!!北太平洋中低纬度海区水体中营养盐的分布特征_倪建宇
近岸海域表层海水中营养盐组成、分布及季节变化特征
近岸海域表层海水中营养盐组成、分布及季节变化特征作者:李婷婷李海燕来源:《名城绘》2020年第09期摘要:以2018年-2019年江苏近岸海域为调查资料,将海区表层海水的活性磷酸盐、溶解无机氮以及硅酸盐含量及分布特征进行分析。
近海岸海域海区全年表层活性磷酸盐平均浓度与全年表层溶解无机氮平均浓度分别符合国家二类海水水质标准与国家四类海水水质标准。
海水中的硝酸盐比例在一定程度上受到季节性的影响,例如硝态氮在海水中比例会随着季节温度的上升而升高,同时全年均以溶解无机氮形态存在。
溶解无机氮表现依次排列为冬季、夏季、秋季、春季。
关键词:硅酸盐;营养盐;溶解无机氮;营养级近海岸海域海水污染物中以活性磷酸盐与无机氮为主,入海口排污处于超标状态,因多数排污口与海域较为临近,导致其污染严重。
沿海地区排污口超标排放依然处于严峻状态因临近海域导致海域污染严重。
近岸海域因污染物排放总量不断增长,海水水质受到一定影响,进而形成其质量下降。
受海域变化不均与生态群落分布所影响,近岸海域生态系统状态处于亚健康,并且持续时间久,海洋生物资源减退,生态调节功能逐渐变弱,水体营养状态呈富营养化。
1 调查区域与方法江苏以近海岸海域布设40各站位,于2018年6月、8月、10月与2019年4月分别在春、夏、秋、冬季节进行现场采样。
以《海洋监测规范》为测定标准与表层水采集标准,用0.45um滤膜过滤后进行测定醋酸纤维膜进行过滤后,将营养盐分别以分光光度计进行测定,同时结合国家级标准物质进行校准。
2 结果2.1海水盐营养密度春、夏、秋、冬季节表层海水中,硅酸盐、活性磷酸盐、溶解无机氮以及各组平均浓度与范围详见表1。
溶解无机氮各项营养盐浓度在时间分布上具有明显季节特征,硝态氮、硅酸盐以及氨氮具有不同变化,硝酸氮冬季最高,其次为夏季、秋季与春季;硅酸盐最高位夏季,其次为冬季、秋季与春季;氨氮最高为秋季,其次为冬季、夏季、春季。
溶解无机氮表现为冬季>夏季>秋季>春季。
北黄海西部海区营养盐季节变化及其影响因素探讨
北黄海西部海区营养盐季节变化及其影响因素探讨赵倩;臧路;张传松;石晓勇【摘要】Based on the data of four cruises carried out from July 2006 to October 2007, the seasonal changes of nutrients and interfering factors in the west of the North Yellow Sea were analyzed. The results showed that the concentrations of DIN, PO4-P and SiO3-Si increased gradually from spring to winter. The concentrations of nutrients at bottom were far higher than those at surface in spring, summer and autumn, however, the concentrations at all layers were similar in winter. The seasonal changes of nutrients in the west of the North Yellow Sea were dominantly affected by the cold water mass, and not significantly influenced by both Yellow Sea warm current and Yalu River. . The concentrations of nutrients were vertically stratified due to thermo cline of the North Yellow Sea. Since the nutrients assimilated by the phytoplank-ton at the surface in all seasons except in winter, the concentrations of nutrients at the surface were far less than those at the bottom.%根据2006-07-2007-10对北黄海4个航次调查资料,分析并讨论了北黄海西部海区营养盐四季变化及其影响因素.DIN,PO4-P和SiO3-Si的浓度从春季到冬季逐渐升高.春、夏、秋季营养盐底层浓度均远远大于表层的,冬季营养盐各层浓度相近.黄海冷水团是影响北黄海西部营养盐季节变化的主要因素,黄海暖流和鸭绿江水的输入对北黄海西部营养盐季节变化影响不显著;受北黄海跃层的影响,北黄海西部海区营养盐浓度除冬季外,垂直方向均呈现出分层现象,表层浮游植物吸收营养盐,使表层营养盐浓度低于底层的.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2012(030)001【总页数】8页(P69-76)【关键词】北黄海西部海区;营养盐;影响因素【作者】赵倩;臧路;张传松;石晓勇【作者单位】中国海洋大学化学化工学院,山东青岛 266100;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛 266100;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛 266100;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】P734.4北黄海是指山东半岛、辽东半岛和朝鲜半岛之间的半封闭海域,大体呈NE向的平行四边形,面积约为7.1×104 km2。
威海双岛湾海域营养盐特征、限制性分析与评价
威海双岛湾海域营养盐特征、限制性分析与评价孙伟;汤宪春;徐艳东;张焕君;魏潇;刘元进【摘要】根据2015年6月对威海双岛湾的海洋生态环境调查资料,分析了DIN、PO4-P和COD的特征及限制性因子.综合运用单因子指数、水体富营养化指数和有机污染状况评价等方法对该海域富营养化程度进行了评价.结果显示:NO3-N为DIN的主要存在形式,DIN为双岛湾的主要污染因子,DIN、PO4-P和COD平均浓度为164.99 μg/L、4.51 μg/L和0.93 mg/L.除部分站位DIN外,其余站位DIN、PO4-P及COD浓度均符合一类海水水质标准.营养盐及COD浓度平面分布总体呈现南高北低,湾内高于湾外趋势.N/P均值为83.04,营养结构特征为磷限制.对比历史数据,双岛湾N/P失衡呈逐年加剧趋势.富营养化指数均值为0.16,海水有机污染指数变化区间为-0.62~1.02,与富营养化指数法相比,海水有机污染指数法结论更为客观.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)025【总页数】6页(P168-173)【关键词】双岛湾;营养盐;分布特征;限制性分析【作者】孙伟;汤宪春;徐艳东;张焕君;魏潇;刘元进【作者单位】山东省海洋资源与环境研究院,山东省海洋环境监测中心,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台264006;山东省海洋资源与环境研究院,山东省海洋环境监测中心,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台264006;山东省海洋资源与环境研究院,山东省海洋环境监测中心,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台264006;山东省海洋资源与环境研究院,山东省海洋环境监测中心,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台264006;山东省海洋资源与环境研究院,山东省海洋环境监测中心,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台264006;山东省海洋资源与环境研究院,山东省海洋环境监测中心,山东省海洋生态修复重点实验室,烟台264006【正文语种】中文【中图分类】X824营养盐是构成水域生态系统的重要化学物质,是浮游植物生长的物质基础,其浓度水平直接影响海洋生态系统的初级生产过程,也是海水富营养化的重要指标1,2]。
海洋营养盐的分布特征和通量研究
海洋营养盐的分布特征和通量研究海洋营养盐的分布特征和通量研究摘要:海洋营养盐是维持海洋生态系统健康的重要物质之一。
通过研究海洋营养盐的分布特征和通量,可以深入了解海洋生态系统的功能和稳定性。
本文综述了海洋营养盐的来源、分布特征和通量的研究进展,旨在为深入研究海洋生态系统提供参考。
一、引言海洋中的营养盐包括氮、磷、铁等多种元素,它们是海洋生物生长和繁殖所必需的。
海洋营养盐的分布特征和通量对维持海洋生态系统的健康和稳定起着重要作用。
研究海洋营养盐的分布特征和通量可以帮助人们深入了解海洋生态系统的功能和相互关系。
二、海洋营养盐的来源海洋营养盐主要来自陆地、大气、河流和洋流。
陆地通过岩石的风化和土壤的沉积释放营养盐,其中磷酸盐和硫酸盐是主要的来源。
大气中的氮气可以通过闪电、火山喷发等方式转化为氮氧化物,并沉降到海洋中。
河流是海洋营养盐的重要输送途径,其中含有大量的氮和磷。
洋流也可以将营养盐从一个区域输送到另一个区域。
三、海洋营养盐的分布特征海洋中营养盐的分布受到多种因素的影响,包括水深、温度、盐度、潮汐、洋流等。
通常情况下,近岸水域的营养盐含量较高,而远离岸边的开放海域营养盐含量较低。
这是由于岸边的陆地和河流输入使得近岸水域富含营养盐。
