度最低且分布較為均一;而PIN、PIP在全水深范圍內(nèi)濃度較低,垂直變化趨勢不甚分明。各形態(tài)生源要素的濃度及分布趨勢受到水體交換、浮游植物生產(chǎn)、顆粒物沉降、有機(jī)物礦化分解等諸多生物地球化學(xué)過程的影響,其季節(jié)變化表明不同季節(jié)影響因素有所差異。TW0-1站位處于臺灣東北部黑潮上升流核心區(qū)域,其各形態(tài)生源要素濃度及分布趨勢受不斷涌升的黑潮次表層水及中層水影響極大。其中NO_3-N、PO_4-P、SiO_3-Si及PON、POP的濃度基本高于黑潮主流徑水體對應(yīng)水層中濃度,而DON、DOP濃度基本低于黑潮主流徑水體對應(yīng)水層中濃度,正是上升流水體生源要素分布特征。2.黑潮主流徑及臺灣東北部上升流區(qū)域水體內(nèi)各形態(tài)N、P的組成在春、夏、秋三季大體相似,在淺層水體中以溶解有機(jī)態(tài)為主要存在形態(tài),在深層水體中以溶解無機(jī)態(tài)為主要存在形態(tài)。黑潮表層水中,DON、DOP是N、P主要存在形態(tài),分別占TN、TP的約90%、80%;其次以顆粒態(tài)形式存在,PN(PIN+PON)、PP(PIP+POP)分別占總量的10%左右;溶解無機(jī)態(tài)含量最少。隨水深增加,溶解有機(jī)態(tài)及顆粒態(tài)的N、P濃度降低,而溶解無機(jī)態(tài)N、P濃度增加。至黑潮深層水中,溶解無機(jī)態(tài)成為N、P的最主要存在形態(tài),DIN(NO_3-N+NO_2-N)、DIP(PO_4-P)分別占TN、TP的90%左右;溶解有機(jī)態(tài)為次要存在形態(tài);而顆粒態(tài)組分所占比例已不足1%。上升流水體中,N、P在表層水中以溶解有機(jī)態(tài)為主要存在形態(tài),在深層水中以溶解無機(jī)態(tài)為主要存在形態(tài),且各組分所占比例受到黑潮涌升水影響。3.黑潮水向東海陸架區(qū)的入侵向東海輸送大量的營養(yǎng)物質(zhì),夏半年(5月~10月)間跨陸架邊緣向東海輸入N、P、SiO_3-Si營養(yǎng)物質(zhì)的通量分別為17.17、0.93、14.71 kmol/s;冬半年(11月~次年4月)間跨陸架邊緣向東海輸入N、P、SiO_3-Si營養(yǎng)物質(zhì)的通量分別為15.70、0.75、9.73 kmol/s。值得注意的是,N、P輸送通量中溶解有機(jī)態(tài)、顆粒態(tài)的N、P貢獻(xiàn)近半,不容忽視。黑潮向東海輸送營養(yǎng)物質(zhì)通量,受黑潮自身營養(yǎng)物質(zhì)分布及黑潮向東海輸入水通量兩方面的共同影響。黑潮水向東海陸架區(qū)的入侵向東海輸送大量的營養(yǎng)物質(zhì),由于黑潮自身營養(yǎng)物質(zhì)分布存在季節(jié)變化,且營養(yǎng)物質(zhì)含量各不相同的黑潮各水層(黑潮表層水、黑潮次表層水和黑潮中層水)的入侵程度存在季節(jié)差異,因此不同季節(jié)黑潮向東海輸送營養(yǎng)物質(zhì)的通量有所不同。根據(jù)水-鹽平衡箱式模型估算得到了各季節(jié)黑潮跨陸架邊緣向東海輸送各形態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)的通量。黑潮向東海輸送DIN、DIP、SiO_3-Si、DON、DOP、PN、PP通量在春季分別為13.70、0.98、23.03、10.65、0.38、0.66、0.04 kmol/s;夏季分別為4.24、0.27、6.38、4.84、0.18、0.25、0.02kmol/s;秋季分別為5.25、0.37、9.73、9.80、0.34、0.65、0.04 kmol/s。夏半年(5~10月)中DIN、DIP分別占N、P總輸入通量的52%、67%,冬半年(11月~次年4月)中DIN、DIP分別占N、P總輸入通量的33%、50%。除溶解無機(jī)態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)外,黑潮向東海輸送了大量的溶解有機(jī)態(tài)及顆粒態(tài)營養(yǎng)物質(zhì),這兩種形態(tài)的營養(yǎng)物質(zhì)對東海陸架區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)的分布格局也有重要影響。4.夏半年、冬半年間的黑潮入侵水輸入營養(yǎng)物質(zhì)通量的DIN/DIP比值分別為14.36、14.08,而TN/TP比值分別為18.41、20.91。攜帶大量營養(yǎng)物質(zhì)尤其是含有較高濃度DIP的黑潮入侵水可以經(jīng)近岸黑潮底層分支入侵至東海閩浙近海海域,進(jìn)而緩和河流輸入所造成的東海近海高N/P情況,對東海營養(yǎng)物質(zhì)分布格局造成一定的影響。在夏半年(5月~10月),黑潮輸入DIN、DIP、SiO_3-Si、DON、DOP、PN、PP分別是東海陸架區(qū)N、P、SiO_3-Si總收入(黑潮輸入、臺灣海峽水輸入及河流輸入之和)的23%、34%、42%、20%、15%、1%、2%,是東海陸架區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)的極重要來源。在冬半年(11月~次年4月),黑潮輸入DIN、DIP、SiO_3-Si、DON、DOP、PN、PP分別是東海陸架區(qū)N、P、Si總收入(黑潮輸入、臺灣海峽水輸入及河流輸入之和)的18%、25%、37%、33%、22%、2%、3%,其溶解無機(jī)態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)輸入通量低于夏季,溶解有機(jī)態(tài)及顆粒態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)輸入通量高于夏季。黑潮入侵水在夏半年和冬半年向東海輸送DIN、DIP、SiO_3-Si、DON、DOP、PN、PP等形態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)的通量分別是同期河流輸入通量的2.55、37.77、2.93、10.68、9.33、0.63、0.63倍和5.04、45.67、5.22、40.70、33.74、5.57、1.08倍。而夏半年、冬半年間的河流輸入DIN/DIP比值分別為212.31、127.50,黑潮入侵水輸入DIN/DIP比值分別為14.36、14.08。攜帶大量營養(yǎng)物質(zhì)尤其是含有較高濃度DIP的黑潮入侵水可經(jīng)近岸黑潮底層分支入侵至東海閩浙近海海域,可以緩解河流輸入所造成的東海近海高N/P比值,進(jìn)而對東海營養(yǎng)物質(zhì)分布格局產(chǎn)生一定的影響。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X55
【圖文】：

