中國(guó)陸架海區(qū)碳水化合物的濃度分布及影響因素.pdf

1、中國(guó)近海黃海、渤海及東海緯度跨度較大,因此它們的生態(tài)環(huán)境、海洋環(huán)流狀況均有所不同,碳水化合物是海水中主要可以被鑒別成分之一,它是一種主要的能量、存儲(chǔ)和結(jié)構(gòu)物質(zhì),同時(shí)它在海洋食物鏈循環(huán)和碳循環(huán)中起到十分重要的作用。開(kāi)展中國(guó)陸架海區(qū)溶解態(tài)碳水化合物和膠體態(tài)碳水化合物的生物地球化學(xué)行為研究,對(duì)明確有機(jī)物本身的遷移轉(zhuǎn)化非常有意義。本文選取了2010年秋季的黃渤海表層、微表層海域、2012年夏季、秋季的中國(guó)東海海域的溶解態(tài)碳水化合物以及2013年

2、中國(guó)黃海以及長(zhǎng)江口附近的幾個(gè)站位的膠體碳水化合物為例,對(duì)單糖(monosaccharides, MCHO)、多糖(polysaccharides, PCHO)和總糖(total dissolved carbohydrate, TCHO)的濃度分布、影響因素、時(shí)空變化、各組分之間的比值、各組分對(duì)總?cè)芙庥袡C(jī)碳(dissolved organic carbon, DOC)的貢獻(xiàn)以及膠體中碳水化合物在各相中的分配和分布等均有所考察。本論文的主要

3、研究結(jié)果如下:
　　(1)溶解態(tài)碳水化合物的分布整體均呈現(xiàn)近岸高遠(yuǎn)海低,河口處高外海低的水平分布規(guī)律及近岸向遠(yuǎn)海逐漸遞減的分布趨勢(shì),同時(shí)也表現(xiàn)出了夏季高、秋季低的季節(jié)變化。而造成各海區(qū) MCHO、PCHO和 TCHO分布區(qū)域性差別的原因是各海區(qū)生產(chǎn)力的不同導(dǎo)致的浮游植物生物量有所不同。
　　(2)測(cè)定了2010年秋季黃、渤海這兩個(gè)海域 DOC、葉綠素 a(chlorophyll a)、溶解態(tài) MCHO、PCHO和 TCHO的

4、濃度,對(duì)其在表層、微表層的分布, MCHO/TCHO、PCHO/TCHO比值的變化及其在微表層的富集情況進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示:MCHO、PCHO和 TCHO的濃度的變化范圍分別是1.1~15.2μmol C/L、2.6~39.1μmol C/L和8.9~41.9μmol C/L之間,平均值分別在7.4、15.4和23.8μmol C/L。其中高值區(qū)主要在渤海灣、萊州灣、山東半島的威海、煙臺(tái)附近海域,TCHO/DOC在黃海和渤海中的平均值

5、分別為13.8％和16.1%,說(shuō)明碳水化合物是 DOC的重要組成部分;PCHO/TCHO的比值與葉綠素濃度呈正相關(guān);黃、渤海海域中碳水化合物在微表層中呈現(xiàn)一定的富集作用,MCHO、PCHO、TCHO和 DOC在黃海中的富集因子平均值分別為2.63、1.81、2.0和1.5,而富集程度的高低與風(fēng)速、水體的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)、鼓泡作用、懸浮顆粒物的表面吸附作用等因素相關(guān)。
　　(3)測(cè)定了2012年夏季和秋季東海不同深度海水中 MCHO、PCH

6、O和TCHO的濃度。結(jié)果顯示:夏季東海中 MCHO、PCHO和 TCHO的濃度范圍分別是:3.3~14.8μmol C/L,2.7~15.4μmol C/L和7.9~25.7μmol C/L,平均值分別為8.0,9.7和17.7μmol C/L,其高值區(qū)主要分布在近陸沿海地區(qū),并隨著海水的延伸而逐漸變小。秋季東海中 MCHO、PCHO和 TCHO的濃度范圍分別是0.3~5.2μmol C/L、1.9~11.9μmol C/L和2.3~1

7、2.1μmol C/L,平均值為2.7μmol C/L、4.8μmol C/L和7.5μmol C/L。秋季東海中 MCHO和 PCHO所占 DOC的平均百分比為2.9%,4.9%,TCHO占 DOC的百分比為7.8%,這表明在表層海水中,PCHO仍然是 DOC的主要組成部分。夏季東海溶解態(tài)碳水化合物濃度明顯高于秋季的調(diào)查結(jié)果,這是因?yàn)槭艿搅碎L(zhǎng)江沖淡水和黑潮水流的影響,東海表層海水中碳水化合物的分布同樣呈現(xiàn)由近岸向遠(yuǎn)海逐步遞減的分布趨勢(shì)

8、。陸源輸入是長(zhǎng)江口附近 PCHO出現(xiàn)高值的主要原因,也進(jìn)一步說(shuō)明此處 PCHO是 TCHO的主要組成部分。
　　(4)對(duì)秋季東海長(zhǎng)江河口區(qū)附近 DH3斷面和橫切黑潮水的 DH4斷面在垂直方向上的 DCHO及影響因子做出詳細(xì)的論述研究,由于浮游植物初級(jí)生產(chǎn)受限影響碳水化合物向海水中的釋放導(dǎo)致 DH3斷面東部出現(xiàn)低 DCHO濃度區(qū)。通過(guò)粗略計(jì)算長(zhǎng)江沖淡水對(duì)東海和黃海的 TCHO的貢獻(xiàn)值(其值為30%),可以得出結(jié)論長(zhǎng)江沖淡水在向海水輸

9、送 TCHO起著重要的作用。站位 DH8-9的分布情況說(shuō)明受黑潮影響海水垂直距離中 MCHO及 PCHO組分分布情況。周日變化研究表明 TCHO濃度在12:00~16:00比較大,但在夜間比較小。MCHO濃度的高值則滯后于 PCHO的高值,這也印證了“部分單糖是由多糖分解而來(lái)的”這個(gè)結(jié)論。
　　(5)對(duì)黃海以及長(zhǎng)江口附近幾個(gè)站位使用切向超濾的方法分離溶液,利用質(zhì)量平衡實(shí)驗(yàn)對(duì)該系統(tǒng)得到的 DOC和碳水化合物的回收率做出計(jì)算,其結(jié)果大