深海水域通常营养盐含量极低,这是由于降解和沉积作用导致的。
四、海洋营养盐的通量海洋营养盐的通量是指不同来源的营养盐输入或输出海洋的速率和量。
陆地和河流输入是海洋营养盐的重要通量,尤其是氮和磷。
大气沉降是另一种营养盐的输入方式,尤其是氮。
洋流可以将营养盐从一个区域输送到另一个区域,从而改变营养盐的分布。
海洋生物通过摄取营养盐和排放废物的方式对海洋营养盐的通量起到重要作用。
五、海洋营养盐研究的挑战和前景海洋营养盐研究面临着一些挑战,例如采样方法、数据处理和模拟模型等方面的问题。
另外,随着气候变化和人类活动的影响,海洋营养盐的分布特征和通量可能发生变化。
研究海洋营养盐的分布特征和通量有助于预测和应对这些变化。
西北冰洋中太平洋入流水营养盐的变化特征
参数 N 并结 合 D N 与 P和 D N 与 S 含量 比值 讨论 楚 科奇 海脱 氮作用 对 太平 洋入 流 水化 学性 , I I i 质 的改造程度 。较低 的 DI 与 P含 量 比值和 偏 负的 N 数值 表 明 , 平 洋水流 经 白令海 陆架 时 已 N 太 经被脱 氮作用 改造而损 失部分 无机氮 营养盐 ; 入楚 科奇 海 后在底 界 面 附近 发 生强 烈的脱 氯作 用 进
二 海 洋 研 究 所 卫星 海 洋 环境 动 力学 国 家重 点实 验 室 , 江 杭 州 3 0 1 ) 浙 1 0 2
, 奎 , 有 张 王 白 成 , 海生
(.国 家海 洋 局 第 二 海 洋研 究 所 海洋 生 态 系 统 与 生 物地 球 化 学 重 点 实 验 室 , 江 杭 州 30 1 ; .国家海 洋局 第 1 浙 10 2 2
植物 吸收利用和 融冰水 的稀释作 用 , 1 0W 经 向断面( 断面和 R 断面) 沿 7。 c 的上层 水体营 养盐 浓度
明显低 于跃层 之 下 水 体 浓度 。跃 层 之 下 水 体 受 不 同水 团 和 Head浅滩 的 影 响 , 养 盐 浓 度 在 rl 营 7。 ON以北海 区浓度 明显较高 , 是仅从 物理输送 方 面并不 能找 到太 平洋 水影 响 楚科奇 海 营养 盐浓 但
1 引 言
经 白 令 海 峡 流 入 北 冰 洋 的 太 平 洋 水 携 带 的 热 能 、 水 、 养 盐 和 亚 极 地 生 物 种 , 北 冰 洋 的海 冰 、 淡 营 对
区除气温 升 高 和北 冰洋 中层 水 持续 增 暖 等 变化 之 外, 以海冰 厚度持续 减小 、 多年冰覆 盖面积锐 减和 夏 季最 小冰边 缘线北退 等为 主要表现 特征 的海 冰快速 消退 是北极 环境变化 的重要 标志之一 。海 冰消退 引起 海冰融 化 的季 节延长 以及开 阔无冰海域 面积 的
2018—2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征
104海洋开发与管理2023年 第10期2018—2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征史雪洁1,2,王立明1,2,李佳蕙1,2,田泽丰1,2,孙珊1,2齐延民1,2,由丽萍1,2,马元庆1,2(1.山东省海洋资源与环境研究院 烟台 264006;2.山东省海洋生态修复重点实验室 烟台 264006)收稿日期:2023-02-22;修订日期:2023-09-28基金项目:山东省重点研发计划项目(2019J Z Z Y 020705).作者简介:史雪洁,助理研究员,硕士,研究方向为海洋环境监测通信作者:王立明,助理研究员,研究方向为海洋环境监测与评价摘要:文章依据2018年8月㊁10月及2019年4月㊁6月庙岛群岛海域4个航次的调查资料,分析该海域不同月份D I N ㊁P O 4-P ㊁S i O 3-S i 的平面分布及限制特征㊂结果表明:庙岛群岛海域D I N 浓度范围为0.82~95.14μm o l /L ,平均值为5.27μm o l /L ,在2018年8月最高;P O 4-P 浓度范围为未检出至2.12μm o l /L ,平均值为0.19μm o l /L ,在2018年10月最高;S i O 3-S i 浓度范围为0.25~48.93μm o l /L ,平均值为5.38μm o l /L ,在2018年8月最高;总体而言,庙岛群岛海域夏季营养盐浓度较高,春季营养盐相对匮乏㊂庙岛群岛海域2018年8月㊁10月和2019年6月为P O 4-P 限制,2019年4月为S i O 3-S i 和P O 4-P 限制;P O 4-P 限制使海域初级生产力受到一定限制,对海水养殖业造成一定影响;S i O 3-S i 浓度低不利于硅藻生长,从而间接助长甲藻繁殖,因而庙岛群岛海域春季易引发赤潮㊂关键词:庙岛群岛;营养盐平面分布;营养盐结构;营养盐限制中图分类号:X 824;P 734 文献标志码:A 文章编号:1005-9857(2023)10-0104-10C h a r a c t e r i s t i c s o fN u t r i e n t sD i s t r i b u t i o na n dL i m i t a t i o n o fM i a o d a oA r c h i p e l a go S e aA r e a f r o m2018t o 2019S H IX u e j i e 1,2,WA N GL i m i n g 1,2,L I J i a h u i 1,2,T I A NZ e f e n g 1,2,S U NS h a n 1,2,Q IY a n m i n 1,2,Y O U L i p i n g 1,2,MA Y u a n q i n g1,2(1.S h a n d o n g M a r i n eR e s o u r c e a n dE n v i r o n m e n tR e s e a r c h I n s t i t u t e ,Y a n t a i 264006,C h i n a ;2.S h a n d o n g K e y L a b o r a t o r y o fM a r i n eE c o l o gi c a lR e s t o r a t i o n ,Y a n t a i 264006,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e ra n a l y z e dt h eh o r i z o n t a ld i s t r i b u t i o na n dl i m i t a t i o no fD I N ,P O 4-Pa n d S i O 3-S i b a s e do nt h e f o u rs u r v e y so fM i a o d a oA r c h i p e l a g os e aa r e a i n A u g u s t a n d O c t o b e ro f 2018,A p r i l a n dJ u n eo f 2019.T h e r e s u l t ss h o w e dt h a t t h ec o n c e n t r a t i o no fD I Nr a n ge df r o m 0.82μm o l /Lt o 95.14μm o l /Lw i t ha na v e r ag ev a l u eo f 5.27μm o l /La n d th em a xi m u m w a s i n A u g u s t o f 2018.T h e c o n c e n t r a t i o n o f P O 4-P r a n g e d f r o m n o t d e t e c t e d t o 2.12μm o l /Lw i t h a n a v e r a g e v a l u e o f 0.19μm o l /La n d t h em a x i m u m w a s i nO c t o b e ro f 2018.T h e c o n c e n t r a t i o no f S i O 3-S i r a n g e d f r o m0.25μm o l /Lt o48.93μm o l /L w i t ha na v e r a g ev a l u eo f 5.38μm o l /La n d t h em a x i m u m w a s i nA u g u s t o f 2018.I n g e n e r a l ,t h e c o n c e n t r a t i o no fn u t r i e n t sw a sh i gh e r i n第10期史雪洁,等:2018 2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征105 s u mm e r a n dw a s r e l a t i v e l y s c a r c e i n s p r i n g.P O4-Pw a s t h e l i m i t i n g f a c t o r i nA u g u s t a n dO c t o-b e r o f2018,J u n e o f2019,w h i l eS i O3-S i a n dP O4-Pw e r e t h e l i m i t i n g f a c t o r s i nA p r i l o f2019. T h eP O4-P l i m i t a t i o nw o u l d l i m i t t h e p r i m a r y p r o d u c t i v i t y o f s e a a r e a a n d t h e a