第40卷 第10期
海 洋 学 报
V o l .40,N o .102018年10月
H a i y a n g X
u e b a o O c t o b e r 2018
王雪景，金春洁，王丽莎，等.2016年夏季黄㊁渤海颗粒有机碳的分布特征及影响因素[J ].海洋学报,2018,40(10):200 208,d o i :10.3969/j .i s s n .0253-4193.2018.10.017W a n g X u e j i n g ,J i nC h u n j i e ,W a n g L i s h a ,e t a l .D i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n d i n f l u e n c i n g f a c t o r so f p a r t i c u l a t eo r g
a n i cc a r
b o n i nt h e Y e l l o wS e a a n d t h eB o h a i S e a i n s u m m e r o f 2016[J ].H a i y a n g X u e b a o ,2018,40(10):200 208,d o i :10.3969/j
.伞齿轮
i s s n .0253-4193.2018.10.017
2016年夏季黄㊁
渤海颗粒有机碳的分布特征及影响因素
王雪景1,2，金春洁1,2，王丽莎1,2*，张传松1,
2(1.中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266100;2.中国海洋大学海洋化学理论与技术教育部重点实验室，山东青岛266100
)收稿日期:2018-04-30；修订日期:2018-06-19
㊂基金项目：渤黄海海洋动力环境和生态环境调查(2012F Y 112200 )㊂作者简介：王雪景(1989 )，女，河北省石家庄市人，主要研究方向为海洋生态污染化学㊂E -m a i l :w a n g x u e j i n g
125@126.c o m *通信作者：王丽莎(1981 )，女，山东省文登市人，高级实验师，主要研究方向为海洋生物地球化学与海水分析化学㊂E -m a i l :l i s h a w a n g
《怪兽大学》
@o u c .e d u .c n 摘要：本文根据2016年6-7月黄㊁渤海航次获得的调查数据，分析了黄㊁渤海海域颗粒有机碳(P O C )的浓度变化㊁空间分布特征并结合盐度㊁叶绿素a ㊁P O C /P O N ㊁P O C /C h l a 平面分布特征和相关性分析，探讨了黄㊁渤海海域P O C 的来源和影响因素㊂结果表明:2016年夏季渤海海域P O C 平均浓度(500.2ʃ226.5)μg /L ，北黄海P O C 平均浓度(358.2ʃ101.5)μ g /L ，南黄海P O C 平均浓度(321.0ʃ158.1)μg /L ，渤海海域P O C 浓度高于黄海，整个海域P O C 浓度表层高于底层㊂P O C 的平面分布特征为近岸高，外海低㊂调查海域表层P O C /P O N 均值为8.89,P O C /C h l a 均值为182.52；中层P O C /P O N
均值为8.87,P O C /C h l a 均值为179.56；底层P O C /P O N 均值为9.41,P O C /C h l a 均值为178.80㊂黄海海域浒苔衰败对P O C /P O N 与P O C /C h l a 影响较大㊂相关性分析结果表明渤海海域盐度㊁总悬浮物和叶绿素a 与P O C 存在显著的相关性，是影响P O C 分布的主要控制因素㊂南黄海除表层P O C 浓度与盐度㊁总悬浮物和叶绿素a 浓度有很好的相关性外，中层和底层P O C 浓度与盐度㊁总悬浮物和叶绿素a 浓度不存在显著的相关性㊂渤海海域P O C 主要受陆源和浮游植物共同影响，浮游植物是P O C 的主要贡献者，而黄海海域P O C 受长江冲淡水㊁
黄海暖流㊁苏北沿岸流㊁生物活动和底层沉积物等多种因素影响，其中苏北近岸和青岛外海，有机碎屑为P O C 的主要贡献者㊂关键词：颗粒有机碳；黄海；渤海；相关性分析；碳氮比
中图分类号:P 734
溶菌酶文献标志码:A
文章编号:0253-4193(2018)10-0200-09
1 引言
海水中的有机碳包括溶解态有机碳(d i s s o l v e d
o r g a n i c c a r b o n ,D O C )和颗粒态有机碳(p
