膠州灣秋冬季海-氣界面CO2源-匯的季節(jié)演變.pdf

1、陸架邊緣海作為陸地與大洋間的過渡地帶，由于緊鄰陸地以及特殊的地理構(gòu)造使其極易受人類活動(dòng)影響，同時(shí)由于初級(jí)生產(chǎn)力、有機(jī)物礦化、上升流、河流輸入等過程的影響，使得陸架邊緣海CO2源/匯機(jī)制較為復(fù)雜，成為各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。河口、海灣作為陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)交互作用最明顯的區(qū)域，也成為陸海相互作用和全球碳循環(huán)的研究焦點(diǎn)之一。然而對(duì)于中國陸架邊緣海區(qū)以及河口海灣碳循環(huán)及碳源/匯機(jī)制的研究仍比較薄弱。本文依據(jù)2007年11月和2008年2月

2、對(duì)膠州灣兩個(gè)航次的調(diào)查資料以及現(xiàn)場(chǎng)走航實(shí)測(cè)的pCO2數(shù)據(jù)，并結(jié)合水文、化學(xué)和生物等要素的同步觀測(cè)資料，分析了表層海水pCO2的分布特征、季節(jié)變化規(guī)律和CO2通量，討論了溫度、有機(jī)物降解和浮游植物活動(dòng)等因素對(duì)膠州灣pCO2分布格局和源/匯季節(jié)變化的影響。
　　 秋季膠州灣表層海水pCO2最高值位于李村河口，并從李村河口向西南方向呈遞減趨勢(shì)。pCO2測(cè)得值在315～720μatm之間，平均值為423μatm?！鱬CO2在-82～23

3、5μatm之間，平均為32μatm，整體上表現(xiàn)為大氣CO2的源。溫度對(duì)秋季pCO2分布的影響不大。秋季膠州灣受城市化影響較為嚴(yán)重，近岸區(qū)有機(jī)污染程度要明顯大于中間及灣口海域。有機(jī)物降解培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明：秋季膠州灣的有機(jī)物耗氧呼吸速率已處于較高水平，在pCO2和DOC偏高的海域有機(jī)物耗氧呼吸作用速率也高，有機(jī)物降解對(duì)秋季膠州灣pCO2的分布有著很大的影響。同時(shí)陸源輸入和海水養(yǎng)殖等給膠州灣帶來了較為豐富的營養(yǎng)鹽，浮游植物活動(dòng)對(duì)灣內(nèi)大部分海域pC

4、O2的分布影響也較大(除去灣口和東北部養(yǎng)殖海域)，特別是Chla和DO飽和度含量較高的西部近岸海域，浮游植物活動(dòng)是造成此海域成為大氣CO2弱匯的主要原因。秋季有機(jī)物降解和浮游植物活動(dòng)是影響膠州灣pCO2分布的主要因素。
　　 冬季膠州灣表層海水pCO2最低值位于灣東北部，并從灣北部到灣口呈梯度遞增。pCO2測(cè)得值在145～361μatm之間，平均值為236μatm，△pCO2在-235～70μatm之間，平均為-135μatm，

5、表現(xiàn)為大氣CO2的強(qiáng)匯。冬季由于陸地基本封凍，除城市化影響嚴(yán)重的東部近岸海域外，其他海域暫時(shí)不受陸源影響。冬季溫度變化范圍不到1℃，溫度對(duì)pCO2分布的影響很小，幾乎可以忽略。同時(shí)由于冬季灣內(nèi)污染情況較輕，溫度和異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量降低，因此有機(jī)物降解對(duì)pCO2的影響微弱。但由于冬季灣內(nèi)水文、生物等環(huán)境條件相對(duì)較穩(wěn)定以及冬季大風(fēng)作用將底層豐富的營養(yǎng)鹽帶至表層，造成了浮游植物的高峰，冬季旺盛的浮游植物活動(dòng)是影響膠州灣pCO2分布的主要因素。

6、>　　 本文利用平均風(fēng)速及Liss&Merlivat(1986)、Wanninkhof(1992)和McGilliset al.(2004)三種模式計(jì)算結(jié)果的平均值估算了膠州灣月際CO2通量，并計(jì)算了膠州灣秋、冬季碳通量。11月份CO2通量為2.76mmol m-2 d-1，2月份CO2通量為-14.54mmol m-2d-1。秋季膠州灣整體上表現(xiàn)為大氣CO2的源，可向大氣排放0.90×103tC;冬季膠州灣表現(xiàn)為大氣CO2的強(qiáng)匯，可

7、從大氣吸收4.76×103tC?？梢钥闯?，膠州灣CO2源/匯季節(jié)變化顯著，冬季的碳吸收通量約為秋季碳釋放通量的5倍多。分析表明：溫度、有機(jī)物降解和浮游植物活動(dòng)等因素在膠州灣秋冬季pCO2及CO2通量的季節(jié)變化過程中起著重要的作用。通過Takahashi(1993)溫度校正公式和Takahashi et a1.(2002)的計(jì)算方法得出的結(jié)果也表明；在pCO2的季節(jié)變化過程中，溫度和生物活動(dòng)對(duì)pCO2產(chǎn)生的影響作用大小相當(dāng)，溫度和生物活動(dòng)