【摘要】： 本論文在對東、黃海典型海域進行大面積調(diào)查的基礎上,選擇有機碳、生物硅、不同形態(tài)的氮和磷等作為古生產(chǎn)力和相應營養(yǎng)狀況評估的替代指標,分析了該區(qū)近代沉積中有機碳、生物硅、不同形態(tài)氮和磷的分布特征,同步探討了古生產(chǎn)力指標(總有機碳、生物硅)與浮游植物現(xiàn)存量和相應營養(yǎng)狀況替代指標(氮、磷形態(tài))之間的相關性,獲得主要研究結果如下: (1)黃、東海典型區(qū)域近代沉積中古生產(chǎn)力指標的分布 長江口及其鄰近區(qū)域近代沉積中生物硅(BSi)、總有機碳(TOC)含量近岸大于遠岸。從垂直變化來看,總有機碳(TOC)在兩柱狀樣中隨深度增加,沒有明顯的變化。生物硅(BSi)除出現(xiàn)兩峰值外,隨深度的增加,含量變化不明顯。這可能與長江口復雜的水動力條件、氧化還原條件和較大的沉積速率有關。 南黃海中部近代沉積中生物硅(BSi)、總有機碳(TOC)整體趨勢均表現(xiàn)為西部沿岸較東部要高。從垂直變化來看,總有機碳(TOC)從上到下總有機碳(TOC)含量隨深度的增加逐漸降低,與有機碳的化學成巖過程一致。生物硅(BSi)含量在8cm左右出現(xiàn)最大值,整體而言,沒有明顯的變化。 (2)黃、東海典型海域沉積物中氮、磷的形態(tài)與分布 長江口沉積物中,鐵錳氧化態(tài)氮(IMOF-N)是可轉化態(tài)氮的優(yōu)勢形態(tài),受長江沖淡水影響,TN及各形態(tài)氮的較高含量分布在長江口偏東北方向。受氧化還原環(huán)境條件影響,隨深度增大離子交換態(tài)氮(IEF-N)、鐵錳氧化態(tài)氮(IMOF-N)、碳酸鹽結合態(tài)氮(CF-N)呈降低趨勢;總氮(TN)、有機態(tài)和硫化物結合態(tài)氮(OSF-N)垂直變化呈先增加后減小趨勢,但兩柱狀樣變化深度不同。 長江口沉積物中碎屑磷(De-P)是磷的優(yōu)勢形態(tài),受長江沖淡水與各海流的共同作用碎屑磷(De-P)的平面分布復雜。有機磷(Or-P)和Fe結合態(tài)磷(Fe-P)的含量相對較低。總磷(TP)及各磷的形態(tài)的含量近岸高,遠岸低。自生磷(Au-P)含量高值區(qū)出現(xiàn)在123E附近,與浮游動物總生物量的高值區(qū)一致。從垂直分布看,碎屑磷(De-P)、自生磷(Au-P)、總磷(TP)自上而下有明顯的增加。有機磷(Or-P)自上向下具有減小的總趨勢,交換態(tài)磷(Ex-P)的垂直變化趨勢與有機磷(Or-P)相反。Fe結合態(tài)磷(Fe-P)受氧化還原的影響較大,自上而下降低。長江口潛在生物有效性磷的平均含量約占總磷(TP)的10.08%-11.02%,僅僅是沉積磷庫中的一小部。 南黃海所調(diào)查的海區(qū),氮的各賦予形態(tài)的高含量值分布在調(diào)查區(qū)域的西北部,基本趨勢從西北向東南減少與南黃海中部細粒度組分較高的區(qū)域相符。有機態(tài)和硫化物結合態(tài)氮(OSF-N)是氮的主要賦予形態(tài),有機態(tài)和硫化物結合態(tài)氮(OSF-N)含量的垂直分布,表層1-2cm內(nèi)顯著降低,總氮(TN)平均含量隨深度增加,逐漸降低。離子交換態(tài)氮(IEF-N)含量表層1-2cm內(nèi)顯著降低,隨后基本保持不變,與有機態(tài)和硫化物結合態(tài)氮(OSF-N)的垂直分布相似。受陸源輸入、沉積環(huán)境影響,碳酸鹽結合態(tài)氮(CF-N)垂直變化較為復雜,鐵錳氧化態(tài)氮(IMOF-N)自上而下先增大后減小。