长江口及其邻近海域孔隙水地球化学特征
长江口表层沉积物中稀土元素地球化学特征
结 果 与 讨 论
表 层沉 积物 中稀 土元 素分布 的 总体 特征
２。 １
表 １列 出了研究 区域各 站 位 表 层 沉 积 物 中 Ｒ Ｅ 含 量 ， 及 轻稀 土 （ Ｒ Ｅ） 中稀 土 （ Ｅ 、 稀 土 Ｅｓ 以 ＬＥ 、 ＭＲ Ｅ） 重 （ Ｒ Ｅ 和稀 土元素 总量 （ Ｒ Ｅ ， 中 同时 还列 出 了各稀 土元 素含 量 的平均 值 ． Ｈ Ｅ） Ｔ Ｅ ）表
低 温加热 使盐 类完 全溶 解 ， ０４ ｍｏ ｄ 。 Ｏ 将 样 品 转入 ｌｃ 。 量 瓶 ， 入 ｌＯ ８ ￣ ／ｍ Ｒ 用 ．２ ｌ ｍ ＨＮ ３ ／ Ｏｍ 容 加 Ｏｍｍ ３０ ｇｄ ｈ内 标（ 最终 浓度 为 ３ ８ ｇｄ ）最后 用 ０４ ｍ ｌｄ ． ｔ， ｍ。 ， ｘ／ ．２ ｏ ｍ。的 Ｈ Ｏ 溶 液定容 至刻 度 ， ／ Ｎ ３ 待测定 ． Ｒ Ｅ 测 定使 用 Ａ ｉｎ ５０ Ｃ （ ｇｌ ｔ ｅｈｏｏｇｅ， Ｓ ． Ｅｓ ｇｅｔ ０ ａＩＰＭＳ Ａ ｉｎ ｃｎｌ ｉｓ Ｕ Ａ） ｌ ７ ｅ Ｔ ｎ
乙烯 袋 内 ， 口保存 在 ４ 的冰 库 中 ， 于沉积 物 Ｒ Ｅ 的测定 ． 封 ℃ 用 Ｅｓ
沉积 物样 品处 理过 程如 下 ： 把沉 积物在 洁净 实验 室 中风 干至半 干 ， 放入 蒸 发皿 中于 １５ ０ ℃左 右 的烘箱 中 烘２ ， ｈ 之后 用研钵 研 细 ， 待消化 ．
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Ｔｂ Ｄｖ Ｈｏ Ｅ ｒ ｎｎ Ｙｂ Ｌ ｕ ＬＲＥＥ ＭＲＥＥ ＨＲＥＥ ＴＲＥＥ
１ ４ 其他理化 要素 的测 定 。
其他 各重 要理 化要 素 （ Ｈ、 度 、 ｐ 盐 总悬 浮颗粒 物 质等 ） 均采 用 海洋监 测规 范推 荐 方法测 定 ， 中 ｐ 盐 其 Ｈ、 度 现场测 定 ， 总悬 浮颗粒 物 质带 回实验 室测 定 。 沉 积物 中 Ａ２ ３Ｃ Ｏ、 、ｅＯ 使用 Ａ Ｖ Ｘ １ 、 ａ Ｍｎ Ｆ２ ３ ０ Ｄ Ｔ’ Ｐ型 ｘ射 线荧 光光 谱仪 （ Ｒ ｏ ， ｗｓ） Ａ ＪＣ 。 Ｓ ｉ 测定 ． ｓ
长江口浮游植物群落特征及影响因素分析
第39卷第1期大连海洋大学学报Vol.39No.1 2024年2月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Feb.2024DOI:10.16535/ki.dlhyxb.2023-171文章编号:2095-1388(2024)01-0124-10长江口浮游植物群落特征及影响因素分析邵海燕1,王卿2,高春霞1,3,4,赵静1,4∗(1.上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;2.上海市环境科学研究院,上海201306;3.大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室,上海201306;4.长江口水生生物资源监测与保护联合实验室,上海201306)摘要:为了解长江口浮游植物的群落组成㊁结构特征㊁时空分布及关键影响驱动因子,基于20182020年8月(夏季)㊁11月(秋季)长江口浮游植物调查数据,运用群落多样性分析指标及广义加性模型(generalized additive models,GAM)探究了长江口浮游植物群落特征及与各影响因子间的关系㊂结果表明:本次调查共采集浮游植物8门99属185种,其中,硅藻门(Bacillariophyta)㊁蓝藻门(Cyanophyta)和绿藻门(Chlorophyta)是主要的浮游植物类群,优势种主要包括中肋骨条藻(Skeletonema costatum)㊁颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)㊁具槽直链藻(Melosira sulcata)㊁小环藻(Cyclotella sp.)和衣藻(Chlamydo-monas sp.)