q u a c u l t u r e c o u l d b e i n f l u e n c e d.T h e l o wc o n t e n t o fS i O3-S iw a sn o t c o n d u c i v e t o t h e g r o w t ho fd i a t o m s,w h i c h i n d i r e c t l yp r o m o t e d t h e r e p r o d u c t i o no f d i n o f l a g e l l a t e s,s o t h a t t h i s a r e aw a s e a s y t oc a u s e r e d t i d e i n s p r i n g.K e y w o r d s:M i a o d a oA r c h i p e l a g o,H o r i z o n t a ld i s t r i b u t i o no fn u t r i e n t s,N u t r i e n t ss t r u c t u r e,N u-t r i e n t s l i m i t a t i o n0引言在化学海洋学中,营养盐通常是指海水中的磷酸盐㊁硝酸盐㊁亚硝酸盐㊁铵盐和硅酸盐㊂营养盐是海洋生物生长和繁殖所必需的重要成分,也是海洋初级生产过程和食物链的基础㊂作为海洋生命活动的物质基础之一,营养盐在海水中的浓度能够影响海洋生物的生产力水平以及海洋生态系统结构,研究营养盐的分布对了解近海环境状况具有重要的价值[1-4]㊂庙岛群岛是国家级重点生态功能区㊁风景名胜区㊁森林公园㊁海洋公园以及中国十大最美海岛之一㊂庙岛群岛区位条件独特,地处胶东半岛和辽东半岛之间的黄㊁渤海交汇处[5],南北纵列于渤海海峡,海流活动频繁[6],海洋生态环境受人为活动影响显著㊂庙岛群岛在空间上有成群分布的特点,可分为南部㊁中部㊁北部3个群岛,其中南部群岛㊁北部群岛分布相对集中,中部群岛分布相对零散㊂庙岛群岛是渤海最重要的生态屏障,具有良好的资源禀赋和生态环境㊂建设生态庙岛群岛离不开对其海域水质状况的准确把握,但已有文献对该海域营养盐的研究较少㊂本研究基于2018年8月㊁10月及2019年4月㊁6月庙岛群岛海域的生态调查结果,分析该海域不同季节营养盐的平面分布,并对其浓度㊁结构及限制特征进行初步探讨,为庙岛群岛海域的生态保护和可持续发展提供基准资料和科学依据㊂1材料与方法1.1调查时间与站位在庙岛群岛海域(37.8ʎN-38.5ʎN,120.3ʎE-121.1ʎE)范围内,分别于2018年8月㊁10月及2019年4月㊁6月各采样1次进行海洋生态环境调查㊂按照代表性㊁均匀性和可达性的原则,共设置站位100个(图1)㊂图1庙岛群岛海域调查站位F i g.1 T h e s u r v e y i n g s t a t i o n s i n M i a o d a oA r c h i p e l a g os e a a r e a1.2调查项目与分析方法按照‘海洋监测规范“(G B17378-2007)和‘海洋调查规范“(G B12763-2007)进行样品采集,按照‘海洋监测技术规程“(H Y/T147-2013)进行样品分析㊂分析项目包括氨氮(N H4-N)㊁亚硝酸盐(N O2-N)㊁硝酸盐(N O3-N)㊁活性磷酸盐(P O4-P)和硅酸盐(S i O3-S i),其中N O3-N㊁N O2-N与N H4-N浓度之和为无机氮(D I N)浓度㊂采用表层水样数据,海水水质标准执行‘海水水质标准“(G B3097-1997)㊂1.3数据统计及评价方法平面分布图采用O D V5.1.5软件绘制㊂采用营养盐的绝对限制法则[7]和相对限制法则[8-9]对庙岛群岛海域的营养盐限制特征进行评价㊂106 海洋开发与管理2023年2 结果与分析2.1 营养盐浓度的平面分布特征4个航次的庙岛群岛海域营养盐浓度平均值如表1所示㊂营养盐浓度超标造成的水质污染状况如图2所示㊂表1 庙岛群岛海域营养盐浓度平均值T a b l e 1 A v e r a ge v a l u e of n u t r i e n t s c o n c e n t r a t i o n i n M i a o d a oA r c h i p e l a go s e a a r e a μm o l /L 类型2018年8月2018年10月2019年4月2019年6月D I N8.40ʃ10.297.18ʃ3.233.05ʃ1.162.64ʃ1.32P O 4-P 0.25ʃ0.260.27ʃ0.240.15ʃ0.070.12ʃ0.06S i O 3-S i 7.25ʃ5.245.92ʃ1.912.09ʃ0.896.35ʃ1.31图2 庙岛群岛海域营养盐污染分布F i g.2 D i s t r i b u t i o no f t h en u t r i e n t s p o l l u t i o n i n M i a o d a oA r c h i p e l a go s e a a r e a 2.1.1 2018年8月2018年8月D I N 浓度范围为1.07~95.14μm o l /L,平均值为(8.40ʃ10.29)μm o l /L ,基本呈现中部群岛㊁南部群岛海域较低的分布特征,高值区主要分布在北部群岛东部海域;除北部群岛西北部海域的A 1站位符合第三类海水水质标准㊁大黑山岛北部海域的A 2站位超过第四类海水水质标准外,其他站位均符合第二类海水水质标准㊂P O 4-P 浓度范围为未检出至1.63μm o l /L ,平均值为(0.25ʃ0.26)μm o l /L ,基本呈现中部群岛㊁南部群岛海域较低,北部群岛东部海域较高的分布特征;除大钦岛东部海域的A 3站位符合第四类海水水质标准㊁A 4站位超过第四类海水水质标准外,其他站位均符合第二类海水水质标准㊂S i O 3-S i 浓度范围为1.40~48.93μm o l /L ,平均值为(7.25ʃ5.24)μm o l /L ,分布特征与D I N 和P O 4-P 相似,中部群岛㊁南部群岛海域较低,高值区主要分布在北部群岛东部海域(图3)㊂图3 2018年8月庙岛群岛海域营养盐浓度的平面分布F i g.3 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s c o n c e n t r a t i o n i n M i a o d a oA r c h i p e l a go s e a a r e a i nA u gu s t o f 2018第10期史雪洁,等:2018 2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征1072.1.22018年10月2018年10月D I N浓度范围为1.26~16.42μm o l/L,平均值为(7.18ʃ3.23)μm o l/L,基本呈现斑块状分布特征,高值区主要位于南部群岛南部㊁西南角及东南角海域,可能是由于南部海域靠近大陆,受人类活动干扰的影响较大,且西南角及东南角海域还受渤海或黄海的影响较大[10];各站位均符合第二类海水水质标准㊂P O4-P浓度范围为未检出至2.12μm o l/L,平均值为(0.27ʃ0.24)μm o l/L,基本呈现中部群岛㊁南部群岛海域较低,北部群岛中部海域较高的分布特征;除大钦岛近岸海域的A5站位超过第四类海水水质标准外,其他站位均符合第二类海水水质标准㊂S i O3-S i浓度范围为0.93~10.96μm o l/L,平均值为(5.92ʃ1.91)μm o l/L,整体呈现南部海域较高㊁北部海域较低的分布特征,高值区主要位于南部群岛南部㊁西南角及东南角海域(图4)㊂图42018年10月庙岛群岛海域营养盐浓度的平面分布F i g.4 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s c o n c e n t r a t i o n i n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a i nO c t o b e r o f20182.1.32019年4月2019年4月D I N浓度范围为0.87~6.70μm o l/L,平均值为(3.05ʃ1.16)μm o l/L,整体呈现南部群岛㊁北部群岛海域较高,中部群岛海域较低的分布特征,高值区主要集中在北部群岛北部海域及南部群岛南部海域;各站位均符合第二类海水水质标准㊂P O4-P浓度范围为未检出至0.31μm o l/L,平均值为(0.15ʃ0.07)μm o l/L,基本呈现北部群岛海域较高㊁南部群岛海域较低的分布特征,高值区主要分布在北部群岛西南部海域及中部群岛海域;各站位均符合第二类海水水质标准㊂S i O3-S i浓度范围为0.25~3.54μm o l/L,平均值为(2.09ʃ0.89)μm o l/L,整体呈现斑块状分布特征,北部群岛东部海域及南部群岛西部海域较高(图5)㊂图52019年4月庙岛群岛海域营养盐浓度的平面分布F i g.5 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s c o n c e n t r a t i o n i n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a i nA p r i l o f20192.1.42019年6月2019年6月D I N浓度范围为0.82~6.38μm o l/L,平均值为(2.64ʃ1.32)μm o l/L,基本呈现西南部海域较高㊁东北部海域较低的分布特征,高值区主要位于南部群岛西部海域;各站位均符合第二类海水水质标准㊂P O4-P浓度范围为未检出至0.28μm o