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作者：裴绍峰中国科学院研究生院（海洋研究所）

学位级别：硕士

近年来,东中国海赤潮灾情严重,且74.7%的赤潮集中在30°30′～32°00′N、122°15′～123°10′E的“赤潮高发区”。在研究该区赤潮成因时,长江口沿岸上升流的影响越来越受到人们的关注,并被一些专家观测和研究。但目前为止,针对该区营... 详细信息

近年来,东中国海赤潮灾情严重,且74.7%的赤潮集中在30°30′～32°00′N、122°15′～123°10′E的“赤潮高发区”。在研究该区赤潮成因时,长江口沿岸上升流的影响越来越受到人们的关注,并被一些专家观测和研究。但目前为止,针对该区营养盐动力学特征及其对叶绿素a影响的研究较少,且不系统。本文根据2004年四个季度月的调查资料,系统地探讨了长江口上升流区营养盐动力学特征;估算了上升流的营养盐通量,并和陆源输入通量进行了比较。初步探讨了上升流对该区营养盐结构和浮游植物生长的影响。为深入研究长江口富营养化和赤潮形成机制提供了参考。结果表明春季在122°20′～123°00′E,31°00′～32°00′N以北海域存在低温、高盐、低溶解氧的沿岸上升流。它不但可把底层高含量磷酸盐输送到10m层以上海区,而且还为上层海区输入了相对低含量硝酸盐和硅酸盐,从而改善了上层营养盐结构,使得营养盐比值接近Redfield Ratios,同时还改善了上层的透明度;从而有利于浮游植物的繁殖。夏季上升流受到强大的长江冲淡水压制,表现不如春季明显,主体水团出现在122°20′～123°00′E,31°15′～31°50′N海区10m层以下。在秋、冬季,上升流现象被更强的对流现象所掩盖,表现为台湾暖流表层水的入侵。表、底层水域不仅温、盐度分布十分接近,而且营养盐结构差异也较小。冬季台湾暖流水中的磷酸盐含量远比秋季高,与春、夏季上升流水团中磷酸盐含量接近。硝酸盐和硅酸盐含量比秋季稍高,比春、夏季上升流水团中的含量稍低。叶绿素a季节性分布表明,在春、夏季的10m层以下水域,叶绿素a受到透明度限制,含量相差不大;而在表层和10m层之间,春季叶绿素a的含量远高于夏季,说明春季的营养盐结构和自然条件更有利于浮游植物的繁荣生长。在秋季台湾暖流水影响的区域,表层叶绿素a含量较夏季稍低。而冬季该区叶绿素a含量则是最低的。对长江口上升流水团春季营养盐通量的计算结果表明,上升流水团中磷酸盐输送通量远远高于长江径流输入,是其径流通量的两倍以上,可能会成为影响该海区磷酸盐分布以及浮游植物生长的一个值得关注的因素。

关键词：上升流营养盐动力学营养盐结构叶绿素a 长江冲淡水

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南海西部冷涡区域上层海洋营养盐的动力学

南海西部冷涡区域上层海洋营养盐的动力学

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作者：许艳苹厦门大学

学位级别：硕士

本论文从营养盐动力学的角度研究生物地球化学过程对中尺度冷涡发展不同阶段的响应。研究区域为南海西部(11°N-16°N,110°E-115°E),调查时间为2006年12月(东北季风期)和2007年8月和9月(西南季风期)。调查项目包括溶解活性磷酸盐(磷酸... 详细信息