等,其中中肋骨条藻长期占绝对优势;在时间上,夏季浮游植物丰度和种类数显著高于秋季(P<0.05),但秋季浮游植物群落多样性指数和丰富度指数更高,分布更均匀;在空间上,浮游植物平均丰度整体上呈现东滩>南支>北支的分布格局;GAM分析显示,在夏季,水温(Tem)㊁酸碱度(pH)和氮磷比(TN/TP)是显著影响长江口浮游植物丰度分布的环境因子(P<0.05),其中TN/TP的贡献率最高(71.86%),在秋季,盐度(Sal)㊁溶解氧(DO)和化学需氧量(COD Mn)是显著影响长江口浮游植物丰度分布的环境因子(P<0.05),其中DO的贡献率最大(48.48%)㊂研究表明,长江口浮游植物群落的组成㊁结构㊁时空分布及影响因素存在季节差异,本研究结果可为掌握长江口浮游植物资源动态提供参考依据㊂关键词:浮游植物;群落特征;影响因素;广义加性模型;长江口中图分类号:S932.7㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀浮游植物是水生生态系统食物链营养级的能量基础和主要初级生产者,并通过为鱼㊁虾和贝等水生生物提供摄食饵料和必要能量,参与水生生态系统碳循环和能量流动的关键环节,在河口生态系统中发挥着至关重要的作用[1]㊂浮游植物因其种群世代周期短,对环境变化敏感并能做出迅速反应,其群落结构和功能的长期演替可以看作是对生态干扰的一种响应,因此,浮游植物可作为生态监测的指示生物[2]㊂长江口是中国最大的河口,位于黄海与东海交汇处,此处洋流与径流共存,受长江径流冲淡水㊁外海高盐水㊁苏北与杭州湾大陆沿岸流㊁台湾暖流消长变化㊁黑潮余脉和黄海冷水团等不同水文性质的耦合水系交汇影响,长江口物质与能量交换活跃,演变机制复杂多变,水文环境敏感脆弱[3],浮游植物生态类群十分丰富㊂丰水期,其径流强盛,浮游植物淡水种被冲入高盐海区而在外海短暂出现;枯水期,浮游植物海洋种因潮汐作用混入河口[4]㊂随着社会和经济的高速发展,在自然过程和人为扰动的作用下,长江口浮游植物赖以生存的水体环境发生了显著变化,由于气候变暖㊁工农业污废水排放及水利枢纽工程建设等原因,长江口水域水沙分布节律发生改变[5],富营养化问题日益严重[6],藻华现象和有害赤潮频发,持续时间长且规模范围变广[7],浮游植物群落也呈现了明显的演变特征[8]㊂浮游植物的变化又会产生一系列生理生态学响应,将进一步影响长江口水体水质㊁上层食物网的运营㊁水生生态系统结构和服务功能的稳定性㊂因此,研究长江口生态变化背景下浮游植物群落对影响因子的响应机制成为水生生态学的热点方向[9],但近年来的研究存在时间跨度较小,研究重点多集中在环境因子上行控制的线性相关层面等问题[10],然而,物种与环境关系极其复杂,多数呈非单调关系㊂本研究中基于2018 2020年㊀收稿日期:2023-07-23㊀基金项目:上海市科委高校地方能力建设项目(21010502200,2310502500);上海市科学技术委员会项目(20dz1204703)㊀作者简介:邵海燕(1998 ),女,硕士研究生㊂E-mail:2714062287@㊀通信作者:赵静(1984 ),女,博士,讲师㊂E-mail:jzhao@夏㊁秋季长江口浮游植物及环境实测数据,运用广义加性模型(generalized additive models,GAM)探究驱动长江口浮游植物资源时空分布格局形成的关键要素,以期为长江口水生生物资源的可持续利用和科学管理提供参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀调查时间及站位设置本研究中的浮游植物及环境数据均源于2018 2020年间8月(夏季)和11月(秋季)在长江口开展的实测调查,每个航次设置14个采样站位(图1),长江口是一个呈三级分汊㊁四口入海形势的三角洲河口,其河槽被崇明岛分为南支和北支,南支由长兴岛和横沙岛分为南港和北港,南港又被九段沙分为南槽和北槽,崇明岛东边口门处的湿地为东滩,故根据采样位置可将站点大致分为3个区:北支(中段Z4㊁Z5,近口门Z7,江海分界Z13㊁Z15)㊁东滩(Z17㊁Z18)㊁南支(中段Z1,北港Z3㊁Z6㊁Z19,江海分界Z9㊁Z14㊁Z16)㊂图1㊀长江口浮游植物采样站点分布Fig.1㊀Distribution of sampling stations for phyto-plankton in the Yangtze River