l/L,平108海洋开发与管理2023年均值为(0.12ʃ0.06)μm o l/L,整体呈现斑块状分布特征,高值区出现在西南角及东南角海域;各站位均符合第二类海水水质标准㊂S i O3-S i浓度范围为2.73~10.60μm o l/L,平均值为(6.35ʃ1.31)μm o l/L,高值区主要位于南部群岛周边海域(图6)㊂图62019年6月庙岛群岛海域营养盐浓度的平面分布F i g.6 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t sc o n c e n t r a t i o n i n M i a od a oA r c h i pe l a g os e a a r e a i n J u n e o f20192.2营养盐结构的平面分布特征2.2.12018年8月2018年8月N/P比值范围为3.74~1282.07,平均值为96.60ʃ203.75,基本呈现北部群岛北部海域及南部群岛北部海域较高㊁其他海域较低的分布特征㊂S i/N比值范围为0.25~5.17,平均值为1.10ʃ0.68,基本呈现斑块状分布特征,高值区主要分布在北部群岛西部海域㊂S i/P比值范围为3.37~ 1594.29,平均值为92.97ʃ219.65,平面分布特征与N/P相似,北部群岛北部海域及南部群岛西北部海域较高㊁其他海域较低(图7)㊂图72018年8月庙岛群岛海域营养盐结构的平面分布F i g.7 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t ss t r u c t u r e i n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e ai nA u g u s t o f2018第10期史雪洁,等:2018 2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征1092.2.22018年10月2018年10月N/P比值范围为5.20~125.19,平均值为34.68ʃ21.38,高值区主要分布在中部群岛西部和东部海域㊂S i/N比值范围为0.08~4.37,平均值为1.02ʃ0.68,基本呈现斑块状分布特征,高值区主要分布在北部群岛西部海域㊂S i/P比值范围为0.87~128.20,平均值为29.50ʃ18.63,高值区出现在中部群岛东部海域(图8)㊂图82018年10月庙岛群岛海域营养盐结构的平面分布F i g.8 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s s t r u c t u r e i n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a i nO c t o b e r o f20182.2.32019年4月2019年4月N/P比值范围为4.05~159.22,平均值为27.10ʃ22.49,高值区主要分布在南部群岛北部海域及蓬莱㊁烟台北部海域㊂S i/N比值范围为0.11~3.58,平均值为0.81ʃ0.55,基本呈现斑块状分布特征,高值区主要分布在西南角海域㊂S i/P比值范围为1.32~117.87,平均值为19.38ʃ17.30,平面分布特征与S i/N相似,高值区主要分布在西南角海域(图9)㊂图92019年4月庙岛群岛海域营养盐结构的平面分布F i g.9 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s s t r u c t u r ei n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a i nA p r i l o f20192.2.42019年6月2019年6月N/P比值范围为3.99~152.06,平均值为29.99ʃ28.48,基本呈现南部群岛周边海域较高㊁其他海域较低的分布特征㊂S i/N比值范围为110海洋开发与管理2023年0.66~8.98,平均值为3.11ʃ1.75,基本呈现斑块状分布特征,高值区主要分布在北部群岛东部海域㊂S i/P比值范围为19.85~285.67,平均值为67.49ʃ44.05,基本呈现南部群岛周边海域较高㊁其他海域较低的分布特征(图10)㊂图102019年6月庙岛群岛海域营养盐结构的平面分布F i g.10 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s s t r u c t u r ei n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a i n J u n e o f20192.3营养盐限制特征根据营养盐的绝对限制法则[7],浮游植物生长所需营养盐浓度的最低阈值,D I N为1.0μm o l/L㊁P O4-P为0.1μm o l/L㊁S i O3-S i为2.0μm o l/L㊂若海水中某种营养盐浓度低于最低阈值,表明该种营养盐是该海域初级生产力的限制因子㊂绝对限制法则下庙岛群岛海域的营养盐限制如表2所示㊂表2绝对限制法则下庙岛群岛海域的营养盐限制T a b l e2N u t r i e n t s l i m i t a t i o nu n d e r t h e a b s o l u t e r e s t r i c t i o n r u l e i n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a限制因子限制状况2018年2019年8月10月4月6月D I N最低值/(μm o l㊃L-1)1.071.260.870.82低于阈值站位个数/个0014P O4-P最低值/(μm o l㊃L-1)未检出未检出0.020.03低于阈值站位个数/个36152944S i O3-S i最低值/(μm o l㊃L-1)1.400.930.252.73低于阈值站位个数/个22410注:由于调查站位为100个,低于阈值站位占比与其个数数值相同㊂根据营养盐的相对限制法则[8-9],以原子数比计:当N/P<10㊁S i/N>1时,D I N为限制因子;当S i/ P>22㊁N/P>22时,P O4-P为限制因子;当S i/P<10㊁S i/N<1时,S i O3-S i为限制因子㊂相对限制法则下庙岛群岛海域的营养盐限制如表3所示㊂表3相对限制法则下庙岛群岛海域的营养盐限制T a b l e3N u t r i e n t s l i m i t a t i o nu n d e r t h e r e l a t i v e r e s t r i c t i o n r u l e i n M i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a 限制因子站位个数/个2018年8月2018年10月2019年4月2019年6月无限制27364433D I N65617P O4-P6*******S i O3-S i44280注:由于调查站位为100个,限制站位占比与其个数数值相同㊂要确定浮游植物生长的营养盐限制因子[11-12],须同时满足绝对限制法则和相对限制法则㊂据此,庙岛群岛海域的营养盐限制及其分布如表4和图11所示㊂表4庙岛群岛海域的营养盐限制T a b l e4N u t r i e n t s l i m i t a t i o n i nM i a o d a oA r c h i p e l a g o s e a a r e a 限制因子站位个数/个2018年8月2018年10月2019年4月2019年6月无限制64855663D I N0011P O4-P3*******S i O3-S i11250注:由于调查站位为100个,限制站位占比与其个数数值相同㊂第10期史雪洁,等:2018 2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征111图11 庙岛群岛海域营养盐限制的分布F i g .11 D i s t r i b u t i o no f n u t r i e n t s l i m i t a t i o n i n M i a o d a oA r c h i p e l a go s e a a r e a 2018年8月:35个站位为P O 4-P 限制,主要分布在北部群岛及南部群岛海域;1个站位为S i O 3-S i 限制;64个站位为无限制;2018年10月:14个站位为P O 4-P 限制,分布相对分散;1个站位为S i O 3-S i 限制;85个站位为无限制;2019年4月:1个站位为D I N 限制;18个站位为P O 4-P 限制,主要分布在南部群岛南部海域;25个站位为S i O 3-S i 限制,北部群岛㊁中部群岛㊁南部群岛海域均有分布;56个站位为无限制;2019年6月:1个站位为D I N 限制;36个站位为P O 4-P 限制,主要分布在南部群岛周边海域;63个站位为无限制㊂3 讨论根据庙岛群岛海域营养盐的平面分布特征,D I N 浓度由高到低依次是2018年8月㊁2018年10月㊁2019年4月㊁2019年6月,2018年8月㊁10月P O 4-P 浓度相对于2019年4月㊁6月较高,S i O 3-S i 浓度在2018年8月最高㊁2019年4月最低㊂总体而言,庙岛群岛海域夏季营养盐浓度较高,春季营养盐相对匮乏㊂庙岛群岛西部群岛海域靠近渤海,东部群岛海域靠近黄海,其营养盐浓度主要受渤海和黄海营养盐输入㊁陆源和海上污染㊁渤海环流及大气沉降的影响[13-14],其中夏季营养盐浓度较高与陆源输入㊁降水[15]及水产养殖有直接关系㊂夏季降水量大,且2018年庙岛群岛南部的烟台㊁蓬莱等地受到4次台风外围环流的影响,包括7月23-24日 