夏季长江口外缺氧频发的机制及酸化问题初探  

Mechanisms leading to the frequent occurrences of hypoxia and a preliminary analysis of the associated acidification off the Changjiang estuary in summer

作　　者：韦钦胜[1,2] 王保栋[2,3] 于志刚[1,3] 陈建芳[4] 薛亮[2] 

机构地区：[1]中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,青岛266100 [2]国家海洋局第一海洋研究所,青岛266061 [3]青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室,青岛266071 [4]国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统和生物地球化学重点实验室,杭州310012

出　　处：《中国科学：地球科学》2017年第1期114-134,共21页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41206068;41620104001);国家自然科学基金委-山东省联合基金项目(批准号:U1406403);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(编号:2016G08);青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室开放基金(编号:KLMEES201603);国家重点基础研究发展计划项目(编号:2010CB428703);中国近海海洋综合调查与评价专项(编号:908-ZC-I-03)资助

摘　　要：针对夏季长江口外缺氧区,深入认识了同缺氧发生有着密切联系的特殊海底地形、流场环境、锋面和上升流等主要环境特征;特别地,夏季长江口外羽状锋和上升流这两种物理过程是耦合在一起的,羽状锋的垂向分布形态与上升流具有密切的联系.基于对夏季长江口外历史缺氧事件的回顾与分析,从统计学意义上展现了缺氧区在水平分布上的空间结构,并认识了缺氧发生区位置的细节,发现口门外内陆架区的溶解氧(DO)含量与水深之间呈"V"型关系,据此指出内陆架的缺氧水体多发生在具有陡峭海底地形的坡面上.在长江口外缺氧机制现有认知的基础上,剖析了口门外陡坡地形何以能成为夏季缺氧核心频发区的生物地球化学机制,阐释了坡面处缺氧区位置与羽状锋面和上升流的内在联系.长江口外羽状锋和上升流及其耦合作用是诱发夏季缺氧的重要驱动力,长江冲淡水羽状锋扩展和上升流交互作用影响下营养盐的持续输送和该处良好的光照条件是夏季长江口外浮游植物繁殖和底层缺氧的重要机制.通过对缺氧区耗氧作用及有机碳矿化和营养盐再生的探讨,指出夏季长江口外显著的耗氧过程亦主要发生在具有锋面和上升流特征的陡峭坡面附近,并证实底层缺氧区存在营养盐的表观丢失现象;同时,分析显示长江口外泥质区底边界层中的沉积物再悬浮也可对有机碳耗氧矿化及营养盐循环与再生产生影响.研究还指出长江口外的陡坡地形也是夏季低pH酸化环境的主要发生区,陡坡处羽状锋面和上升流的耦合亦为诱发夏季底层酸化的重要物理驱动力.最后,对今后长江口外缺氧区和水体酸化研究中予以关注的问题进行了探讨.

关 键 词：长江口 低/缺氧区 上升流 锋面 营养盐再生 生物地球化学 酸化 

分 类 号：P734[天文地球—海洋化学]