本论文从营养盐动力学的角度研究生物地球化学过程对中尺度冷涡发展不同阶段的响应。研究区域为南海西部(11°N-16°N,110°E-115°E),调查时间为2006年12月(东北季风期)和2007年8月和9月(西南季风期)。调查项目包括溶解活性磷酸盐(磷酸盐)、硝酸盐+亚硝酸盐(无机氮)、硅酸盐以及水文和生物等相关参数。由于南海西部是典型的寡营养盐海域,我们采用流动注射C18小柱富集的方法测定上层海洋的低浓度溶解活性磷酸盐,并首次成功地实现了相对比较完整的中尺度冷涡发展过程的现场观测研究。 2007年8月和9月在南海西部的北部海域和南部海域先后观测到两个直径约为170 km和200 km的冷涡,命名为冷涡Ⅰ和冷涡Ⅱ。以25 m深度计,冷涡Ⅰ中心区较边缘区温度低6.8℃,盐度高0.9,密度大2.6kg m;冷涡Ⅱ中心区较边缘区温度低6℃,盐度高1.7,密度大2.9kg m。营养盐浓度自冷涡的中心区向边缘区逐渐降低:以25 m深度的磷酸盐和无机氮的浓度计,在冷涡Ⅰ中心区分别为275 nM和3.3μM,递减到边缘区的低值5 nM和＜0.3μM;在冷涡Ⅱ中心区分别为265 nM和7.8μM,降低到边缘区的低值6 nM和＜0.3μM。0-100 m营养盐总量冷涡中心区是边缘区的4-7倍。冷涡Ⅰ中心0-100 m磷酸盐和无机氮总量分别为54.8±6.5 mmol P m和792±98 mmol N m(n=4 stations);冷涡Ⅱ中心的磷酸盐和无机氮总量分别为66.1±9.4 mmol P m和1107±166 mmol Nm(n=4 stations)。冷涡Ⅰ和冷涡Ⅱ边缘区0-100m营养盐总量(n=1 station),磷酸盐为14.1mmol P m和11.5 mmol P m;无机氮为193.7 mmol N m和152mmol N m。东北季风期,0-100 m磷酸盐和无机氮总量分别为20 mmol P m和224 mmol N m(n-1 station)。基于冷涡的观测资料并结合冬季的数据分析,本论文对冷涡的不同发展阶段进行了初步的划分:西南季风期的冷涡处于“强化-成熟”期(冷涡Ⅱ,2007年9月1-8日),“成熟-衰退”期(冷涡Ⅰ,2007年8月15-24日),“衰退”期(冷涡Ⅰ衰退期,2007年8月25-31日)和东北季风期“没有涡”的背景场(2006年12月)。西南季风期,南海西部上层水体的氮磷比值显著高于Redfield比值;且呈现较大幅度的波动(1.44 mol mol)。伴随冷涡的涌升氮磷比值升高,当冷涡衰退时,氮磷比值又降回到背景值。分别为3-44 mol mol(冷涡Ⅱ),1-36 mol mol(冷涡Ⅰ),3-21 mol mol(冷涡Ⅰ衰退)和5-20 mol mol(没有涡)。氮磷比值与密度的关系表明,如果不考虑生物活动,南海深层涌升上来的水团其氮磷比值均约为13.7(s.d.=0.3)。高的氮磷比值模式,一定被产生于一个原位的生物过程,产生氮,消耗磷,或者两个过程兼而有之。我们推测是固氮,调查区域大量束毛藻的存在,以及海表观测到束毛藻的水华,支持了固氮这一假设。海流分布特征表明湄公河冲淡水区高氮磷比值固氮藻类的降解对冷涡区的影响是有限的。因此,南海西部冷涡区观测到的高氮磷比值是固氮对冷涡的响应,且高营养盐比值来源于冷涡区的原位生产,即冷涡发生时,寡营养盐海区的固氮也随之促发,氮磷比值随之出现异常高值。冷涡衰退时,氮磷比值又降回到背景值。在此基础上,我们认为:处于冷涡不同发展阶段的营养盐比值模式的显著差异,是生物固氮对不同发展阶段冷涡的不同响应导致的。冷涡驱动的深层/次表层冷水涌升上来的磷酸盐和铁,可能促使固氮的发生。西南季风期,湄公河冲淡水对南海西部影响很大,其携带的大量铁元素也可能提高固氮速率。随着冷涡发展阶段的演化,营养盐吸收百分比从32%(冷涡Ⅱ)增加到74%(冷涡Ⅰ)。基于两端员混合模型估算表明,冷涡Ⅰ和冷涡Ⅱ中的生物固氮分别提供了上层海洋氮需求总量的22.2%和17.8%。

关键词：南海西部中尺度冷涡营养盐动力学冷涡的不同发展阶段固氮

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氮形态组成对海洋浮游植物群落结构的影响与动力学研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2021年第5期51卷 57-71页

作者：郜培怡李克强陈衎梁生康王修林中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

海洋浮游植物群落结构的改变与营养盐结构有关,不同形态氮可能会影响优势种生长从而改变浮游植物群落结构。本文针对莱州湾硅藻向甲藻潜在的种群演替问题,通过船基围隔生态系现场氮加富培养实验,研究NO3-N、NH4-N、陆源有机氮(DONts)和... 详细信息

海洋浮游植物群落结构的改变与营养盐结构有关,不同形态氮可能会影响优势种生长从而改变浮游植物群落结构。本文针对莱州湾硅藻向甲藻潜在的种群演替问题,通过船基围隔生态系现场氮加富培养实验,研究NO3-N、NH4-N、陆源有机氮(DONts)和藻源有机氮(DONss)对海洋浮游植物群落结构的影响。结果表明,在NO3-N、NH4-N和DONts加富培养条件下,舟形藻(Navicula spp.,优势度60.4%)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicusm,56.6%)和密连角毛藻(Chaetoceros densus,57.4%)等硅藻是优势种,在DONss加富培养条件下,春膝沟藻(Gonyaulax verior,60.2%)等甲藻为优势种,说明硅藻主要吸收无机态营养盐成为优势种,而甲藻能够吸收DON成为优势藻。动力学过程分析发现,春膝沟藻(***)等甲藻可以直接吸收利用DONss,而DONts可能是通过矿化转化为无机氮,再被密连角毛藻(***)等硅藻吸收与利用。本文研究成果,有助于对硅藻向甲藻演替的营养盐动力学控制机制的认识。

关键词：硅藻甲藻溶解有机氮营养盐动力学莱州湾氮营养盐

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