中國近海部分典型海洋環(huán)境中溶存氧化亞氮的分布及海-氣交換通量研究.pdf

1、N2O是大氣中重要的微量氣體，對全球氣候變化和大氣化學(xué)具有重要作用。研究表明：海洋是大氣N2O的重要自然排放源，河流、海灣和陸架區(qū)等近岸海域水體中N2O對海洋N2O釋放的貢獻很大，因此，對我國近海部分典型的海洋中環(huán)境中溶存NzO的研究是非常有意義的，能更好的認識我國鄰近海域?qū)Υ髿鉁厥覛怏wN2O的貢獻。 本文以中國近海有代表性的陸架區(qū).東海、近岸區(qū).海南島主要河流和沿岸海域和受人類活動影響較大的養(yǎng)殖海灣區(qū).桑溝灣為研究目標(biāo)，對這些

2、海域中溶解N2O的分布特征、源與匯和海-氣交換通量的時空變化進行了較為系統(tǒng)的研究，為估算中國近海對大氣N2O的區(qū)域性貢獻提供了科學(xué)基礎(chǔ)。本論文的主要研究成果如下： 1.分別于2006年11-12月和2007年2-3月分別對東海海域不同深度海水中的溶解氧化亞氮進行了調(diào)查研究，結(jié)果表明：秋季東海表層海水中氧化亞氮的平均濃度為8.76±1.30nmol/L，冬季東海表層海水中氧化亞氮的平均濃度為16.17±6.82nmol/L。因此東

3、海水體中溶解氧化亞氮濃度呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化，冬季大約是秋季的2倍左右，并且秋季濃度梯度小而冬季的濃度變化幅度很大。另外，秋、冬季航次中東海所有調(diào)查站位底層海水中溶解N2O濃度均普遍高于表層，表明底層水體中或沉積物中存在N2O的源。秋季東海表層海水中溶解N2O濃度分布表現(xiàn)為自沿岸向外海呈逐漸降低趨勢，近岸站位可能受到長江沖淡水輸入的影響；冬季研究海域東北部表層海水中溶解N2O濃度較高，向西南方向基本呈逐漸降低趨勢，在海區(qū)中心有一個高值出現(xiàn)

4、，原因主要是黑潮水的影響。秋、冬季東海表層海水中N2O均處于過飽和狀態(tài)，表明東海是大氣氧化亞氮的凈源。根據(jù)現(xiàn)場風(fēng)速和表層N2O的濃度，利用Liss和Merlivat公式(L.M86)以及Wanninkhof公式(W92)分別計算了東海氧化亞氮海.氣交換通量，結(jié)果表明：秋季使用LM86和W92公式計算得到的東海N2O海.氣交換通量的范圍分別為0.14-13.2和0.65-25.81μgmol/m2/d，平均值分別為4.43±3.6和7.4

5、4±6.32μmol/m2/d；冬季使用LM86和W92公式計算得到的東海氧化亞氮海-氣交換通量的范圍分別為-11.73-148.32和0.23-251.92μmol/m2/d，平均值分別為23.68±31.61和41.44±52.4μmol/m2/d，因此東海的N2O海-氣交換通量有顯著的季節(jié)變化，冬季約為秋季的6倍。根據(jù)東海秋、冬季的平均N2O海-氣交換通量和東海的面積，初步估算出東海年釋放N2O量為15.6×10-2-27.2×1

6、0-2Tg N2O/yr，雖然東海面積占全球海洋面積的0.2％，而其向大氣釋放的N2O卻占全球海洋年釋放N2O總量的～3％，表明陸架海區(qū)雖然只占全球海洋的一小部分，但對全球海洋釋放N2O的貢獻較大。 2.分別于2006年12月和2007年8月對萬泉河、文昌文教河及其河口和海南東部近岸海域進行了調(diào)查研究，結(jié)果表明：冬季航次海南東部近岸海域溶解N2O濃度平均值為17.38±12.0nmol/L：夏季航次海南河流和近岸大面站水體中溶解

7、N2O濃度平均值為22.26±20.6nmol/L，其中，受人類活動影響較大的河流中溶解N2O濃度要遠遠高于近岸海域。夏季調(diào)查所有站位水體中N2O均處于過飽和狀態(tài)，是大氣N2O的凈源。夏季使用LM86和W92公式計算得到的海南近岸海域氧化亞氮海-氣交換通量的平均值分別為5.95±4.3和10.34±7.7μmol/m2/d。 3.利用2006年到2007年的四個航次對桑溝灣表層海水中溶解N2O進行了研究，結(jié)果表明其濃度和飽和度存