a r t i c u l a t e o r -g
a n i cc a r
b o n ,P O C )[1
]㊂P O C 占海洋有机碳的10%[2]
，但P O C 是生物食物链中一个重要的物质基
础，它与生物的生命过程㊁初级生产力密切相关，同时
它还是海水中碳固化和迁移输出的主要形式[
3-5
]㊂全球海洋每年P O C 的输出通量为(9.5ʃ1)G t [6]
,
如此巨大的碳汇，使得P O C 在全球碳循环系统中起着决定性的作用，因此研究P O C 的生物地球化学过程有着重要的意义㊂
陆架边缘海连接着陆地环境和海洋环境，其碳沉降速率较大洋高出一个数量级[7]，陆架边缘海的复杂水动力环境条件和生物地球化学作用使得该区域成为研究全球碳循环的重要部分[8-10]㊂黄㊁渤海是我国重要的陆架边缘海，其中渤海是一个三面环陆地的半封闭的内海，水深较浅，海水交换速度较慢㊂黄海位于我国大陆和朝鲜半岛之间，受黄海暖流㊁黄海沿岸流等洋流和沿岸水团㊁黄海中央水团㊁南黄海高盐水团等水团同时影响，特殊的地理位置以及洋流水团体系使得黄㊁渤海成为研究陆架边缘海P O C分布的理想场所[11-12]㊂
本文区域性地分析了黄㊁渤海P O C浓度和空间分布特征，并结合盐度㊁叶绿素a(C h l a)平面分布, P O C/P O N㊁P O C/C h l a平面分布讨论了影响黄㊁渤海P O C分布的因素，在此基础上分析了P O C与各参数的相关性，进一步探讨了P O C的来源，以期为研究近海P O C影响因素及来源提供重要的参考依据，为探讨全球碳循环提供重要的数据基础㊂
2调查海域及样品测定方法
2.1调查区域及站位设置
本次现场调查于2016年6月28日至7月20日在渤海和黄海海域进行，调查范围为31.0ʎ~41.0ʎN, 117.0ʎ~125ʎE，共计59个站位，具体站位如图1所示㊂
2.2样品的采集与测定
使用N i s k i n采水器，按照‘海洋调查规范“(G B 12763.4-91)采集表㊁中㊁底各层海水(表层约0.5m，中层为跃层，底层为距离海底约3m处)，水样分为两部分，一部分水样经G F/F(W h a t m a n,450ħ烧灼4h)过滤，膜样于冰箱中-20ħ保存，用于分析P O C㊁P O N和叶绿素a；另一部分水样经醋酸纤维膜(泡酸, 45ħ烘至恒重并称量)过滤，过滤后的膜于-20ħ条件下保存，用于测定总悬浮物(T S P)浓度㊂
李汝革各参数的测定方法如下：温度和盐度等基本参数采用直读式温盐深仪(S e a B i r d911-P l u sC T D)进
行现场测定;P O C㊁P O N的含量采用元素分析仪(P E-2400)进行测定[13];T S P通过差减法测定;C h l a采用荧光法测定[14]㊂
3结果与讨论
土司文化3.1P O C的含量与平面分布特征
调查海域表层P O C浓度范围为124.2~1318.
图12016年夏季黄㊁渤海调查区域和站位
F i g.1I n v e s t i g a t i o n a r e a a n d s t a t i o n i n t h eY e l l o wS e a a n d
t h eB o h a i S e a d u r i n g s u m m e r i n2016
μg/L，平均值为(379.0ʃ210.9)μg/L㊂其中渤海海域表层P O C浓度范围为305.3~1318.0μg/L，平均值为(498.5ʃ239.4)μg/L；北黄海海域表层P O C浓度范围为147.6~433.6μg/L，平均值为(326.1ʃ81.0)μg/L；南黄海海域表层P O C浓度范围为124.2~1 242.3μg/L，平均值为(342.8ʃ220.0)μg/L㊂表层P O C平均浓度由大到小依次为：渤海㊁南黄海和北黄海㊂调查海域表层P O C分布出现两个浓度高值区(图2)，一个高值区位于莱州湾，黄河入海口附近海域，高值中心P O C浓度约为1318.0μg/L,P O C浓度由高值中心向远离陆地的海域逐渐降低㊂该区域P O C高值区与盐度低值区以及叶绿素a高值区相对应，说明渤海海域P O C受陆源和浮游植物共同影响㊂另一个高值区位于江苏近岸，长江口附近海域，高值中心P O C浓度约为1242.3μg/L,P O C浓度由高值中心向四周海域亦逐渐降低㊂苏北近岸P O C的高值区与盐度低值区对应，表明陆源输入对苏北近岸P O C有一定影响㊂长江口外P O C高值区偏离长江口外盐度低值区，但与叶绿素a高值区对应，可能的原因是长江口外冲淡水北上挟带大量泥沙，水体浑浊，不利于浮游植物生长[15-16]㊂随着颗粒物沉降和营养盐运输，在光照
