孫 毅， 于 娟， 王紹為， 吳冠偉， 楊桂朋??

(1.中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266100； 2.山東省青島第一中學(xué)，山東 青島 266002)

研究簡報

夏季東海微表層與下層海水營養(yǎng)鹽的分布特征研究?

孫 毅1， 于 娟1， 王紹為2， 吳冠偉1， 楊桂朋1??

(1.中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266100； 2.山東省青島第一中學(xué)，山東 青島 266002)

海洋微表層； 微表層營養(yǎng)鹽； 富集因子； 東海

東海位于中國大陸以東，南起臺灣海峽南端，北至長江北岸啟東角與韓國濟(jì)州島的連線，東達(dá)沖繩海槽以西的琉球群島，面積約為77×104km2。東海有2/3處于世界上最寬廣的黃東海陸架上[1-3]，是當(dāng)前海洋研究的關(guān)鍵地區(qū)，也是世界上高生產(chǎn)力的區(qū)域之一[4]。海洋生態(tài)系統(tǒng)的主要生源物質(zhì)—營養(yǎng)鹽，是影響該區(qū)海洋初級生產(chǎn)力的重要因素，其輸送、循環(huán)與更新是構(gòu)成再生生命資源的物質(zhì)與環(huán)境基礎(chǔ)[5]。

海洋微表層是海洋一大氣之間相互作用的重要界面，其厚度一般為50～200μm[6]。海洋微表層內(nèi)含細(xì)菌、浮游生物、有機(jī)物、無機(jī)物、營養(yǎng)鹽及多種污染物等。研究海洋微表層對海氣通量計算、能量及物質(zhì)在海洋界面的傳輸?shù)染哂惺种匾淖饔谩Ａ硗?，微表層是有機(jī)物和微生物富集的微環(huán)境[7]，在此環(huán)境中可發(fā)生特殊的化學(xué)和微生物過程。這些過程產(chǎn)物或留在微表層中，或輸入大氣和表層水中，對促成海洋環(huán)境中天然物質(zhì)和污染物的遷移將起到重要的作用。

目前，一些學(xué)者已對東海營養(yǎng)鹽的空間分布進(jìn)行了調(diào)查[8-10]，但對東海海域微表層營養(yǎng)鹽的相關(guān)研究相對不足。國內(nèi)已經(jīng)對黃渤海、大亞灣、膠州灣等部分海域微表層進(jìn)行了初步研究[11-13]，研究結(jié)果表明微表層作為獨(dú)特的物理、化學(xué)、生物性質(zhì)的薄膜有著不同于次表層物質(zhì)分布的特點(diǎn)，且有富集效應(yīng)。本文針對以往的研究不足，對東海微表層和表層海水中N、P、Si營養(yǎng)鹽的時空分布進(jìn)行了調(diào)查，并分析了微表層中各種營養(yǎng)鹽的富集狀況，為進(jìn)一步了解營養(yǎng)鹽在海-氣界面的生物地球化學(xué)循環(huán)提供了科學(xué)依據(jù)。

1 采樣及分析方法

1.1 采樣站位

于2014年5月15日—6月13日隨中國海洋大學(xué)“東方紅2號”海洋科學(xué)考察船對營養(yǎng)鹽進(jìn)行現(xiàn)場采集樣品，調(diào)查海區(qū)共設(shè)計7個斷面25個調(diào)查站位(見圖1)，其中包含垂直斷面2個，第一個垂直斷面(DH1-3、DH1-5、DH1-7)，為一條自西向東方向伸展的斷面。第二個垂直斷面(DH4-1、DH4-2、DH4-4、DH4-5)為一條自西北向東南方向伸展的斷面。另外，我們還研究分析了DH2-1站營養(yǎng)鹽的周日變化。從6月9日下午18：00開始，每隔3h取一次表層海水樣進(jìn)行分析，對DH2-1站位進(jìn)行了24h的連續(xù)觀測。

圖1 東海采樣站位圖

1.2 調(diào)查方法

1.3 富集因子

微表層富集系數(shù)為微表層營養(yǎng)鹽濃度與表層營養(yǎng)鹽濃度的比值，微表層富集概率為富集系數(shù)大于1.0的樣品數(shù)占總樣品數(shù)的百分率。

