南海海盆溶解氧和碳酸盐系统的空间分布及主要调控机制

论文摘要

在大洋中,溶解氧(DO)被广泛用于海洋水团运动的示踪剂。海洋中有机物的矿化作用同时影响DO和碳酸盐系统参数。在深海,碳酸盐系统参数还受碳酸盐溶解的显著影响,因此协同分析这两类参数能揭示深海中相关生物地球化学过程。南海(SCS)是一个“微型大洋”,其深海水主要来源于西北太平洋深海水。本论文以南海海盆为典型研究区域,基于2014年5～7月在南海获得的现场调查数据,以高空间分辨率的DO为核心参数,辅以碳酸盐系统和营养盐参数,揭示南海海盆尺度DO的空间分布特征,并探讨生物地球化学过程对DO和其他相关化学参数的影响。南海海盆的DO自混合层以深随深度得增大而降低,在800～1000 m出现溶解氧极低值层(OMZ),在1000 m以深DO又随深度的增大而略微升高。pH25的垂向分布特征与DO相似,但其极小值层略深于DO。溶解无机碳(DIC)和总碱度(TA)随深度的增大而升高,DIC在1500 m以深几乎不再随深度不变,TA在2000 m以深几乎不再随深度变化。营养盐的垂直分布与DO几乎呈“镜像”关系,但在1500m以深营养盐随深度没有明显的变化。在水平分布上,DO自西北太平洋到南海北部,再到南海南部逐渐降低。在500～1500 m,靠近南海北部陆坡处的DO高于海盆。pH25、DIC和营养盐在近南海北部陆坡处也有相应的特征。OMZ自北向南逐渐增强,表现为南部较北部更厚、极小值更低。TA和DIC在海盆东北部有明显高值特征。各参数的相互关系表明,调控南海上层水体TA的主要过程是南海表层水与次表层盐度极大值水的混合;在盐度极大值层以深,TA因碳酸钙溶解而升高。上层水体的DIC也表现出表层水与盐度极大值水的混合,但是DIC并非保守混合,而是受光合作用和有机物矿化影响。在垂直方向,1000 m以浅的DIC升高受有机物矿化和碳酸钙溶解影响,其中有机物矿化是主要过程;而在1000m以深,有机物矿化过程的影响明显减小,而碳酸钙溶解是影响DIC升高的主要过程。本论文探讨了南海中层低氧层形成,认为南海水溶解氧在海盆中的消耗是低氧层形成的主要原因。沿南海北部陆坡相对“高氧”区域可能是太平洋深海水进入南海海盆沿南海北部陆坡向南海南部运移,并受到湍流输运、季节性上升流和下降流等过程的影响而形成的。南海海盆东北部的TA和DIC高值区是深层海水抬升的结果。本论文还探讨了南海深海水在海盆运移过程中各元素变化量的比例。O/C比值由浅到深逐渐降低(σθ 26.705～27.444层位2.71±2.07,σθ 27.587～27.644层位1.63±1.14),可能是受到了人为CO2和碳酸钙溶解的影响。O/P比值(152.6±78.5)基本接近Redfield 比值。而O/N比值(23.4±16.3)大于Redfield 比值(O:N=8.63),同时N/P 比值(8.0±5.8)小于Redfield比值(N:P=16)。在最深的σθ 27.587～27.644层位,O/C、O/P和C/P最接近Redfield 比值。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 苏锡宝

导师: 郭香会

关键词: 南海海盆,溶解氧,碳酸盐系统,空间分布,调控机制,溶解氧极小值层

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 厦门大学

分类号: P734.4

总页数: 88

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