可轉化態(tài)氮占總有機碳(TOC)的20%,其含量相對其他海域含量較小,說明此處能參與氮循環(huán),可被再次利用的氮含量較小。 南黃海所調(diào)查的海區(qū)沉積物中,受黃海中部沉積中心的影響,各形態(tài)磷的最大值一般出現(xiàn)在10694、12494站位,交換態(tài)磷(Ex-P)表現(xiàn)較為明顯。交換態(tài)磷(Ex-P)的垂直變化上下波動較大,與有機磷(Or-P)的礦化分解密切相關。Fe結合態(tài)磷(Fe-P)易解析,含量小,垂直變化最為復雜,從上向下波動較大;說明陸源物質對黃海中部影響不大。自生磷(Au-P)與碎屑磷(De-P)占總磷(TP)的50%以上是P的優(yōu)勢形態(tài)。由于黃海中部沉積環(huán)境平穩(wěn),自生磷(Au-P)、碎屑磷(De-P)自上向下平穩(wěn)增大。 (3)沉積物中氮、磷形態(tài)與總有機碳(TOC)、生物硅(BSi)的相關性分析 做長江口及南黃海中部沉積物中各形態(tài)氮、磷與總有機碳(TOC)、生物硅(BSi)含量作線性相關性分析,結果顯示:長江口沉積物中自生磷(Au-P)、碎屑磷(De-P)同生物硅(BSi)呈顯著負相關,交換態(tài)磷(Ex-P)、Fe結合態(tài)磷(Fe-P)與總有機碳(TOC)呈顯著正相關性;南黃海沉積物中有機磷(Or-P)、交換態(tài)磷(Ex-P)、Fe結合態(tài)磷(Fe-P)與生物硅(BSi)呈正相關性,自生磷(Au-P)、碎屑磷(De-P)同總有機碳(TOC)呈顯著正相關,交換態(tài)磷(Ex-P)、Fe結合態(tài)磷(Fe-P)在適當條件下,均有利于生物利用。就各形態(tài)氮而言,長江口沉積物中有機態(tài)和硫化物結合態(tài)氮(OSF-N)、離子交換態(tài)氮(IEF-N)與生物硅(BSi)的顯著正相關,鐵錳氧化態(tài)氮(IMOF-N)同總有機碳(TOC)呈顯著正相關;南黃海沉積物中只有碳酸鹽結合態(tài)氮(CF-N)與生物硅(BSi)、有機態(tài)和硫化物結合態(tài)氮(OSF-N)與BSi表現(xiàn)出顯著正相關性,其余氮形態(tài)與總有機碳(TOC)、生物硅(BSi)相關性都不大。 (4)初級生產(chǎn)力的近代沉積記錄及沉積物中生物硅(BSi)、總有機碳(TOC)與浮游植物現(xiàn)存量的相關性分析 長江口及其鄰近海域近代沉積中總有機碳(TOC)、生物硅(BSi)垂直分布與浮游植物量的歷史長期變化并不一致,可能與長江口復雜的水動力條件及氧化還原條件有關。在南黃海中部兩柱狀樣約為近150年來的沉積物,總有機碳(TOC)、生物硅(BSi)的變化與近150年來初級生產(chǎn)力的長期變化有關,其中生物硅(BSi)的含量在8cm左右出現(xiàn)最大值與60年代浮游植物量峰值相符。 南黃海中部、長江口柱狀沉積物中生物硅(BSi)、總有機碳(TOC)含量與水體中浮游植物現(xiàn)存量相關性不顯著,但長江口H1-18站位柱狀樣中,沉積物中生物硅(BSi)與浮游植物現(xiàn)存量可建立線性關系,能更好的反映水體中浮游植物現(xiàn)存量,但考慮到缺少精確的測年數(shù)據(jù)及所調(diào)查區(qū)域復雜的沉積環(huán)境等因素影響,此線性關系還有待進一步研究。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：P736.21

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