南極普里茲灣碳酸鹽體系與碳通量研究.pdf

1、　　在全球變化背景下,極區(qū)海洋碳循環(huán)受到了很大的影響。普里茲灣是南極大陸沿岸第三大海灣。作為南大洋碳循環(huán)研究典型海區(qū),普里茲灣成為中國(guó)歷次南大洋考察的重點(diǎn)調(diào)查區(qū)域。海冰過(guò)程、生物過(guò)程、水文過(guò)程等彼此耦合使普里茲灣碳循環(huán)復(fù)雜多變。2008~2009年和2009~2010年分別進(jìn)行了第25次和第26次中國(guó)南極科學(xué)考察,在普里茲灣的觀測(cè)獲得大量珍貴的數(shù)據(jù)。本文通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)的碳酸鹽系統(tǒng)參數(shù)總堿度(TA)、總?cè)芙鉄o(wú)機(jī)碳(DIC)、表層海水二氧化碳分

2、壓(pCO2)、pH和計(jì)算所得的碳循環(huán)相關(guān)參數(shù)海-氣CO2通量、凈群落生產(chǎn)力(NCP)、緩沖系數(shù)(R)的時(shí)空變化及各參數(shù)影響因素的分析討論來(lái)闡述普里茲灣海區(qū)的碳循環(huán)控制機(jī)制,并對(duì)其CO2匯強(qiáng)度和緩沖能力進(jìn)行了評(píng)估。
　　普里茲灣在2009~2010年夏季是CO2的強(qiáng)匯,海-氣CO2通量為-34.5 mmol m-2 d-1。根據(jù)表層pCO2分布特征,可以66°S為界分為灣內(nèi)和灣外,表現(xiàn)為灣內(nèi)低、灣外高的特征。灣內(nèi)平均pCO2為2

3、20.3μatm,海-氣CO2通量為-41.4 mmol m-2 d-1,表現(xiàn)為CO2的強(qiáng)匯；灣外平均pCO2為350.0μatm,海-氣CO2通量為-6.1 mmol m-2 d-1,表現(xiàn)為CO2的弱匯。在普里茲灣的走航觀測(cè)中,pCO2不僅表現(xiàn)出顯著的區(qū)域差異,而且在不同月份也表現(xiàn)出了顯著的季節(jié)變化。2009年12月,平均pCO2為220.8μatm,海-氣CO2通量為-41.4 mmol m-2 d-1；2010年2月,平均pCO2

4、為273.3μatm,海-氣CO2通量為-26.9 mmol m-2 d-1。綜合來(lái)說(shuō),普里茲灣pCO2及碳匯的時(shí)空變化顯著,CO2的匯強(qiáng)主要由生物生產(chǎn)的強(qiáng)度控制。12月和2月的生物生產(chǎn)的強(qiáng)度差異是碳匯季節(jié)性變化的主要原因。在灣內(nèi),生物生產(chǎn)吸收了DIC,降低了pCO2,增強(qiáng)了海-氣CO2通量；灣外,生物生產(chǎn)減弱,水文過(guò)程成為pCO2的主要控制因素,高CO2的次表層水涌升至表層后向兩側(cè)輻散,影響了附近水域的碳循環(huán)特征。
　　在灣中

5、部73°E 附近,灣內(nèi)外的碳循環(huán)特征明顯,具有很強(qiáng)的代表性。2009年12月沿73°E進(jìn)行了走航觀測(cè),pCO2的變化趨勢(shì)為：陸架區(qū)(67.5°S以南, 162.2μatm)<陸坡區(qū)(67.5~66°S,240.2μatm)

6、°S以南,-54.5 mmol m-2 d-1)>陸坡區(qū)(67.5~66°S,-34.2 mmol m-2 d-1)>AD南部(66-64.5°S,-4.8 mmol m-2 d-1)≈AD北部(64-62°S,-5.4 mmol m-2 d-1)>AD中心(64.5-64°S,-0.6 mmol m-2 d-1)。
　　在2009~2010年夏季,普里茲灣表層pH平均值為7.978,遠(yuǎn)低于全球大洋平均值,表層pH的區(qū)域變化為：