【摘要】：長江口海域物理海洋過程強烈,有色溶解有機物(Chromophoric Dissolved Organic Matter,CDOM)的不保守行為和懸浮顆粒物(Suspended Particulate Matter,SPM)的動態(tài)變化等方面的研究具有相當大的難度。本文以長江口及鄰近海域為研究區(qū)域,對該區(qū)域CDOM的生物地球化學行為和SPM的時空變化特征展開研究,有助于厘清河口海岸地區(qū)生源要素的生物地球化學行為和SPM的動態(tài)變化,兩者之間的相互聯(lián)系和相互作用有待進一步研究,主要成果如下:(1)長江口淡水端元CDOM的季節(jié)變化2016年11月至2017年10月,每月一次在徐六涇附近采集表層水樣品,測定了溶解有機碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)濃度、CDOM的吸收光譜和激發(fā)-發(fā)射熒光譜(Excitation-Emission Matrix spectra,EEMs)。結果顯示:DOC濃度、CDOM的相對濃度、分子的芳香化程度和分子量等均落在淡水自然水體的范圍內(nèi);與國內(nèi)外部分河流、湖泊等淡水水體相比,長江口淡水端元DOC中對光敏感的CDOM比例較高,分子的芳香化程度更高;CDOM的熒光組分在研究期間基本一致。盡管枯季與洪季在徑流量上表現(xiàn)出明顯差異,DOC通量的季節(jié)變化也反映出徑流量對河口生源要素的巨大影響,然而DOC濃度、CDOM相對濃度與徑流量之間沒有顯著的相關關系。(2)長江口CDOM的生物地球化學行為2016年3月和7月,分別在長江口及其鄰近海域89個和87個站位采集了DOC和CDOM樣品,測定了CDOM樣品的吸收光譜和EEMs,通過平行因子分析(Parallel Factor Analysis,PARAFAC)解析EEMs數(shù)據(jù),提取CDOM中的四個熒光組分(包括3個類腐殖酸組分和1個類蛋白質(zhì)組分)。結果表明:無論是3月還是7月,研究區(qū)域DOC濃度和CDOM各濃度指標(α_(254)光吸收系數(shù)和PARAFAC得到的四個組分)均顯示出由陸到海濃度逐漸下降的趨勢,并且均與鹽度呈現(xiàn)出顯著的負相關關系,說明鹽淡水物理混合過程是控制這些成分在研究區(qū)域分布和變化的主要因素;在這一過程中,CDOM分子芳香化程度逐漸降低(從SUVA_(254)反映),分子量逐漸變小(從S_(275 295)反映)。2016年7月長江出現(xiàn)歷史少見的大徑流量,與以往相比長江沖淡水(鹽度31)在表層更大的區(qū)域擴展開來,為研究這一水團中DOC和CDOM各組分的不保守行為提供了難得的時機。通過比較13對具有相似鹽度但傳輸距離不同的表層樣品中DOC和CDOM各組分濃度,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域?qū)Ζ羅(254)指示的CDOM和EEMs提取的三個類腐殖酸組分是一個顯著的匯,而對可以作為CDOM降解產(chǎn)物的DOC和有自生來源的類蛋白質(zhì)組分沒有發(fā)現(xiàn)顯著的源匯模式。與表層水體相比,相近鹽度的底層水體(尤其是距離口門較近的底層水體)更有利于CDOM物質(zhì)的保存,不利于它們的降解。通過2016年7月橫跨研究區(qū)域、處在表層的13對數(shù)據(jù),計算出α_(254)指示的CDOM和3個類腐殖酸物質(zhì)有12 32%被降解,而類蛋白質(zhì)組分和DOC分別有11%和7%的釋放。這項研究提供了一種在物理過程占主導的大河河口地區(qū)、通過大面觀測原位數(shù)據(jù)定性和定量研究生源要素不保守行為的一種新的方法。(3)長江口SPM的時空變化特征長江口是典型的高濁度河口,長江口及鄰近海域SPM濃度跨度大,泥沙過程活躍、復雜。2015年7月和2016年3月,使用OBS和LISST測定了該區(qū)域99個和89個站位的水體濁度、光衰減系數(shù)、SPM總體積濃度、平均粒徑和粒徑譜等參數(shù);同時通過現(xiàn)場過濾測定了各站位表、中、底三層的SPM質(zhì)量濃度以及典型站位SPM中顆粒有機碳(Particulate Organic Carbon,POC)的?~(13)C、顆粒氮(Particulate Nitrogen,PN)的?~(15)N以及POC/PN摩爾比值。結果表明:濁度、光衰減系數(shù)、SPM總體積濃度等3個參數(shù)均與SPM質(zhì)量濃度顯示出了顯著的正相關關系。枯季長江口淡水端元表層SPM平均粒徑略低于底層,外海海域在浮游生物的影響下多數(shù)站位平均粒徑表層大于底層;枯季長江口淡水端元輸出的SPM濃度高、粒徑大,研究區(qū)域SPM粒徑一般表層大于底層。具有相似粒徑譜特征的SPM可以通過測定?~(13)C和?~(15)N值來進一步區(qū)分其來源和組成。枯季陸源輸出的大粒徑SPM隨著表層水團甚至傳遞到研究區(qū)域北部的最東端;而洪季陸源輸出的SPM口門附近即迅速沉降。由LISST測定的典型站位粒徑譜的垂直剖面可以看出,在長江口淡水端元站位以及受陸源物質(zhì)強烈影響的站位,長江輸出的SPM有著強烈的季節(jié)變化,并且SPM隨深度往往呈現(xiàn)出連續(xù)變化;在外海站位,SPM主要受到當?shù)馗∮紊锏闹鲗?這些浮游生物的信號往往隨深度不連續(xù),更多呈現(xiàn)出“斑塊化”的分布,水體躍層附近往往能夠觀測到浮游生物聚集的信號。
【圖文】：

