夏季楚科奇海河水与海冰融化水组分的空间变化特征

通过对2008年夏季楚科奇海水氧同位素组成的分析,运用S、δ^18 O的质量平衡关系计算出河水组分和海冰融化水组分的份额,揭示出楚科奇海河水和海冰融化水组分的空间变化规律,并探讨其影响因素。楚科奇海河水组分的份额介于1.9%～18.4%之间,呈现随深度增加而降低的趋势;河水组分积分高度的变化范围为1.3～16.6m,平均为（4.8±4.0）m。河水组分份额与积分高度均呈现东高西低、北强南弱的特征,与太平洋入流东侧为富含河水组分的阿拉斯加沿岸流、西侧为低河水组分的白令海陆架水,以及北部海域受波弗特流涡埃克曼辐聚作用的影响有关。海冰融化水份额呈现随深度增加而降低的趋势,20～30m以深受到冬季海冰形成时所释放盐卤水的明显影响。海冰融化水积分高度的变化范围为-3.2～1.7m,平均值为（-0.3±1.2）m,其空间分布呈现东低西高、南强北弱的特征,与太平洋入流输入通量的时间变化以及输入路径的西偏有关。

2009年春季东海的生物固氮速率

2009年4～5月间,应用15N2示踪法实测了东海25个站位的生物固氮速率,结合温度、盐度等要素的分布,分析生物固氮速率的空间变化及其影响因素.结果表明,春季东海的生物固氮速率介于102 ～ 16 349 nmol/（m3·d）之间,平均为2441 nmol/（m3·d）.生物固氮速率的空间变化呈现径流影响区最高,黑潮影响区与陆架其他区域相近的特点,径流影响区的平均生物固氮速率约为黑潮影响区和陆架其他区域的2倍,这可能与固氮生物种类的空间变化有关.春季东海的积分固氮速率平均为129 μmol/（m2·d）,结合此前获得的夏、秋、冬季的积分固氮速率,估算出东海生物固氮速率的年均值为50 μmol/（m2·d）,因而东海的年固氮通量估计为1.4×1010 mol/a,约占全球海洋年固氮通量的0.15％.对东海进行的氮源汇分析表明,生物固氮作用、长江径流输入和大气沉降输入等氮输入通量分别为1.4×1010、7.9×1010和3.9×1010mol/a,反硝化作用和沉积物颗粒氮埋藏的迁出通量分别为9.5 ×1010和3.7×1010 mol/a,东海氮的源汇通量均为13.2×1010 mol/a,表明东海氮的收支基本处于平衡状态.

2003-2012年间白令海峡断面淡水构成的时空变化

通过对2003-2012年间白令海峡64.3°N断面海水氧同位素组成的分析,应用海水δ18 O值和盐度的质量平衡关系区分出淡水中河水和海冰融化水组分的贡献,探讨白令海峡淡水组成的分布特征及其年际变化。研究表明,断面东侧阿拉斯加沿岸水影响区呈现低δ18 O值、低盐、高温、高河水组分的特征,西侧阿拉德尔水具有高δ18 O值、高盐、低海冰融化水的特征,中部白令陆架水的δ18 O值、盐度和淡水组成则居于上述二者之间。阿拉斯加沿岸水影响区河水组分的份额约为阿拉德尔水和白令陆架水的2倍,并呈现出2010年>2012年>2003年>2008年的时间变化规律,受控于育空河入海径流量的时间变化。白令陆架水和阿拉斯加沿岸水影响区的海冰融化水份额较为接近,均比阿拉德尔水影响区的海冰融化水份额高约45%。海冰融化水的年际变化表现出2003年>2008年≈2012年>2010年的规律,受控于白令海海冰的年际变动。从断面淡水构成看,通过白令海峡的淡水平均由46%的河水和54%的海冰融化水构成,且阿拉德尔水、白令陆架水和阿拉斯加沿岸水影响区河水组分与海冰融化水组分的比值自2003年至2012年间呈增加趋势,证明太平洋入流中淡水构成的变化对北冰洋海冰的融化也起着一定的作用。

