大气的干、湿沉降以及对东、黄海海洋生态系统的影响

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调查期间,在千里岩和嵊泗群岛分别收集了75个和198个湿沉降样品,155和174个干沉降样品,其中湿沉降样品的分析项目包括pH、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、F-、Cl-、NO3-、SO42-等常量离子和NO2-、PO43-和SiO32-等无机可溶态营养盐,干沉降样品仅分析了营养盐。其中湿沉降样品中的常量阴离子采用离子色谱法分析,金属阳离子采用火焰原子吸收法分析,而营养盐组分都采用自动分析仪测定,实验过程中均实施质量控制。 通过离子平衡对样品的测定结果进行检验,发现阴、阳离子的总量之间具有良好的相关关系,但比值多数小于理论值1.00,说明样品中可能漏测了部分阴离子。样品的分析结果表明:千里岩样品的浓度普遍高于嵊泗群岛,但具有类似的离子组成,Cl-和Na+占有较大的比重,因此海盐气溶胶对黄、东海降水的离子组成有重要的影响。除H+以外,其它离子的浓度都随降水量的增加而呈下降趋势,呈现负相关的关系;H+的趋势比较复杂,无明显的变化特征。离子的月平均浓度有明显的季节性变化特征,最大值往往出现在冬季或春季等降水量与降雨频率较少的季节,而最小值一般出现在夏季。 酸雨统计的结果表明,嵊泗群岛的酸雨频率为65%而千里岩为40%,2个站点都受到了酸雨的影响。对与H+相关的主要酸碱离子进行分析后发现嵊泗群岛的降水样品中,H+与nss-SO42-和NO3-之间有较好的正相关关系,而千里岩的样品中这种相关关系较差;随NH4+和nss-Ca2+浓度的增加H+的浓度逐渐降低,呈现负相关的关系。用SPSS软件对所得数据进行统计分析,发现具有相同或者相似来源的离子往往具有较强的相关性,在聚类分析中也有较大的相似性,三种数据统计方法的结果能够较好的吻合。 营养盐的浓度也有明显的季节性变化,但组成比例与海水有显著的差别。在调查期间,除嵊泗群岛的SiO32-的浓度持续降低外,多数营养盐组分的年均浓度具有上升趋势,但是这种变化与降水量无关。DIN在两个站点的湿沉降通量大致相等,嵊泗群岛的SiO32-湿沉降通量较大而千里岩的PO43-湿沉降通量较大。在对海洋的淡水补充方面,黄海是以降水输入为主,约占58.3%,而东海是以河流输入为主,大气降水占46.0%。 干里岩的大气中颗粒物的浓度以春季最高,为其它季节的2倍左右,而嵘泅群岛冬、春季都比较高。在对海域矿物质输送方面,大气沉降对黄海海域的输入作用不容忽视,约占总输入量的34.2%,而对东海海域的输入作用较小,仅占1 .34%。通过对微循环淋溶和超声波2种气溶胶样品处理方法的比较,本研究中选用后者来提取气溶胶中的无机可溶态营养盐。对比两个站点的结果,千里岩颗粒物中含有较高浓度的PO43一和510尹,而嫌泅群岛的颗粒物中(NO3汗NO2.)和NH4+的含量较高,表明两个海区气溶胶的来源存在较大的差别。 4种营养盐组分在春季沙尘期都会出现较高的浓度,表明陆源的输入对这两个海区气溶胶的化学组成有显著的影响,而且千里岩大气中营养盐的平均浓度都高于嵘泅群岛。对比两种大气输入方式,在2个站点几种营养盐组分都是以湿沉降输入方式为主。与河流相比,在黄、东海海域,NH礴+的输入以大气沉降为主,而其它3种营养盐的输入以河流为主。大气沉降输入的Dm对黄、东海新生产力所需营养盐的贡献较大而Po户和51032一的贡献较小。 几组培养实验的结果表明,虽然近岸水体表现为磷限制,但是加入高氮低磷的雨水后,无论是一次性还是间歇性的添加,浮游植物的生长都有积极响应,雨水添加组的叶绿素含量明显高于对照组,雨水的加入极大的促进了藻类的生长与繁殖。
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