安比 ㊁8月15-16日 摩羯 ㊁8月18-20日 温比亚 和8月23-24日 苏力 ;影响最为严重的是台风 温比亚 ,大部分影响区域出现大暴雨以及8~9级阵风,部分区域出现风雨灾害[16-17];降水量偏大导致陆源输入增多,营养盐浓度随之增高㊂此外,庙岛群岛的大部分岛屿,如南长山岛㊁北长山岛㊁小黑山岛㊁庙岛㊁南隍城岛的人工岸线分布多个人工养殖场,夏季在收获高质量海产品的同时排出大量的养殖废物㊁废水,导致海水112海洋开发与管理2023年中的营养物质增加,营养结构随之发生变化[18]㊂本研究调查发现,2018年8月㊁10月以及2019年6月庙岛群岛海域主要为P O4-P限制,与2016年4月庙岛群岛南部海域的营养盐限制特征基本一致[13]㊂P O4-P限制主要分布在北部群岛及南部群岛海域,且N/P比值较高,其中2018年8月最为突出,高值区主要集中在北部群岛北部及南部群岛北部海域㊂夏季浮游植物光合作用较强,但降水量较大导致大量陆源物质输入[18],此外农业氮肥施用量及占比增加[19]㊁生活及工业污水等的排放都可能导致D I N浓度增高㊂近年来我国对含磷用品管控严格,陆源磷输入量降低[20-21],可能是导致N/P比值升高的主要原因㊂南长山岛㊁北长山岛㊁小黑山岛㊁庙岛㊁南隍城岛等的人工岸线分布多个人工养殖场,P O4-P限制会使海域初级生产力受到一定限制,对海水养殖业造成一定影响㊂2019年4月庙岛群岛海域主要为P O4-P和S i O3-S i限制,且北部群岛㊁中部群岛㊁南部群岛海域均有分布,对海水养殖业造成一定影响㊂S i O3-S i浓度较低不利于硅藻生长,从而间接助长甲藻繁殖,易引发赤潮[12,22],这也是庙岛群岛海域春季赤潮频发的原因之一[23]㊂4结论本研究依据2018年8㊁10月及2019年4㊁6月庙岛群岛海域100个站位的调查资料,分析不同月份D I N㊁P O4-P㊁S i O3-S i的平面分布及限制特征,主要得到2点结论㊂(1)庙岛群岛海域D I N浓度范围为0.82~ 95.14μm o l/L,平均值为5.27μm o l/L,在2018年8月最高;P O4-P浓度范围为未检出至2.12μm o l/L,平均值为0.19μm o l/L,在2018年10月最高;S i O3-S i浓度范围为0.25~48.93μm o l/L,平均值为5.38μm o l/L,在2018年8月最高㊂总体而言,庙岛群岛海域夏季营养盐浓度较高,春季营养盐相对匮乏,夏季营养盐浓度高与陆源输入㊁降水及水产养殖有直接关系㊂除个别站位外,庙岛群岛海域营养盐浓度基本符合第二类海水水质标准㊂(2)2018年8月㊁10月以及2019年6月庙岛群岛海域主要为P O4-P限制,2019年4月为P O4-P限制和S i O3-S i限制,且N/P比值较高㊂P O4-P限制会使海域初级生产力受到一定限制,对海水养殖业造成一定影响㊂S i O3-S i浓度低不利于硅藻生长,从而间接助长甲藻繁殖,易引发赤潮,这也是该海域春季赤潮频发的原因之一㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]王修林,张蕾,韩秀荣,等.营养盐对海洋浮游植物生长的影响:数学模型研究[J].海洋科学进展,2002,20(3):96-101.WA N G X i u l i n,Z HA N GL e i,HA N X i u r o n g,e t a l.E f f e c t o f n u-t r i e n t o n m a r i n e p h y t o p l a n k t o n g r o w t h:s t u d y o n m a t h e m a t i c m o d e l[J].A d v a n c e s i n M a r i n eS c i e n c 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北太平洋副热带次表层高盐水 - 中国海洋大学
北太平洋副热带海表高盐水与局地蒸发降水的 关系
北太平洋副热 带海表高盐水 与同期蒸发减 降水的空间分 布型有着很好 的对应关系。 这说明北太平 洋副热带海表 高盐水的形成 与其水量收支 有着直接的关 系。
北太平洋副热带次表层高盐水的垂 向分布特征
分析方法:选取Argo浮标资料相对密集的经向断面 129°E、131°E 、133°E、139°E、147°E、 151°E、163°E、165°E、167°E、179°E、 171°W、169°W,作出05-07年各经向断面于北太平洋 中低纬度的平均盐度场、平均位势密度场以及平均温度 场,综合分析讨论北太平洋副热带次表层高盐水的垂向分 布特点。
2005 2006
2007
24.0等位密面抬头位置在冬季南 移。 2005-2007年每年12-次年3月都会 有高盐信号由北太平洋副热带中 部海域(28-32°N,170°E150°W)“潜沉”进入次表层。 “潜沉”形成的次表层高盐水会继 续向西南方向传播,并最终可以 到达菲律宾沿岸。
2005-2007年25.2等密度面上高盐信号的传播
总结和展望
结论如下: 北太平洋副热带次表层高盐水基本位于海面下100-200m,其盐 度在34.8以上,位势密度为23.2-25.2,且几乎全部处于18℃ 等温线之上。北太平洋副热带次表层高盐水处在北太平洋低 位涡水之上,源地处在北太平洋低位涡水源地以南。 北太平洋副热带次表层高盐水由北太平洋副热带海表高盐水 “潜沉”生成的, 它沿等密度面向西南方向输送;23.2-25.0之 间的次表层高盐水最终到达菲律宾沿岸;25.2等位密面的次 表层高盐水,最终可到达台湾以东海域; 但由于Argo资料时间跨度较短,因此不能估算出北太平洋副 热带次表层高盐水高盐信号传播的时间尺度,且以上的工作 仅仅是对高盐水传播路径研究的初步工作,还需要更多的浮 标观测数据并采用水团分析的方法,以便确定每一点处高盐 水团的生成源地及详细的输运过程。
地理人教版选修2学案:知识导航 第三章第一节海水的温度和盐度 Word版含解析
第三章海洋水体第一节海水的温度和盐度思维激活在180°经线附近的太平洋上,赤道海区盐度为3.4%,北纬25°海区盐度为3.6%,南纬25°附近海区盐度为3.59%,南纬50°海区盐度为3.35%。
为什么高纬度海区盐度高于赤道地区呢?海洋表层盐度随纬度的变化提示:赤道地区降水量大于蒸发量,雨水稀释了赤道地区的海水,因此盐度低于平均值。
自主整理一、海水的温度1.海水的温度取决于海水热量的____________与____________状况。
海水热量的收入,主要是来自____________的热量。
海水热量的支出,主要是____________所消耗的热量。
2.海洋表层水温的高低随____________和____________而变化。
(1)一般来说,同一海区的水温夏季____________些,冬季____________些;(2)不同海区的水温,低纬度____________些,高纬度____________些。
此外,____________、____________等因素也影响海水的温度。
例如,____________流经的海区,水温偏____________。
____________流经的海区,水温偏____________。
3.海水温度的垂直变化:由于____________首先到达海水表面,因而海水的温度随深度增加而____________。
但 1 000米以下的____________海水,海水温度随水深变化____________,经常保持着____________状态。
4.海水的调节作用:由于海水的比热容____________陆地,因此海水温度变化比陆地____________得多,使得海洋上空的气温变化较____________,从而对大气温度起着____________作用。
二、海水的盐度1.海水中盐类物质组成:海水的盐类物质主要是____________和____________。
中海大海洋化学课件05海洋中的营养盐
pH
(20℃)
(Kester and Pytkowicz, 1967)
在不同介质中各种磷酸盐形式随pH变化不同,为什么?
§ 5- 1 海洋中的磷
一、海水中磷的形态
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式 磷酸的解离平衡常数 (与温度和盐度的关系; Millero, 1996)
ln K1′ = 115.54 − 4576.752/ T − 18.453 ln T + (0.069171 − 106.736 / T)S0.5 + (−0.01844− 0.65643 / T)S
区域变化例:太平洋年平均硝酸盐浓度 ( μ mol l−1; Conkright et al., 1998)
北太平洋硝酸盐与新生产的分布
(Goes et al., 2002)
海洋中营养盐的垂直分布
第五章 海洋中的营养盐
§5-1 海洋中的磷
生物功能 -能量传送反应(ATP and ADP) , -细胞壁组分。
20%
63%
15%
47%
近岸海水中总磷以DOP为主, DIP次之。
§ 5- 1 海洋中的磷
一、海水中磷的形态
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式
H PO 34 -
+
H +H
PO-
2
4
+
-
2H +HPO
2
4
+
3H
+PO3
4
表5.4 人工海水和0.68mol/l NaCl的解离常数(20℃)
介质
K1'(×10-2)
一、海水中磷的形态
3. 磷的循环与形态转化
浮游植物生长所需的营养成分还包括海水主要成分、一些微量元素如 Fe 、Mn 、Cu 、Zn 、Co 、Mo等和一些有机化合物如维生素等,但其含量 一般不限制生长( Fe 、Mn可能除外) 。
6a第六章营养盐