2 結(jié)果與討論

2.1 表層海水中溫度、鹽度的水平分布

溫度和鹽度的等值線基本都與海岸線平行，在調(diào)查區(qū)域的北端由于受陸源沖淡水的沖擊，鹽度等值線呈現(xiàn)東南方向水舌特征(見圖2)。

2.2 微表層和表層海水中營養(yǎng)鹽的水平分布

舟山群島海域周圍微表層和表層均具有較高濃度的DIN，分別在DH2-1、DH3-1站位其濃度達(dá)到最大值(微表層：32μmol/L；表層：54μmol/L)，可能是長江、錢塘江等陸地徑流攜帶大量營養(yǎng)鹽流入杭州灣周邊海域?qū)е聽I養(yǎng)鹽濃度偏高。圖2顯示低溫、低鹽的陸地徑流呈水舌狀分布流入東海。浙江沿岸海域微表層和次表層的DIN濃度相對偏低，可能是浮游植物大量生長攝取吸收營養(yǎng)鹽導(dǎo)致DIN濃度偏低。東海東南部海域的微表層和表層中DIN濃度相差不大，且顯著高于北部無陸源徑流影響區(qū)，圖2顯示黑潮向陸架海入侵的一個高鹽水舌，富含營養(yǎng)鹽的黑潮次表層水涌升[15-16]可能是造成東南部DIN偏高的主要原因。

圖2 表層海水溫度、鹽度的水平分布

圖3 東海微表層和表層中的水平分布

2.3 東海營養(yǎng)鹽的斷面垂直分布

圖4 東海中部斷面溫度和營養(yǎng)鹽的垂直分布

2.4 微表層海水對營養(yǎng)鹽的富集作用

圖5 長江口斷面溫度和營養(yǎng)鹽的垂直分布

2.5 海水表層營養(yǎng)鹽的周日變化

表1 營養(yǎng)鹽在微表層中的富集因子

注：*Sig<0.05; **Sig<0.01; ns：Sig>0.05.

圖6 DH2-1站位表層海水營養(yǎng)鹽周日變化

3 結(jié)論

(2)東海中部斷面及長江口斷面由于溫躍層影響呈現(xiàn)層化現(xiàn)象,長江口斷面表層由于受到陸地徑流影響營養(yǎng)鹽濃度自西向東遞減，底層由于受到生物分解及沉積物溶解影響，營養(yǎng)鹽濃度較高。

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責(zé)任編輯 徐 環(huán)

Distribution of Nutrients in the Sea-Surface Microlayer and the Buck Water of the East China Sea in Summer

SUN Yi1, YU Juan1, WANG Shao-Wei2, WU Guan-Wei1, YANG Gui-Peng1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 2.Qingdao No.1 High School, Qingdao 266002, China)

sea-surface microlayer; subsurface; nutrients; enrichment factor; the East China Sea

2014青島世界園藝博覽會植物館海洋展陳項目資助國家自然科學(xué)基金項目(41320104008)；教育部“長江學(xué)者”獎勵計劃項目；山東省“泰山學(xué)者”建設(shè)工程專項資助 Supported by National Natural Science Foundation of China (41320104008); Ministry of Education “Cheung Kong Scholar” Award Projects; Shandong Province “Taishan Scholar” Construction Projects

2015-08-16；

2015-12-07

孫 毅(1990-)，男，碩士生。E-mail：972120704@qq.com

?? 通訊作者：E-mail： gpyang@ouc.edu.cn

P734.4+4

A

1672-5174(2017)01-052-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20150285

孫毅， 于娟， 王紹為， 等. 夏季東海微表層與下層海水營養(yǎng)鹽的分布特征研究[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2017, 47(1): 52-60.

SUN Yi, YU Juan, WANG Shao-Wei， et al. Distribution of nutrients in the sea-surface microlayer and the Bulk Water of the East China Sea in summer[J]. Periodical of Ocean University of China, 2017, 47(1): 52-60.