102
10期王雪景等:2016年夏季黄㊁渤海颗粒有机碳的分布特征及影响因素
和温度等条件都适宜的长江口外(H30㊁H29站位附近海域)，浮游植物大量繁殖，生长旺盛，叶绿素a浓度出现高值,P O C浓度亦出现高值㊂
调查海域中层P O C浓度范围为153.8~1270.5μg/L，平均值为(365.3ʃ175.4)μg/L㊂其中渤海海域中层水体P O C浓度范围为306.0~1270.5μg/L，平均值为(510.5ʃ257.5)μg/L；北黄海海域中层P O C浓度范围为208.0~639.7μg/L，平均值为(371.4ʃ117.1)μg/L；南黄海海域中层P O C浓度范围为153.8 ~601.0μg/L，平均值为(294.6ʃ103.4)μg/L㊂中层P O C平均浓度由大到小依次为渤海㊁北黄海和南黄海㊂渤海海域P O C高值区位于莱州湾山东半岛黄河入海口附近，高值中心浓度达到1270.5μg/L；北黄海P O C高值主要位于山东半岛沿岸，南黄海P O C浓度由近岸向离岸逐渐递减，等值线分布基本与海岸线平行(图2)㊂中层P O C高值区与盐度低值区，叶绿素a 高值区对应，中层P O C受陆源和浮游植物共同影响㊂
调查海域底层P O C浓度范围为140.8~1098.5μg/L，平均值为(356.4ʃ170.5)μg/L㊂渤海海域底层水体P O C浓度范围为310.3~1098.5μg/L，平均值为(492.3ʃ196.8)μg/L；北黄海海域底层P O C浓度范围为205.4~535.3μg/L，平均值为(375.1ʃ101.6)μg/L；南黄海海域底层P O C浓度范围为140.8~635. 3μg/L，平均值为(295.2ʃ116.8)μg/L㊂底层P O C平均浓度由大到小依次为：渤海㊁北黄海和南黄海㊂
底层P O C高值区出现在渤海海域黄河口附近(图2)㊂黄河向渤海湾输入大量淡水的同时，输入了丰富的营养物质，促进了浮游植物的生长，叶绿素a浓度含量较高，黄河入海口附近海域生源的P O C浓度很高㊂
从区域性来看调查海域P O C的浓度特征(表1)渤海海域P O C浓度范围为305.0~1318.0μg/L，平均值为(500.2ʃ226.5)μg/L；北黄海海域P O C浓度范围为147.6~639.7μg/L，平均值为(358.2ʃ101.5)μg/L；南黄海海域P O C浓度范围为124.2~1242.3μg/L，平均值为(321.0ʃ158.1)μg/L㊂P O C平均浓度由高到低为：渤海㊁北黄海和南黄海㊂渤海海域水深较浅，内海水与外海海水交换不充分，海水上下混合均匀，使得该海域的颗粒有机碳的浓度较高，且表层至底层含量差别不大[8]㊂黄海海域由于受长江冲淡水㊁黄海暖流㊁苏北沿岸流和浮游植物等多种因素影响，表层㊁中层和底层P O C分布差别较大㊂与近几年其他学者对黄㊁渤海海域P O C浓度的调查结果进行对比可见(表2)，本次调查黄㊁渤海海域P O C浓度与前几年的历史调查数据基本一致㊂
表1调查海域P O C浓度统计表(μg/L)
T a b.1C o n c e n t r a t i o n o f P O C i n i n v e s t i g a t i o n a r e a(μg/L)
调查海域
表层中层底层所有水层
范围平均值ʃS D范围平均值ʃS D范围平均值ʃS D范围平均值ʃS D
渤海305.3~1318.0498.5ʃ239.4306.0~1270.5510.5ʃ257.5310.3~1098.5492.3ʃ196.8305.0~1318.0500.2ʃ226.5北黄海147.6~433.6326.1ʃ81.0208.0~639.7371.4ʃ117.1205.4~535.3375.1ʃ101.6147.6~639.7358.2ʃ101.5南黄海124.2~1242.3342.8ʃ220.0153.8~601.0294.6ʃ103.4140.8~635.3295.2ʃ116.8124.2~1242.3321.0ʃ158.1整个调
查海域
124.2~1318.0379.0ʃ210.9153.8~1270.5365.3ʃ175.4140.8~1098.5356.4ʃ170.5124.2~1318.0358.9ʃ182.2
表2黄㊁渤海海域P O C浓度调查资料
T a b.2R e s e a r c h i n f o r m a t i o n o f P O Cc o n c e n t r a t i o n i n t h eY e l l o wS e a a n d t h eB o h a i S e a 调查海域调查时间P O C浓度范围/μg㊃L-1P O C平均值ʃS D/μg㊃L-1数据来源