本章重点: ➢海洋中氮、磷、硅营养盐的存
在形式、分布变化及生物地球 化学循环的特点
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1
6.1 氮 6.2 磷 6.3 硅 6.4 中国近海营养盐的生物地球化学 6.5 富营养化与赤潮
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2
❖ 从20世纪初以来,海水营养盐一直是化学海 洋学的一项重要的研究内容。
多数的植物所利用,它只有转化为氮的化合物后,
在 才能被植物利用。通过固氮作用氮气可变成结合
形 态氮,雷电或宇宙射线的电离作用,也可使氮气
式 变为化合态氮。
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9
➢ 除氮气外,海水中主要有NH4+(NH3)、NO2-、 NO3-(即三氮)三种无机化合氮。海水中无机 氮化合物是海洋植物最重要的营养物质。海水 中有机氮主要为蛋白质、氨基酸、脲和甲胺等 一系列含氮有机化合物。此外,海洋中含有活 着的生物和不溶于海水的颗粒氮。一般把能通 过孔径0.45m微孔滤膜的有机氮称为溶解有机 氮,把不能通过的称为颗粒态有机氮。这些氮 化合物处在不断的相互转化和循环之中。
➢ 20世纪初期,德国人布兰特发现海洋中磷、 氮循环和营养盐的季节变化,都与细菌和浮 游植物的活动有关。
➢ 1923年,英国人H·W·哈维和W·R·G·阿特金 斯,系统地研究了英吉利海峡的营养盐在海 水中的分布和季节变化与水文状况的关系, 并研究了它的存在对海水生产力的影响。
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3
➢ 德国的“流星”号和英国的“发现”号考察 船,在20世纪20年代也分别测定了南大西洋 和南大洋的一些海域中某些营养盐的含量。
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24
硝酸盐在大西洋、太平 洋和印度洋的垂直分布
长江口、杭州湾海域营养盐分布特征及分析
生态环境 2006, 15(2): 276-283 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:上海市科委科研计划项目(042512031);上海市教委重点项目(05ZZ13) 作者简介:王 芳(1979-),女,硕士,主要从事海洋环境研究。
E-mail: kangjc@ 收稿日期:2005-11-08春秋季长江口及其邻近海域营养盐污染研究王 芳1, 2,康建成2, 1,周尚哲1,郑琰明1, 2,徐韧3,孙瑞文3,吴 涛21. 华南师范大学地理科学学院,广东 广州 510631;2. 上海师范大学城市生态与环境研究中心,上海 200234;3. 国家海洋局东海环境监测中心,上海 200137摘要:依据东海环境监测中心两个航次的资料和美国国家海洋大气管理局(NOAA )相关资料,开发Matlab 计算机数值分析和图形显示技术,对长江口及其邻近海域的营养盐污染状况进行分析和探讨。
结果表明:海域总体营养盐超标严重;氮、磷污染物的来源主要为径流携带入海,磷还受外海流系高质量浓度磷输入的影响;营养盐污染特征显示,表、底层营养盐均自入海口向外围、由近岸向远岸迅速递减,秋季冲淡水将污染物向外海携带,污染区也相应向外海推移;营养盐结构显示,该区w (N)/w (P)比值最高达到了405,无机氮异常丰富,海域浮游植物生长的限制因子存在时空变化。
分析得到营养盐污染特征与长江河口锋位置及冲淡水流向的关系密切,可以考虑由长江河口锋位置及冲淡水流向来确定污染物的聚集位置和扩展方向。
关键词:长江口;海洋环境;营养盐污染中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2006)02-0276-08海洋环境的污染是指人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境,其中包括河口湾,以致造成或可能造成损害生物资源和海洋生物、危害人类健康、妨碍包括捕鱼和海洋的其他正当用途在内的各种海洋活动、损坏海水使用质量和减损环境优美等有害影响[1]。
渤海海峡冬季营养盐的分布特征及影响因素
渤海海峡冬季营养盐的分布特征及影响因素张乃星;任荣珠;吴凤丛;王尽文;林森;张亮【摘要】以2010年2-3月对渤海海峡进行的3个断面的调查资料为依据,分析并讨论了渤海海峡冬季营养盐的分布特征及其影响因素.结果表明:冬季,由于强烈的垂直混合作用,渤海海峡水体中水温、营养盐及叶绿素a (Chl-a)的分布基本呈上下一致的特征.调查海域营养盐的分布基本呈现出近岸高,中部低;西南部高,北部低的特征,这与近岸受陆源影响较大,而西南部的高值和北部的低值则主要受渤、黄海水团交换影响明显有关.Chl-a与水温的分布特征非常相近,对二者做Pearson相关性分析发现,二者具有非常明显的正相关关系(r=0.717,p<0.01,n=110).对Chl-a与各形态营养盐作相关性分析发现,Chl-a与PO4-P表现出较强的相关性(r=-0.480,p<0.01,n=38),说明海峡水体中浮游植物的吸收是影响PO4-P分布的重要因素.%Based on the cruises carried out at Bohai Strait for three transects from February 2010 to March 2010, the distribution features of nutrients at this section and influence factors were discussed. The results showed that: influenced by the effect of vertical mixing, the nutrient temperature and Chlorophyll-a had obviously the same distribution characteristics at different depths. The concentration of nutrients decreased from in shore to offshore by the influence of runoff. The concentration of nutrients showed high value in southwest part and low in north part, which was affected by the exchange of different water mass. There was a significant positive correlation between the distribution of Chl-a and water temperature(r=0.717. P<0.01, n = 110). There was also a significant negative correlation between the concentration of Chl-a and PO4-P(r = -0.480, p<0.01, n = 38),which showed that the distribution of PO4-P was mainly controlled by the phytoplankton absorbing.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2011(030)006【总页数】8页(P607-614)【关键词】渤海海峡;营养盐;叶绿索;分布特征;影响因素【作者】张乃星;任荣珠;吴凤丛;王尽文;林森;张亮【作者单位】山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心,山东青岛266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心,山东青岛266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心,山东青岛266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心,山东青岛266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心,山东青岛266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心,山东青岛266033【正文语种】中文【中图分类】P593海水中的营养盐是海洋浮游植物生长繁殖所必须的,它们在控制海洋植物的生长和海洋初级生产力等方面起着相当重要作用。
北太平洋中低纬度海区水体中营养盐的分布特征
2011年4月 海洋地质与第四纪地质 Vol.31,No.2第31卷第2期 MARINE GEOLOGY &QUATERNARY GEOLOGY Apr.,2011DOI:10.3724/SP.J.1140.2011.02011北太平洋中低纬度海区水体中营养盐的分布特征倪建宇,刘小骐,赵宏樵,江巧文,姚旭莹(国家海洋局海底科学重点实验室,国家海洋局第二海洋研究所,杭州310012)摘要:探讨了北太平洋中低纬度海区的总有机磷(TOP)、总有机氮(TON)以及无机溶解营养盐的分布规律。
分析结果表明,表层水体中TOP和TON含量占TP和TN的大部分,TOP和TON的平均含量分别占TP和TN的57.5%~94.2%和75.0%~98.4%,高值出现在表层,而低值出现在深层水体中。