北白令海透明胞外聚合颗粒物的含量与来源

透明胞外聚合颗粒物(TEP)是海水中大量存在的黏性颗粒物质,它对于海洋颗粒物的聚集、有机碳的埋藏、食物网物质的传递、痕量金属的清除与迁出等均起着重要作用。本研究开展了夏季北白令海陆架、陆坡和海盆区透明胞外聚合颗粒物含量和分布的研究。结果表明,北白令海TEP含量介于34～628mg/m3(Xeq)之间,其中陆架、陆坡和海盆区TEP的平均含量分别为240,145和83mg/m3(Xeq),整体呈现由陆架向外海降低的趋势。在陆坡和海盆区,TEP含量随着深度的增加而降低,但在陆架近底层水中,观察到TEP高含量的特征,与近底层水高的TSM,POC相对应。TEP与荧光强度、TSM、POC等的关系分析显示,研究海域TEP存在两个来源,其一为海洋上层水体的浮游生物,其主要贡献于陆架上层、陆坡和海盆水体;其二为陆架沉积物的底栖生物,其通过沉积物再悬浮贡献于陆架近底层水。

夏季黄、东海初级生产力的分布及其变化

利用14 C示踪法实测了黄、东海海域2006年6—8月的初级生产力,结果表明,积分初级生产力介于378.65～6 403.47mg/(m2.d)之间,平均为2 059.56mg/(m2.d)。初级生产力的空间变化表现出3个特点:1)东海的积分初级生产力明显高于黄海;2)受黑潮水影响,海域的初级生产力比陆架区明显低;3)长江口东南海域和济州岛西南海域存在较高的初级生产力。对初级生产力和环境因子的关系进行分析表明,初级生产力的高值大多出现在水温为21～26℃的水体中,光强和营养盐共同调控着黄、东海海域初级生产力的分布。受黑潮水影响,海域初级生产力较低与其贫乏的营养盐有关,而长江冲淡水和冷涡输送的丰富营养盐维持着长江口东南海域和济州岛西南海域较高的初级生产力。

南黄海和东海海水^(18)O的组成及其意义

对2006年夏季采自南黄海和东海的海水进行了18O同位素组成的分析,结合温度与盐度的分布,探讨了影响研究海域海水δ18O分布的主要因素。结果表明,南黄海和东海海水的δ18O与盐度之间具有良好的线性正相关关系,据此确定出夏季黑潮水和陆地径流水的特征δ18O值分别为0.20‰—0.45‰和9.85‰。依据海水δ18O的分布,探讨了黑潮水、长江冲淡水和黄海冷水团对研究海区δ18O分布的影响,结果显示,夏季黑潮水仅影响到台湾东北部陆架坡折以外的海域,其影响路径可能以气旋式涡旋的形式出现;在长江口附近海域,长江径流水进入东海后,对长江口东北部海域的影响范围较其南部更为宽广,可到达济州岛西南部。在南黄海海域,海水δ18O的分布可清晰指示出南黄海冷水团的位置,黄海冷水团的形成可能与冬季的黄海暖流具有一定的联系。

黑潮区颗粒有机碳和生物硅输出的^(234)Th/^(238)U不平衡示踪

对东海陆架外黑潮区颗粒有机碳(POC)和生物硅(bSiO2)的研究表明:台湾东北部黑潮主流真光层(100 m)POC和bSiO2的平均浓度分别为3.31μmol/L和0.68μmol/L;234Th/238U不平衡法获得POC和bSiO2的输出通量分别为3.7 mmol/(m2·d)和1.6 mmol/(m2·d).黑潮沿东海陆架北进过程中,POC和bSiO2的含量及输出通量均呈增加趋势.位于日本西南的黑潮主流中,POC和bSiO2的平均浓度分别为3.85μmol/L和2.63μmol/L,输出通量分别为6.7 mmol/(m2·d)和4.0 mmol/(m2·d).黑潮与陆架水形成的锋面区,POC和bSiO2浓度均高于黑潮主流.