黑潮向東海營養(yǎng)物質(zhì)輸送及其控制因素解析個站位進(jìn)行了秋季航次的現(xiàn)場調(diào)查；2015 年 8 月 31 日~2015 年 10 月 2 日隨“科學(xué)號”調(diào)查船對臺灣以東黑潮主流徑海域的 2 個斷面共 6 個站位進(jìn)行了夏季航次的現(xiàn)場調(diào)查。各調(diào)查航次的具體站位分布情況見圖 1.2。現(xiàn)場調(diào)查根據(jù)調(diào)查站位的水深設(shè)置不用的采樣水層，一般按照海洋科學(xué)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)層次進(jìn)行采水（5m、20m、30m、50m、75m、100m、200m、500m、800m、1000 m、1500 m、2000 m）。各調(diào)查站位的水體溫度、鹽度、密度（條件密度，即 σt=(ρ-1)×103）由固定于采水器上的直讀式溫鹽深儀（ConductivityTemperature Depth system, CTD，型號 Sea-bird 911 Plus）實(shí)時獲得。海水樣品是

圖 2.1 2014 年春季臺灣以東黑潮海域各站位溫-鹽關(guān)系圖 of temperature-salinity data collected at stations east of Taiwa-200-150-100-5000 10 20 30溫度 (°C)-2000-1600-1200-800-400-300-250-200-150-100-50034.2 34.5 34.8鹽度-2000-1600-1200-800-400-300-250-200-150-100-5000 10 20 30TW0-1TW1-2TW1-3TW1-4TW1-5溫度 (°C)度深()m-200-150-100-50034.2 34.5 34.8鹽度

2.9 2014 年春季黑潮主流徑（含 TW0-1 站位）溶解有機(jī)態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)與 Chl的相關(guān)性igure 2.9 Dissolved organic nutrients plotted against Chl a and AOU in the Kuros(including Station TW0-1) in spring 2014SSW 中 DON 和 DOP 濃度降低，分別為 KSW 中濃度的 71%和 76同水層DIN和DIP的濃度（DON/DIN=0.84，DOP/DIP=0.45）。該水層僅分別與 AOU 呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，還各自與 DIN、DIP 呈此消彼關(guān)關(guān)系（圖 2.9）。這可能反映了光轉(zhuǎn)化、生物活動與吸附至顆粒物 DON、DOP 轉(zhuǎn)化為了溶解無機(jī)態(tài)或顆粒態(tài)的 N、P（Voss et al.，致了該水層 DON、DOP 濃度的降低。相比陸源有機(jī)物，海洋自生原位分解利用（Letscheretal.，2015）。事實(shí)上，大部分易降解 DO

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2773598