發(fā)布時間：2017-05-29 15:08

  本文關(guān)鍵詞：春季膠州灣海水甲烷氧化速率時空變化初步研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：甲烷是一種重要的溫室氣體,它通過吸收紅外輻射和大氣中的光化學(xué)反應(yīng)影響全球氣候。近年來,大氣中不斷升高的甲烷濃度對全球氣候變化的影響,受到研究者越來越多的關(guān)注。海洋是大氣甲烷的自然源之一,盡管海洋面積占全球的71%,但海洋對全球大氣中甲烷的貢獻率卻非常低。Reeburgh等人認(rèn)為絕大部分甲烷氣體(90%以上)在進入大氣圈之前已被氧化消耗掉了。因此,甲烷氧化速率的研究成為了海洋生物地球化學(xué)循環(huán)研究中一個重要的方面。本文通過一系列的海水培養(yǎng)實驗,采用13CH4作為示蹤劑,建立了測定海水中甲烷氧化速率的方法,系統(tǒng)考察了2014年春季(3月、4月和5月)膠州灣海水中甲烷的氧化速率,獲得了以下的研究結(jié)果：1、利用同位素標(biāo)記的13CH4在海水進行培養(yǎng)的方法能夠有效的測定受人類活動影響較大的半封閉海水水體甲烷的氧化速率。本論文應(yīng)用該方法測定的2014年1月膠州灣甲烷的平均氧化速率為71.4 nmol·L-1·d-1。本研究根據(jù)網(wǎng)格法粗略估算了2014年1月膠州灣氧化甲烷的總量約為48.0×105mol/mon,與膠州灣向大氣釋放的甲烷的月平均通量相比,粗略計算出膠州灣氧化甲烷的量約是膠州灣甲烷海氣通量的3.2～6.9倍,進一步支持了Reeburgh的假設(shè)即海水中大部分的甲烷在進入大氣之前都被消耗掉了。2、春季3、4、5月份膠州灣表層海水中甲烷氧化速率的平均值分別為(85.7±51.2)nmol·L-1·d-1、(104.7±89.7) nmol·L-1·d-1、(73.2±46.8) nmol·L-1·d-1;底層海水中甲烷氧化速率的平均值分別為(100.5±59.8) nmol·L-1·d-1、 (148.9±76.2)nmol·L-1·d-1、(134.2±54.5) nmol·L-1·d-1。春季膠州灣底層海水中甲烷氧化速率的平均值稍高于表層。本實驗根據(jù)3、4、5月份膠州灣海水中甲烷氧化速率的大小,估算了春季各月的膠州灣海水中甲烷的氧化量：3月份膠州灣中甲烷的氧化量為6.86×106mol,4月份膠州灣中甲烷的氧化量為9.42÷106mol,5月份膠州灣中甲烷的氧化量為8.74×107mol,則春季膠州灣甲烷的總氧化量為2.50×107mol。3、春季3、4、5月份膠州灣表層海水中甲烷氧化速率水平分布規(guī)律為：在膠州灣的西海岸與東海岸呈現(xiàn)出近岸高、遠岸低的趨勢,整體呈現(xiàn)出由灣內(nèi)向灣外逐漸降低的趨勢。在3、4月份,膠州灣西海岸的甲烷氧化速率的最高值在大沽河河口附近：但在5月份,膠州灣西海岸的甲烷氧化速率的最高值在大沽河與洋河河口之間。說明膠州灣表層海水甲烷氧化速率的大小和分布受人類活動的影響比較顯著。春季3、4、5月份膠州灣底層海水中甲烷氧化速率水平分布規(guī)律為：膠州灣的東部有近岸低、遠岸高的趨勢,且膠州灣的最高值出現(xiàn)在膠州灣的西部。膠州灣的甲烷氧化速率的垂直變化柱形圖顯示：在膠州灣南部和膠州灣灣口的深水區(qū),甲烷氧化速率垂直方向上的最大值出現(xiàn)在中間水層或者底層,隨著時間的不同會有稍許的變化,這可能是海水垂直方向上混合作用的結(jié)果。4、春季3、4、5月份膠州灣海水中甲烷氧化速率與pH、TA、DOC的變化間缺乏相關(guān)性(P0.05),與DIC的變化之間有相對明顯的正相關(guān)性,這與膠州灣海水的甲烷的需氧氧化過程有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：甲烷 氧化速率 碳-13 甲烷氧化量 膠州灣
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P734.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 0 前言12-13
• 1 文獻綜述13-25
