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南海典型珊瑚礁区海水碳酸盐体系变动特征研究
张成龙
学位类型博士
导师黄晖  
2011
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业海洋生物学
关键词珊瑚礁 海水碳酸盐体系 Ph-at 二氧化碳分压 源汇
摘要海水碳酸盐体系(Seawater carbonate system)是描述海水中以不同形式存在的无机碳各分量(包括溶解态二氧化碳、碳酸、碳酸氢根离子和碳酸根离子)之间的平衡、相互转化、存在形态以及与其有关的体系。研究珊瑚礁区海水碳酸盐体系的变动特征,可以了解珊瑚礁区的生物活动及其强度,也有助于探讨 CO2的“源汇”问题,同时还有助于探讨全球海洋酸化对特定珊瑚礁区的影响。 中国南海分布着大量的珊瑚礁,按照地缘分布类型大致可以划分为大洋型岛礁和近岸河口型岸礁。近年来它们都处于急剧的退化之中。这些珊瑚礁区海水碳酸盐体系的变动特征,尤其是退化后的珊瑚礁区海水碳酸盐体系的变动特征至今鲜有报道。本研究以西沙群岛珊瑚礁、鹿回头岸礁和清澜河口区岸礁的礁区海水碳酸盐体系的变动特征为研究对象,利用PH-AT(总碱度)法,分别从空间分布特征、日变化和季节变化特征、空间分布和季节变化特征进行了探讨,得到如下一些结果。 在西沙群岛数个珊瑚礁区的调查结果表明,那些远离人类居住地区的珊瑚礁(如玉琢礁、全富岛和晋卿岛)大都死亡殆尽,礁区较少生物分布,但尚未发现显著的溶解现象,而且白天的调查发现大部分礁区的PCO2(CO2分压,通常白天低于夜晚)略高于附近大洋水体,表明此类礁区很可能表现为CO2的源;而那些离人类居住地较近的珊瑚礁(如七连屿、东岛)的局部尚有一些石珊瑚分布,同时还有相当数量的大型藻类分布,未发现显著的溶解现象,白天的调查发现大部分礁区的PCO2略低于附近大洋水体,表明在此类礁区中光合/呼吸过程占主要,而钙化/溶解过程相对较弱,在此区域的⊿TA/⊿TCO2拟合结果证明了这一结果。这可能是由于人类的活动,增加了附近礁区的营养盐浓度,促进了藻类的生长。 在鹿回头珊瑚礁区分别于4个季节(2009年的冬季、2010年的春季、夏季和秋季)开展了连续72小时的定点连续观测。结果表明,礁区碳酸盐体系参数和DO(AOU)都显示出显著的日变化周期,它们主要受生物活动控制,但在冬季和夏季,河流输入也会影响它们。另外,在春季、夏季和秋季,尤其是秋季,光合/呼吸是礁区生物活动的主要组成部分,但在冬季,钙化/溶解也是礁区生物活动的重要组成部分。总碱度和TCO2在河流输入的影响下,显示出显著的季节变化。在冬季和夏季,鹿回头珊瑚礁系统整体上表现为向外海输出CO2的源,而在春季和秋季,礁区PCO2处于平衡状态,无显著输出和输入。 在清澜河口珊瑚礁区,我们分别于春季(旱季)和夏季(雨季+上升流期)开展了两次大面调查。其中在春季(旱季)的调查结果表明,清澜河无显著的淡水输出,清澜河口珊瑚礁区碳酸盐体系主要受珊瑚礁系统生物活动的控制,其钙化/溶解和光合/呼吸的比率显示礁区生理活动的组成接近健康珊瑚礁的特征。清澜河口北侧礁区有较强的净生产,有初级生产的积累。在夏季(雨季)的调查结果表明,清澜河口珊瑚礁区基本不受上升流影响。礁区碳酸盐体系主要受河流输入、表层浮游生物群落和珊瑚礁底栖群落的影响。在清澜河内和南部礁区水体分层现象显著,其中表层河流输入和浮游生物对南侧礁区的表层水体影响较大。而河流的底层水体对北部礁区影响比较大,为该区输入了大量的有机碎屑,与春季在此礁区累积的有机物一起导致了夏季在此区域内强烈的呼吸活动,从而导致夏季北部礁区是CO2的“源”。另外,河口两侧的珊瑚礁区底层水体仍然受海水控制,而且其钙化/溶解和光合/呼吸的比率显示礁区生理活动的组成接近健康珊瑚礁的特征。 
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/16110
专题学位论文(博士)
推荐引用方式
GB/T 7714
张成龙. 南海典型珊瑚礁区海水碳酸盐体系变动特征研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2011.
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