长江口生源要素与悬浮颗粒物粒径谱之间相互关系的初步研究

长江口最大浑浊带的显著特点是巨量的长江悬浮颗粒物（SPM）和生源要素的输出，高浊度与高生源要素浓度都深刻地影响着当地的海洋生态环境。到目前为止，我们对长江口海域高浊度SPM与生源要素之间的相互耦合作用仍然知之甚少：我们仍然不清楚长江口SPM在多大程度上以及以何种方式影响着当地生源要素的输出和分布。此外，基于不同的浮游植物组成、不同的比表面积等特性，不同粒径的SPM对生源要素生物地球化学行为的影响也势必有很大的不同。借助现场激光粒度仪（LISST）、浮游植物拖网/显微镜镜检、流式细胞仪（FCM）等研究手段，本项目将开展长江口海域SPM粒径谱和其中不同粒径浮游植物组成的研究；此外，利用偏相关、调和分析、谱分析等统计方法，研究SPM及其中浮游植物粒径谱等组成信息与同时测得的生源要素之间的相互关系。继承申请人以往的研究成果，本项目将继续深化长江口最大浑浊带海域SPM与生源要素之间相互作用的研究。

2010年7月至2012年8月，在长江口及邻近东海的不同区域共开展了13个不同季节的航次，使用了不同的采样策略，诸如走航大面观测、同步连续观测、浮标跟踪观测、以及针对赤潮事件的观测。另外，在夏季采集了东海东北部以及对马海峡的海水样品，与长江口海域相结合，绘制了悬浮颗粒物（SPM）中13C和15N沿整个长江输送路径——从长江淡水端元到对马海峡东端——的空间分布图。SPM中13C和15N在长江口的分布存在明显的季节变化：在夏季由陆到海急剧升高，而冬季在整个长江口海域的变化幅度小，甚至由陆到海存在一定的降低趋势。通过同时期测定的OBS和LISST数据，发现浮游植物的存在可能对13C和15N的分布和变化产生了重要的影响。.在长江口海域的淡水区域中，营养盐已经显示出了明显的浓度变动，其中NO3-的浓度受到了当地支流输入以及硝化作用的影响。夏季，长江冲淡水携带着其中的营养盐是以斑块状的形式，而不是以连续水团的形式传递的，冲淡水甚至可以到达东海东北部。更为重要的是，在不同斑块中相同盐度海水中的营养盐显示出了随传输距离浓度逐渐下降的趋势，证实了营养盐的不保守行为以及东海陆架对这些营养盐强大的汇效应。而在冬天，这些长江输出的营养盐显得保守得多。本研究强调了在长江口这样的海域研究营养盐不保守行为时同步观测的重要性。传输距离是除了盐度之外另一个控制这些区域营养盐浓度的重要因素。.从2009年9月至2010年8月，每月在位于长江口徐六泾断面的2个站点采集了营养盐样品。在每月采集到的部分悬浮颗粒物样品中测定了POC、PN、δ13C和δ15N。大部分营养盐以及POC、PN和δ13C在长江每月平均径流量出现极值的情况下显示出最大值或最小值，说明长江径流量对于上述物质季节变化产生了很大的影响。冬季徐六泾NH4+和NO2-浓度的急剧升高可能说明在较冷的季节，河水中的硝化作用得到抑制。此外，计算了长江对东海营养盐、POC、PN的年输出通量。发现长江输出的NO3-和PO43-浓度在最近几十年来显著升高，上升速度分别为2.2 µM yr-1和0.03 µM yr-1；然而对于SiO32-，在最近几十年来并没有发现明显的变化趋势。与最近二十年来急剧降低的长江泥沙输出量相对应，也发现了长江POC年输出通量的降低；然而，没有发现POM性质（δ13C、δ15N以及POC/PN）在这段时间的显著变化。