浙江近海春季赤潮前后营养盐在沉积物—海水界面交换速率的研究
本研究于2005-03-27～2005-03-31和2005-04-27～2005-05-09分2个航次在浙江近海赤潮高发区使用沉积物多管采样器采集赤潮爆发前期和后期的海底柱状沉积物进行现场培养。于2006-04-23和2006-05-23在ZA3采集表层沉积物添加氯化汞为生物抑制剂进行对比培养；并同时在该站位进行24小时沉降颗粒物捕集。通过实验室现场培养法测定了东海浙江近海赤潮高发区海域春季硅藻赤潮爆发前后沉积物．海水界面的N、P、Si营养盐交换速率，应用沉积物捕集器测定该区域颗粒物的沉降通量。主要结论如下：
1．硅藻赤潮前后营养盐在沉积物-海水界面的交换速率的变化
对于赤潮区站位硅藻赤潮爆发前NO<,3>-N都是由海水向沉积物汇聚，其速率变化范围是-1.33～-0.68mmol·m<'-2>·d<'-1>；而硅藻赤潮爆发后由沉积物向海水中释放，变化范围0.05～0.82mmol·m<'-2>·d<'-1>。在赤潮爆发前后NH<,4>-N都基本表现为由沉积物向海水中释放。其速率变化范围是：赤潮爆发前-0.65～1.69 mmol·m<'-2>·d<'-1>；赤潮爆发后-0.45～0.98 mmol·m<'-2>·d<'-1>，比赤潮前释放速率降低。在赤潮前期和后期除Zc17外的所有站位都表现为由海水向沉积物中汇聚，赤潮区站位在赤潮爆发前变化范围是-0.03～-0.02 mmol·m<'-2>·d<'-1>；赤潮后变化范围是-0.11～0.05mmol·m<'-2>·d<'-1>，赤潮前后变化不大。对于NO<,3>-N、NH<,4>-N，间隙水与上覆水浓度差的变化可能是导致交换速率发生变化的主要原因。
赤潮前后所有站位的溶解态硅酸盐都表现为由沉积物向海水释放。赤潮前赤潮区为0.85～2.32mmol·m<'-2>·d<'-1>。赤潮后释放速率为2.74～9.23 mmol·m<'-2>·d<'-1>。硅酸盐在东海沉积物-海水界面的交换速率主要由间隙水和上覆水的浓度差以及表层沉积物中的粘土矿物的溶解扩散控制。硅藻细胞残体中生物硅的溶解释放也是本次赤潮后无机硅释放速率增大的主要原因之一。
赤潮前赤潮区四个站位的无机磷表现为由海水向沉积物中汇聚，其速率变化范围是-0.06～-0.01mmol·m<'-2>·d<'-1>；赤潮后却表现为由沉积物向海水释放，速率变化范围是0.08～1.26mmol·m<'-2>·d<'-1>。潮后的水温由于台湾暖流的影响而升高使沉积物中有机质分解加剧；DO由于有机质降解而表现出还原环境的趋向有利于磷的释放：赤潮后上覆水水体中PO<,4>-P浓度降低使沉积物中间隙水与上覆水的浓度差趋向增大；三种因素的共同作用决定了沉积物在赤潮后由吸收磷向释放磷的转变。
2．底栖生物对营养盐在沉积物-海水界面交换速率的影响
该海域表层沉积物中生物扰动的存在可以使SiO<,3>-Si在沉积物-海水界面的释放速率增大30﹪～50﹪；使磷的释放减少90﹪以上，能够有效地抑制PO<,4>-P由沉积物向海水中释放。对于NO<,2>-N、NO<,3>-N和NH<,4>-N来说，抑制生物活动后其营养盐在沉积物一海水界面的交换速率均迅速增大。实验结果表明，该海域底栖生物的存在能够减少无机氮营养盐的释放，减弱富营养化水体的营养程度。
3．东海赤潮高发区的有机碳氮的沉降通量及颗粒物的再悬浮率
真光层的颗粒物沉降通量是4.2 g·m<'-2>·d<'-1>，底层的颗粒物沉降通量由于底层水再悬浮颗粒物影响达到13 g·m<'-2>·d<'-1>，比真光层的沉降通量高出2倍多。
有机碳的垂直通量由真光层的0.59g·m<'-2>·d<'-1>到底部降至0.20 g·m<'-2>·d<'-1>。颗粒氮的垂直分布同有机碳相似，沉降通量由0.031g·m<'-2>·d<'-1>降至0.027g·m<'-2>·d<'-1>。
通过校正后的再悬浮比率计算公式计算出来的再悬浮比率为78﹪，证明了东海赤潮高发区底部的颗粒物再悬浮对底部颗粒物的沉降通量有着重要贡献。底层有机碳的主要来源是上部真光层的有机碳的沉降。
沉积物;海水界面;营养盐;交换速率;赤潮;底栖生物
中国海洋大学
硕士
海洋化学
王江涛
2007
中文
P736.41;P734.44
62
2007-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）