空间分布上,表层海水中的TOP在总磷中所占的比例自西向东是降低的,在20°N附近的西太平洋海区水体中的磷以有机态为主,而10°N附近的东太平洋海区则只占58%~67%。
表层水体中不同形态的氮在整个研究区的分布都较为一致,有机氮在总氮中占大部分,通常在75%以上,并在140°W附近出现高值。
水体中总氮总磷的比值表明,20°N附近的西太平洋海区,氮磷的比值在Redfield比值附近,说明限制该海区初级生产的因素可能是氮、磷以外的元素;而10°N附近的海区,氮磷比值低于Redfield比值,说明该海区以氮限制为主。
总体而言,研究海区的垂直扩散和水平输送以及生物固氮作用,可能是控制研究区这种分布格局的主要原因,TOP和TON对研究海区的初级生产以及营养盐的循环起着显著的作用,是初级生产所需营养的重要来源之一。
关键词:总有机磷;总有机氮;营养盐;北太平洋中图分类号:P736.22 文献标识码:A 文章编号:0256-1492(2011)02-0011-09 海洋在全球气候变化和碳循环中具有十分重要的作用,而上层海洋生态系统则是调节大气和深海之间物质转移过程中最为关键的环节。
高中地理第三章海洋水体章末整合提升课件新人教版选修2
教材 P33“思考” 直布罗陀海峡表层海水由大西洋流向地中海,底层海水由地 中海流向大西洋。德国潜艇利用洋流的流向,关闭动力装置, 顺流而行,进出直布罗陀海峡。
教材 P33~34“活动” 1.略。 2.(1)纽芬兰、北海、北海道三大渔场都是在寒暖流交汇处,寒 暖流交汇使海水发生搅动,海底营养盐上泛,鱼的饵料丰富, 吸引鱼类汇集;寒暖流交汇还可以带来不同海域的鱼类,使 鱼的种类较为丰富;秘鲁渔场是受单一上升补偿流的影响, 上升流同样可以使海水发生搅动,营养盐上泛,吸引鱼类汇 集。
2.由于表层海水性质变化不大,性质相对均一的下垫面,其温 度分布主要受太阳辐射的影响,因此其变化特点与太阳辐射 的分布特点相近,即随纬度变化。 3.南太平洋等温线与纬线平行,且较为平直;北太平洋等温线 大体与纬线平行,但在部分海域出现弯曲;南、北太平洋等 温线分布的疏密不同,北太平洋更为密集,主要是受陆地分 布的影响。
2.影响盐度高低的因素除降水和蒸发的关系外,还有陆地淡水 的注入以及洋流的影响等,同是 50°~60°纬度的海区,南北 半球降水与蒸发的关系较为接近,但南北半球大陆分布差异 较大,北半球这一纬度陆地面积广大,有大量淡水注入海洋, 从而影响这一海区的盐度高低,而南半球这一纬度基本为海 洋,因而盐度值高于北半球相应海区。
复习课件
高中地理第三章海洋水体章末整合提升课件新人教版选修2
2021/4/17
高中地理第三章海洋水体章末整合提升课件新人教版选修2 海水的温度和盐度 教材 P25“思考” 1.北太平洋位于北半球,太阳辐射最强在 6 月 22 日前后,最 弱在 12 月 22 日前后,地表获得太阳短波辐射增温并以长波 形式将热量传递给大气使其温度增高。地表增温过程需要一 定时间,因此其温度达到最高和最低值应落后于太阳辐射最 强和最弱的时间;地表增温速度的快慢还取决于海陆性质等 因素,由于海洋热容量大,因此增温速度慢于陆地,最高值 出现在 8 月,最低值出现在 2 月。
1979—2013年北太平洋海表面盐度变化及其与淡水通量的关系
1979—2013年北太平洋海表面盐度变化及其与淡水通量的关系作者:魏翔智海方祝骏来源:《大气科学学报》2021年第05期摘要利用海洋再分析資料,对北太平洋海表面盐度(Sea Surface Salinity,SSS)变化及其与淡水通量(Fresh Water Flux,FWF)的关系进行研究。
结果表明:1914—2013年SSS存在增大趋势,且有25~30 a的周期变化;1979—2013年SSS存在先减小后增大趋势,且有7~12 a的周期变化。
北太平洋SSS变化的活跃区域位于黑潮及其延伸区(A区)和北太平洋中部偏东地区(B区)。
A区和B区SSS在2000年之前存在减小趋势,在2000—2009年出现明显增大趋势。
A区和B区SSS变化与北太平洋FWF变化显著相关,其中A区SSS受局地FWF影响较大(最大相关系数出现在FWF超前16个月),B区SSS受局地FWF影响较小(最大相关系数出现在FWF超前20个月)。
北太平洋FWF与A区SSS的相关表明:它们存在较大范围的正相关区,正相关区主要位于黑潮延伸区(A区东部),且正相关大值区随着FWF超前时间缩短而向东移动。
对应于北太平洋温度年代际变化,SSS也存在显著的年代际变化,并且北太平洋关键区盐度变化能够表征北太平洋气候变率,它可以作为北太平洋气候变率的替代指数。
关键词海表盐度变化;淡水通量;北太平洋海洋盐度与温度一样是物理海洋学最基本的参数之一,也是控制和调节海洋基本状态和气候变化的重要变量(Katsura et al.,2013)。
以往对于海洋盐度的关注较少,其原因是海洋盐度的观测资料较少,加之海洋盐度是一个不直接参与海洋-大气相互作用的变量。
事实上,海洋盐度不仅可以作为全球水循环的指数,而且通过改变海水密度场,对海洋的动力过程产生重要影响,进而对海气相互作用和全球气候变化起到重要的作用(Fedorov et al.,2004;Huang and Mehta,2004)。
世界海洋表层盐度随纬度变化的特点
世界海洋表层盐度随纬度变化的特点
表面海水的盐度、温度和密度随纬度的平均分布特点是:盐度在赤道附近较低(34.6),在南半球和北半球的中纬度各出现一个高值(接近36),再向两极又降低,至北纬60度达最低值(32.4);温度在赤道海域最高(28~29°C),向两极逐渐降低,可低达0~1.9°C,密度在赤道附近最低(LO22克/厘米3),向两极逐渐升高,可达1.026克/厘米。
太平洋中部表面海水的盐度等值线,近似地和纬圈平行;其西部边缘海等海区的盐度等值线,大体上和海岸平行。
盐度在35左右的高盐水在太平洋中所占的海域十分广阔。
赤道海域的盐度为34.5~35.5;在南北半球的中纬度各出现一个高盐度(接近36)的海域。
高纬度海域盐度较低,例如南纬60度附近为34,北纬60度附近为31.5-33.0o在北纬40度附近的海域和西部的边缘海,海水的盐度梯度较大。
除靠近大陆的海区外,冬夏的盐度分布差别不大。
其他大洋的分布特点也类似。
大洋表面温度的分布,冬夏明显不同,2月份在太平洋中北纬5~50度和南纬20~50度的海域,等温线基本上和纬圈平行,但在黑潮区有高温水舌指向东北;南纬10度的海域,有向东伸展的高温水舌;南纬5~15度的海域,有29°C的高温区。
北半球海水的最低温度,可低于0。
C;白令海、鄂霍茨克海和日本海北部的海水可以结冰;南部大洋海水的温度,最低可达1°C左右。
东海北部营养盐分布特征及影响因素的开题报告
东海北部营养盐分布特征及影响因素的开题报告一、选题背景与意义东海是北半球最大的浅海之一,属于全球辐射最强的沿海温带海域之一。
作为我国国家战略性新兴产业的重要发展区域,东海北部海区因其近海浅滩广泛分布,海岸线长,水深浅,地形复杂等特征,使其营养盐含量十分丰富。
然而,近年来,由于环境污染、海域开发和生态破坏等影响,东海北部海域营养盐含量的分布具有一定的时空变化和异质性,如何解析其变化特征和影响因素,成为当前海洋生态学和环境科学领域中的重要研究议题。
本课题旨在对东海北部海区的营养盐分布特征及其影响因素进行深入研究,以期为保护海洋生态环境,促进可持续发展提供科学依据和技术支撑。
二、研究内容和方法(1)研究内容本课题拟从以下几个方面进行研究:1.分析东海北部海域的营养盐分布特征,包括氮、磷、硅等主要营养盐指标的浓度、时空变化规律等。
通过采集现场水样,建立适当的实验、分析技术和数学模型,实现样品的分离、提取和检测等过程。
2.探讨东海北部海域营养盐分布的影响因素,包括自然环境因素(如水文、气象、地形等)和人为活动因素(如海岸带开发、渔业活动、废水排放等)。
采用相关统计学方法和综合评价模型,评估不同因素对营养盐分布的影响程度。
3.以东海北部海域为例,构建海洋环境监测网络,通过实时动态监测和数据采集等手段,深入探测海域营养盐分布的变化趋势和规律,为相关政策制定和管理提供技术支持和科学依据。
(2)研究方法本课题采用的主要方法包括:1.现场调查和室内分析相结合。
通过采集现场水样和相关环境数据,运用光谱、色谱、原子荧光等方法对水体中的营养盐成分、浓度等指标进行分析测定,建立相应的数据模型。
2.多变量统计模型。
通过对已有的监测数据进行大量统计分析,并引入气象、水文、生态等综合因素,建立不同指标之间的关联模型,以实现营养盐分布变化趋势的预测和预警。
3.数值模拟。
在基础数据的基础上,开展营养盐污染物的扩散模拟和污染物输运的动力学模型运算,为海域环境管理提供科学建议。
化学海洋学_陈敏_第4章、海水中的营养盐
氮在海水中的相互转化和循环
水平分布
一般大洋水中硝酸盐的含量随着纬度的增加而增加。
右图是大西洋一个南北断面的分布图。
可以看出三大洋硝酸盐的含量为:印度洋>太平洋>大西洋,表层硝酸盐被浮游植物所消耗,含量较低,甚至达到分析零值,在500-800 m处含量随深度急剧增加,在500~l 000 m有最大值,最大值以下的
含量随深度的变化很小。
三大洋的NO
3
--N的垂直分布
NH
4
-N,NO
2
-N和NO
3
-N的季节变化,
三大洋的N/P比值见图5.6,从调查结果来看,这个
值是近似恒定的,即N/P=16(原于数),N/P=7(质量)。
根据这些常数,可计算在不同pH值时,3种磷酸盐阴
离子H
2PO
4
-,HPO
4
2-和PO
4
3-所占总磷量的百分比(如
图)。
磷在海水中的相互转化和循环
垂直分布
图5.11表示了三大洋水
中磷酸盐的垂直分布情
况。
它大体反映出三大
洋水中磷酸盐含量分布
变化的一般规律;。
