海底地下水排泄对南海北部陆架区生物地球化学的影响

本项目以国际边缘海生物地球化学研究中一个日益引起重视的重要的源项- - 海底地下水排泄为研究对象，基于现有的研究基础，针对南海北部碳循环研究中这一重要的缺失项，选取南海北部陆架区为研究区域，以天然放射性镭同位素示踪海底地下水排泄，通过现场观测- - 实验室分析- - 模型计算，估算南海北部陆架区海底地下水排泄的通量，估算海底地下水输入的碳和营养盐的通量，评价这些输入物质对南海北部陆架区的生物地球化学影响，为区域环境评价提供科学基础。

海底地下水排泄（submarine groundwater discharge）以其流量与河流流量数量级相当、携带入海的物质通量相当可观，甚至在有些地区超过河流的贡献而得到国际海洋学界日益广泛的重视。为了评估海底地下水排泄对南海北部陆架区地球化学的影响，本项目以天然放射性镭同位素为示踪剂，利用镭的质量平衡方程，估算了南海北部陆架区不同地区不同季节海底地下水排泄的通量及其携带的溶解无机碳和营养盐通量。研究结果表明，九龙江口海底地下水排泄的通量为：春季0.52~1.91×107 m3 d-1，夏季0.90~3.33×107 m3 d-1，秋季0.66~2.43×107 m3 d-1，冬季0.46~1.69×107 m3 d-1，至少相当于10-16% 同时期的河流流量，而海底地下水排泄对该河口的净物质通量（包括溶解无机碳、碱度、溶解无机氮、硅酸盐）的贡献与同时期河流的贡献相当，夏季大约是冬季的两倍。三亚河口海底地下水排泄通量冬季为1.14×106 m3 d-1，是三亚河流量的两倍，三亚河口向三亚湾输入的溶解无机碳和营养盐主要来自于三亚河口的海底地下水排泄。南海北部珠江口以东陆架区，冬季和夏季海底地下水排泄与珠江径流量都在同一个数量级上。单位岸线上冬季海底地下水排泄通量为(0.9-1.9)×103 m3 m-1 d-1，夏季为(2.0-2.2)×103 m3 m-1 d-1，冬季和夏季的差异不大；由海底地下水排泄携带入海的溶解无机碳通量相当于南海北部陆架上最主要的入海河流珠江的输入通量的30%-50%。因此，海底地下水排泄通过河口输出的无机碳和营养盐通量及直接在陆架上输出的这些物质的通量对边缘海地球化学研究中元素的收支有着不可忽视的影响。