• 1.1 海洋中溶存甲烷的分布特征及影響因素研究進展14-16
• 1.2 海洋中溶存甲烷的生物地球化學(xué)循環(huán)16-17
• 1.3 海洋中甲烷的氧化17-21
• 1.3.1 甲烷需氧氧化及甲烷氧化菌17-18
• 1.3.2 甲烷厭氧氧化18-21
• 1.4 海水中甲烷氧化速率的測定方法21-23
• 1.4.1 同位素法測定甲烷的氧化速率研究進展21-22
• 1.4.2 穩(wěn)定同位素法測定甲烷的氧化速率22-23
• 1.5 甲烷氧化研究進展23-25
• 2 實驗部分25-31
• 2.1 儀器和試劑25-26
• 2.1.1 儀器25
• 2.1.2 試劑25-26
• 2.2 實驗器皿的處理和~(13)CH_4混合氣體的配置26
• 2.3 分析方法26-31
• 2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)氣體儲存方式的選擇26-27
• 2.3.2 甲烷濃度測定方法的探索和優(yōu)化27-28
• 2.3.3 CH_4濃度的測定28
• 2.3.4 δ~(13)CH_4的測定28-29
• 2.3.5 DOC、DIC、pH、TA的分析29-31
• 3 甲烷和甲烷氧化速率的的測定及方法的驗證31-41
• 3.1 膠州灣簡介31-32
• 3.2 海水樣品采集及培養(yǎng)32-34
• 3.3 2014年1月膠州灣海水的測定結(jié)果及驗證34-39
• 3.3.1 2014年1月膠州灣中甲烷濃度的變化及其水平分布34
• 3.3.2 2014年1月膠州灣中甲烷的氧化速率34-37
• 3.3.3 膠州灣中存在甲烷的產(chǎn)生和消耗37
• 3.3.4 δ~(13)CO_2的變化與甲烷的氧化37-38
• 3.3.5 膠州灣中溶解氧對甲烷氧化速率的影響38
• 3.3.6 2014年1月膠州灣中甲烷的氧化量38-39
• 3.4 小結(jié)39-41
• 4 春季膠州灣海水中甲烷的濃度、氧化速率的大小、水平分布及其影響因素41-60
• 4.1 春季膠州灣海水中甲烷的濃度的變化42-44
• 4.1.1 2014年3月膠州灣海水中甲烷濃度的水平分布42
• 4.1.2 2014年4月膠州灣海水中甲烷濃度的水平分布42-43
• 4.1.3 2014年5月份膠州灣海水中甲烷濃度的水平分布43-44
• 4.1.4 2014年春季3、4、5月份膠州灣海水中溶解甲烷的濃度的變化44
• 4.2 春季膠州灣海水中甲烷的氧化速率的變化44-51
• 4.2.1 2014年3月份膠州灣海水中甲烷氧化速率的水平分布44-46
• 4.2.2 2014年4月份膠州灣海水中甲烷氧化速率的水平分布46-48
• 4.2.3 2014年5月份膠州灣海水中甲烷氧化速率的水平分布48-49
• 4.2.4 2014年春季3、4、5月份膠州灣海水中甲烷氧化速率的變化49-51
• 4.3 甲烷氧化速率(MOX)與pH、TA、DOC、DIC的變化及甲酸濃度的相關(guān)性51-55
• 4.3.1 2014年春季3、4、5月份膠州灣中MOX與pH、TA、DOC變化的相關(guān)性51-52
• 4.3.2 2014年春季膠州灣中甲烷氧化速率(MOX)與DIC變化及甲酸的相關(guān)性52-55
• 4.4 影響2014年春季膠州灣海水中甲烷濃度和氧化速率變化的因素55-57
• 4.4.1 影響2014年春季膠州灣海水中甲烷分布的因素55
• 4.4.2 影響膠州灣海水甲烷氧化速率的因素55-57
• 4.5 2014年春季膠州灣中甲烷的氧化量57-58
• 4.5.1 2014年3月份膠州灣中甲烷的氧化量57
• 4.5.2 2014年4月膠州灣中甲烷的氧化量57-58
• 4.5.3 2014年5月膠州灣中甲烷的氧化量58
• 4.6 小結(jié)58-60
• 5 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-67
• 致謝67-68
• 個人簡歷68
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

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