渤海2016年夏季305.0~1318.0500.2ʃ226.5本研究
黄河口及莱州湾2012年秋季42.25~1018.87316.35ʃ180.64白亚之等[17]渤海2012年春季90.4~740.0413.0ʃ163.0冉祥滨等[18]渤海2006年夏季155.9~1363.1429.5胡利民等[8]
渤海2013年夏季262.5~942.0458.5ʃ14.4张海波等[19]北黄海2016年夏季147.6~639.7358.2ʃ101.5本研究202海洋学报40卷
续表2
调查海域调查时间P O C 浓度范围/μ
禁娱是什么意思?g ㊃L -1P O C 平均值ʃS D /μ
g ㊃L -1数据来源南黄海2016年夏季124.2~1242.3321.0ʃ158.1本研究
黄海2013年夏季117.5~1850.0337.3ʃ345.0张海波等[19]黄海2010年春季78.11~9189.0
413.59ʃ794.23
赵玉庭等[20]黄东海
2001年春季
8~458
/
金海燕等[
3
]图2 调查海域P O C 浓度㊁盐度㊁C h l a 浓度平面分布
F i g .2 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o n o f P O Cc o n c e n t r a t i o n ,s a l i n i t y a n dC h l a c o n c e n t r a t i o n i n i n v e s t i g
a t i o n a r e a 3
0210期 王雪景等:2016年夏季黄㊁
渤海颗粒有机碳的分布特征及影响因素
3.2 P O C /P O N 与P O C /C h l a
C /N 值广泛用于区分海洋中有机质的不同来
源[21
]，通常认为：当C /N>12,P O C 以陆源输入的有机质为主[22
]；当C /N<8,P O C 以海洋生物产生的有机质为主[23
]㊂P O C /C h l a 值用于表征非生命态P O C
在P O C 中的比重[24]
，当P O C /C h l a >200，通常认为碎屑和降解的有机质为P O C 主要贡献者；当P O C
/C h l a 在20~200之间，认为浮游植物为P O C 主要贡
献者[25
]㊂本文对调查海域P O C /P O N 与P O C /C h l a 的平面分布(图3)进行了分析，进一步研究调查海域
P O C 的来源
㊂
图3 调查海域P O C /P O N 与P O C /C h l a 平面分布特征
F i g .3 H o r i z o n t a l d i s t r i b u t i o n o f P O C /P O Na n dP O C /C h l a i n i n v e s t i g
a t i o n a r e a 调查海域表层P O C /P O N 范围为3.39~15.99
，平均值为8.89；表层P O C /C h l a 范围为30.19~
829.33，平均值为182.52
㊂表层江苏近岸和长江口北部海域P O C /P O N 介于8~12之间,P O C /C h l a 均值
介于20至200之间，表明表层近岸P O C 受浮游植物
与陆源共同影响，且P O C 以浮游植物贡献为主㊂
P O C /P O N >12的高值区位于35N ʎ,123E ʎ
以东海域，这可能因为黄海环流挟带衰败期浒苔流动(7月中下
旬浒苔开始消亡[26
])，衰败颗粒有机物中高分子态的
氮转化为溶解态的速度大于碳的转化速度，碳难以降
解，在有机物中保存了下来，从而导致C /N 不断升
高[27
]㊂与此同时，调查区域存在一个由苏北至青岛
东部海域P O C /C h l a 高值区，浒苔腐烂下沉导致有机物以有机碎屑为主㊂
调查海域中层P O C /P O N 范围为4.53~19.97
，均值为8.87，中层P O C /C h l a 范围为60.16~479.31，均值为179.56㊂从中层P O C /P O N 和P O C /C h l a 的分布特征来看:P O C /P O N 存在两个高值区，一个高值区位于黄河入海口附近，该区域P O C /P O N>12
,P O C /C h l a 均值介于20至200之间㊂一方面河口水402海洋学报 40卷
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