春季膠州灣和桑溝灣表層海水pCO2分布及影響因素分析.pdf

1、近海在全球海洋碳循環(huán)中起著重要作用,成為全球碳循環(huán)研究的熱點之一。近岸海域(灣)相對于陸架邊緣海而言,受人類擾動更為明顯,陸源人為輸入等過程帶來的生物活動在近岸表現(xiàn)的更加劇烈。影響其CO2源匯的生物地球化學(xué)過程,對陸架邊緣海來說具有普遍性,但量值上具有極端性。開展近岸海域海-氣界面CO2通量及表層pCO2控制機(jī)制的研究,有助于厘清受人類活動嚴(yán)重干擾下邊緣海(灣)碳的生物地球化學(xué)過程。本文針對受城市化影響較多的膠州灣,和以貝藻混養(yǎng)為主的桑

2、溝灣,基于春季現(xiàn)場航次調(diào)查及結(jié)合以往航次數(shù)據(jù),分析了兩個海灣pCO2分布特征,估算了海-氣界面CO2通量。重點討論了溫度、生物過程等對這兩個海灣pCO2分布的不同影響。
　　本論文主要結(jié)果和結(jié)論如下:
　　(1)春季4月份膠州灣表、底層水體垂直混合均勻,且水柱對表層碳酸鹽體系的影響不可忽視。表層海水pCO2測得值在392~1648μatm之間,平均值為496μatm,整體上表現(xiàn)為大氣CO2的源。強(qiáng)烈的生物好氧呼吸過程是4月份

3、膠州灣為大氣CO2源的主要原因。春季4月份膠州灣海-氣界面CO2交換速率為13.11 mmol·m-2·d-1。
　　(2)膠州灣全年pH在7.28~8.73之間,平均值為8.16,且具有較為明顯的季節(jié)及空間分布差異。整個膠州灣全年月平均 pH變化也呈現(xiàn)類似的雙峰型分布。與其他區(qū)域相比而言,東部近岸區(qū)月平均pH波動較大。溫度與生物過程共同控制著膠州灣pCO2、pH的演變:1、2、3月份在低溫與強(qiáng)烈的初級生產(chǎn)過程共同作用下,膠州灣

4、pH處于全年較高水平,并且作為大氣CO2的匯區(qū)存在;4、5月份強(qiáng)烈的好氧呼吸過程是灣內(nèi) pH的主要控制因素,也是膠州灣為大氣CO2源區(qū)的主要影響因素;溫度是膠州灣夏季8月份浮游植物生長高峰期仍表現(xiàn)為大氣CO2源的主要原因,同時灣內(nèi)強(qiáng)烈的初級生產(chǎn)過程也影響著灣內(nèi)pCO2、pH的變化;9月份溫度與好氧呼吸過程共同控制著灣內(nèi)pCO2、pH的變化;10月份灣內(nèi)pCO2、pH主要受控于較強(qiáng)的好氧呼吸過程;11、12月份溫度與生物過程共同影響著灣內(nèi)

5、pCO2、pH的變化,二者間的凈值大小決定了膠州灣CO2源匯角色。
　　(3)與膠州灣不同的是,春季5月份桑溝灣表層pCO2測得值為225~344μatm,平均值為265μatm,為大氣CO2的匯區(qū)。表層pCO2分布的趨勢:貝類養(yǎng)殖區(qū)<貝藻混養(yǎng)區(qū)<藻類養(yǎng)殖區(qū)<灣外近海。春季桑溝灣養(yǎng)殖海域表層pCO2、DO％、DIC及 TA的分布主要受藻類初級生產(chǎn)過程控制。春季桑溝灣海-氣界面CO2交換速率為-5.21 mmol m-2 d-1。然