2.1 研究區(qū)域長江自徐六涇以東被崇明島分為北支和南支，南支河道在長興島、橫沙島處分為北港和南港，南港在九段沙處分為北槽和南槽，由此形成“三級分汊、四口入�！钡拈L江入海口（翟曉鳴等, 2007; 李玉中和陳沈良, 2010; 謝華亮等, 2014）。本文的研究區(qū)域為長江口及鄰近海域（圖 2.1）：西起徐六涇，東至 124 E，北起 32.25 N，南至 28.9 N，包括口內(nèi)部分（南支）、最大渾濁帶、黃海南部和東海北部鄰近長江口的部分。本研究分別于 2015 年 7 月、2016 年 3 月和 2016 年 7月依托國家自然科學基金委員會的海洋科學考察長江口共享航次，搭乘“潤江 1號”在研究區(qū)域內(nèi)的各個站位采集 DOC、CDOM 等生源要素樣品和現(xiàn)場 LISST、OBS 等數(shù)據(jù)。此外，2016 年 11 月至 2017 年 10 月每月一次在徐六涇附近采集表層水樣品，調(diào)查 DOC 和 CDOM 的逐月變化情況。

華東師范大學碩士學位論文 第二章 研究區(qū)域和研究方法2.5.1 散射去除EEMs 中存在的 Raman 散射和 Rayleigh 散射不符合 PARAFAC 模型，會嚴重干擾熒光組分特征峰的識別和各組分濃度的計算。因此，，在進行分析之前先要去除 Raman 峰和 Rayleigh 峰，具體方法為：在每日樣品測定前首先測定當日的Milli-Q 水空白樣品，實際樣品的 EEMs 結果減去當日測定的 Milli-Q 水的 EEMs以消除 Raman 峰的影響；各個樣品的 EEMs 結果在兩條特定的譜帶（位置見圖2.2）以空白代替原數(shù)值，消除 Rayleigh 峰的影響。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P593;P73

【參考文獻】

相關期刊論文 前9條

1 BAI Ying;SU Rongguo;HAN Xiurong;ZHANG Chuansong;SHI Xiaoyong;;Investigation of seasonal variability of CDOM fluorescence in the southern Changjiang River Estuary by EEM-PARAFAC[J];Acta Oceanologica Sinica;2015年10期

2 謝華亮;戴志軍;李為華;林益帆;李九發(fā);;長江口南北槽分流口動力地貌過程研究[J];應用海洋學學報;2014年02期

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9 沈煥庭,張超,茅志昌;長江入河口區(qū)水沙通量變化規(guī)律[J];海洋與湖沼;2000年03期

本文編號：2606003