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2011年4月 海洋地质与第四纪地质 Vol.31,No.2第31卷第2期 MARINE GEOLOGY &QUATERNARY GEOLOGY Apr.,2011DOI:10.3724/SP.J.1140.2011.02011北太平洋中低纬度海区水体中营养盐的分布特征倪建宇,刘小骐,赵宏樵,江巧文,姚旭莹(国家海洋局海底科学重点实验室,国家海洋局第二海洋研究所,杭州310012)摘要:探讨了北太平洋中低纬度海区的总有机磷(TOP)、总有机氮(TON)以及无机溶解营养盐的分布规律。
分析结果表明,表层水体中TOP和TON含量占TP和TN的大部分,TOP和TON的平均含量分别占TP和TN的57.5%~94.2%和75.0%~98.4%,高值出现在表层,而低值出现在深层水体中。
空间分布上,表层海水中的TOP在总磷中所占的比例自西向东是降低的,在20°N附近的西太平洋海区水体中的磷以有机态为主,而10°N附近的东太平洋海区则只占58%~67%。
表层水体中不同形态的氮在整个研究区的分布都较为一致,有机氮在总氮中占大部分,通常在75%以上,并在140°W附近出现高值。
水体中总氮总磷的比值表明,20°N附近的西太平洋海区,氮磷的比值在Redfield比值附近,说明限制该海区初级生产的因素可能是氮、磷以外的元素;而10°N附近的海区,氮磷比值低于Redfield比值,说明该海区以氮限制为主。
总体而言,研究海区的垂直扩散和水平输送以及生物固氮作用,可能是控制研究区这种分布格局的主要原因,TOP和TON对研究海区的初级生产以及营养盐的循环起着显著的作用,是初级生产所需营养的重要来源之一。
关键词:总有机磷;总有机氮;营养盐;北太平洋中图分类号:P736.22 文献标识码:A 文章编号:0256-1492(2011)02-0011-09 海洋在全球气候变化和碳循环中具有十分重要的作用,而上层海洋生态系统则是调节大气和深海之间物质转移过程中最为关键的环节。
太平洋中低纬度海区,作为全球最大的开阔洋区[1],在全球气候变迁中起着十分重要的作用,尽管该海区以低营养盐、低生产力为特点,但近年来的研究显示,该海区的初级生产力水平是早前认识的两倍[1],海洋固氮作用以及溶解有机氮(DON)、磷(DOP)组分是该海区营养盐循环的重要一环,也是贫营养盐海区营养盐储库的主要组成。
DOP和DON可作为初级生产所需营养盐的重要来源,它们在温跃层上部的混合可显著影响营养盐的再生速率。
有关这方面的研究与有机碳的研究相比还较少,本文通过分析北太平洋中低纬度海区有机和无机氮、磷的组成,对该海区的营养盐动力学进行了初步的研究,以期揭示制约研究海区初级生产的主要因素。
1 研究区概况基金项目:大洋矿产资源勘探开发专项基金项目(DYXM-115-02-4-07);科技部公益项目(2006FY220400);国家海洋局第二海洋研究所基本科研业务费专项资金项目(JG0702)作者简介:倪建宇(1969—),男,博士,研究员,主要从事海洋地球化学和环境地球化学研究,E-mail:jianyuni@sio.org.cn收稿日期:2010-06-29;改回日期:2010-10-09. 文凤英编辑 研究海区表层洋流主要是由北部的北赤道流(North Equatorial Current,NEC)、南侧的北赤道逆流(North Equatorial Countercurrent,NECC)构成,东北部受加里福尼亚冷水团的影响,西南则受西太平洋暖池东伸暖舌的影响[2]。
夏季,北赤道流位于10°N与20°~25°N之间;北赤道逆流位于3°~10°N之间。
在10°N,研究区域内的温跃层深度比较小,均小于100m,深度最小出现在125°W左右,从此处向西,深度逐渐加大,向东也略有下降。
在20°N的研究区域,温跃层深度均在100m以下。
混合层深度的分布和温跃层十分类似,在赤道和10°N,混合层深度从东到西逐渐加深,但都小于100m[2]。
从研究区温度-盐度图(图1和2)上可见,研究区底层水体为下绕极底层水(lower circumpolar wa-ter,LCPW);中层水体在20°N附近为南极中层水(AAIW)和北太平洋中层水(NPIW),10°N附近则主要是南极中层水(AAIW);上层水体则主要是热带表层水(Tropical surface water,TSW),在20°N附近还受到北太平洋表层水(North Pacific surface water,NPSW)的影响,而在10°N附近还受到赤道表层水(Equatorial sur-face water,ESW)和亚热带潜水团(Subtropical Under-water,STUW)的影响。
2 样品与分析样品分别采自“大洋一号”船的DY115-17B和19 海洋地质与第四纪地质2011年图1 北太平洋20°N附近水团的温度与盐度Fig.1 θ-S diagram of water masses in the regions near 20°N图2 北太平洋10°N附近水团的温度与盐度Fig.2 θ-S diagram of water masses in the regions near 10°N航次,采样站位分布见图3。
其中CLCTD02、CM3CTD03、CXCTD04和CACTD05处于20°N附近,属于亚热带太平洋海区;WS0504到EP2005-04这6个站位处于10°N附近,属于热带太平洋海区。
由21 第2期 倪建宇,等:北太平洋中低纬度海区水体中营养盐的分布特征图3 北太平洋站位分布略图Fig.3 Location of sampling stationsCTD(Seabird 911)采水器按每个站位12层进行采集,海水中溶解态无机氮(DIN)和无机磷(DIP)的测定则在采样后现场进行;用于总磷、总氮分析的样品,取50mL直接分装于聚四氟乙烯内塞的玻璃瓶内,滴入4滴5%的HgCl2溶液固定后冷藏保存,供岸上实验室内分析。
海水中总氮和总磷的测定采用Valderrama[3]的过硫酸钾氧化法进行,氧化剂由过硫酸钾、硼酸和氢氧化钠构成,其浓度分别为50、30、15g/dm3。
移取50mL海水样品于有聚四氟乙烯内塞的玻璃瓶中,加入7mL氧化剂,旋紧瓶盖,混匀后放入医用高压消毒锅内,保持温度115~120℃,压力为1.2~1.3kg/cm2下消解30min;冷却至室温后,将样品定量转移到25mL比色管中,在7230G型分光光度计上分别测定水样中的硝酸盐和磷酸盐。
总有机氮(TON)和总有机磷(TOP)则根据总氮、总磷和无机氮、无机磷的差值计算得出。
采用甘氨酸和甘油磷酸钠按一定比例配成的混合溶液,对该方法的氧化率和分析精度进行了检验,经试验,氧化效率可达93%以上,相对标准偏差磷小于±8%,氮小于4.5%。
3 结果与讨论3.1 溶解无机氮和无机磷在开放大洋,海水中溶解无机磷主要以正磷酸盐的形式存在[4],溶解无机氮则主要以硝酸盐的形式存在,铵盐和亚硝酸盐的含量通常都非常低,一般在仪器的检测限附近。
研究区内DIP的含量为0.01~3.36μmol/L,平均值为1.82μmol/L;DIN的含量为0~52.87μmol/L,平均值为24.98μmol/L。
从图3和4中可见,研究区内20°N附近的站位,其营养盐跃层位于200~800m,而10°N附近的站位则位于50~200m。
剖面分布上,表层水体中由于生物活动的强烈消耗,DIP和DIN几乎耗尽,其含量一般非常低,水体中的DIP和DIN含量通常都在仪器检出限附近;表层以下,DIP和DIN的浓度迅速增加,这是因为生物新陈代谢过程的排泄物和死亡后的残体在向深层沉降的过程中,由于微生物的矿化作用和氧化作用,有一部分重新转化为DIN和DIP,释放回水体中。
从图4和图5可以看出DIP和DIN的浓度在800~1 000m深度出现最大值,并且在最大值出现之后,水体中DIP和DIN的浓度随水深的增加而略微降低,但在离底100m层,则又开始逐渐升高,表现出较高的浓度梯度,可能是受海底再悬浮沉积物的影响所致。
空间分布上,由图4和5可明显看出,20°N附近海区的站位,其DIP和DIN的含量在200m以下才开始快速增加;而10°N附近海区则从50m左右开始迅速增加,且其浓度梯度也大于20°N附近海区。
这是因为10°N附近海区的站位主要受北赤道逆流的影响,海水强烈辐散,有着比较强的上升流;而且,受加利福尼亚沿岸流向赤道的延伸即赤道冷舌的影响[2,5],下层冷海水向上涌升,使混合层变薄,温跃层变浅,下层的营养盐可以涌升到比较浅的位置。
而20°N附近的站位则处在副热带环流,海水辐聚,有着较弱的下降流。
东太平洋海区的6个站位中,水体DIN的浓度总体上从西到东有增加的趋势,而DIP的分布则较为一致。
3.2 总磷和总氮研究区内总磷(TP)的含量为0.12~4.04μmol/L,平均值为2.20μmol/L;TN的含量为2.07~65.35μmol/L,平均值为32.60μmol/L。
其剖面分布类似于DIP与DIN,表现为北纬20°附近的站位,总氮(TN)和总磷的含量在0~200m内最31 海洋地质与第四纪地质2011年 低,而在北纬10°附近的站位则在0~50m的范围内含量最低(图6),温跃层之下,含量随水深的增加而升高,并在800~1 000m处达到最大值,尔后则在较小的范围内变化。
3.3 总有机磷和总有机氮总有机磷含量为0.04~1.44μmol/L,平均值为0.52μmol/L;总有机氮的含量为0.13~26.61μmol/L,平均值为9.33μmol/L。
它们在水体中分布的明显特征是,表层水体中TOP和TON含量占TP和TN的大部分,TOP和TON的平均含量分别占TP和TN的57.5%~94.2%和75.0%~98.4%,说明表层水体中的氮和磷主要以有机态形式存在。
但随水深的增加它们的比例逐渐降低,在近底层水体中TOP的含量只占TP的5%~25%,而TON则占TN的2%~25%,反映了水柱中有机质的矿化作用对营养盐分布的影响。
图7和图8为各站位上层水体(西太平洋海区为0~200m,WS0504站点为0~100m,其余东太平洋区为0~50m)不同形态的氮、磷平均含量的水平分布。