Estuary1.2㊀方法1.2.1㊀水质指标的采集与测定㊀使用采水器于每个站位水面下0.5m处采集浮游植物定量样品,采样后将样品转移至1L采样瓶中,现场加入1.5%的鲁哥氏液进行固定,静置24h后采用虹吸法将样品浓缩至50mL,在浓缩样品中加入体积分数为4%的甲醛并保存㊂环境水体取样方法参照‘海洋监测规范“第三部分(GB17378.3 2007),采用WTW Multi3430水质测试仪现场测定表层水温(Tem)㊁盐度(Sal)㊁pH和溶解氧(DO),其余水样带回实验室,采用过硫酸钾氧化法测定总氮(TN)㊁总磷(TP)含量,采用碱性高锰酸钾法测定化学需氧量(COD Mn)㊂1.2.2㊀优势度及多样性指数的计算㊀浮游植物丰度以每升水中出现的个体数(ind./L)表示,优势度(Y)㊁Shannon-Wiener多样性指数(Hᶄ)㊁Mar-galef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J)[11]计算公式为㊀㊀Y=(n i/N)ˑf i,(1)㊀㊀Hᶄ=-ðS i=1n i N log2n i N,(2)㊀㊀D=(S-1)/log2N,(3)㊀㊀J=Hᶄ/log2S㊂(4)式中:n i为第i种的个体数;N为所有种类的总个体数;S为总种类数;f i为第i种在各采样点出现的频率㊂选取Y>0.02的藻种为调查区的优势种[12]㊂1.2.3㊀模型构建与筛选㊀由于长江口浮游植物资源季节差异明显,故本研究中利用GAM模型探讨造成此差异的原因㊂以浮游植物丰度作为GAM的响应变量,鉴于水温会影响浮游植物细胞新陈代谢的化学反应速率[13],盐度会影响藻类的渗透压生理反应[14],溶解氧和化学需氧量是浮游植物生存不可或缺的必要条件[15],pH过低会诱导海洋有毒藻类的暴发[16],氮㊁磷等营养盐是浮游植物繁殖发育的物质基础[17],风速通过搅动底质可以降低浮游植物对光的吸收和促进其对营养盐的二次利用[18],故选择水温㊁盐度㊁溶解氧㊁酸碱度㊁化学需氧量㊁氮磷比及风速(WS)作为模型的解释变量,GAM的全因子表达式为ln(abundance)=s(Tem)+s(Sal)+s(DO)+㊀㊀㊀s(pH)+s(COD Mn)+s(TN/TP)+s(WS)㊂(5)式中:s为自然样条平滑函数;Tem为水温;Sal为盐度;DO为溶解氧;pH为酸碱度;COD Mn为化学需氧量;TN/TP为氮磷比;WS为风速㊂分布模式选择高斯(Gaussian)分布㊂本研究中,采用方差膨胀因子(variance infla-tion factor,VIF)分季节对影响因子进行共线性检验[19],检验的临界值选择为10,当有因子的VIF 阈值大于10时认为存在共线性[20],移除方差膨胀系数最大的因子再次进行共线性检验,依次往下筛选,直至影响因子间不存在共线性㊂将经过筛选后的解释变量通过逐步向后回归法分别放入GAM,利用赤池信息准则(akaike information criterion,521第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析AIC)最小原则选择最佳拟合模型[21]㊂1.3㊀数据处理试验数据均以平均值ʃ标准误(mean ʃS.E.)表示,采用SPSS 26.0软件进行数据统计与差异分析㊂采用Arcmap 10.8软件绘制浮游植物采样站点及资源分布图,采用R 4.2.0软件完成GAM 的构建与筛选㊂由于试验数据不符合正态分布(Shapiro-Wilktest),故选择Mann-Whitney U 检验和Kruskal-Wal-lis H 检验进行组间多重比较㊂显著性水平设为0.05,极显著水平设为0.01㊂2㊀结果与分析2.1㊀长江口水环境因子的变化从时间上看,夏季和秋季间除化学需氧量和风速无显著性差异外(P >0.05),其余各项环境因子均存在显著性差异(P <0.05);从空间上看,水温㊁盐度和风速在南支和北支间存在显著性差异(P <0.05),盐度和风速在北支和东滩间也存在显著性差异(P <0.05),其余各项环境因子在不同区域中均无显著性差异(P >0.05);夏季水温显著高于秋季,南支的水温显著高于北支;而秋季盐度显著高于夏季,北支盐度显著高于东滩和南支(表1)㊂表1㊀长江口水环境因子的变化Tab.1㊀Environmental factor change in the Yangtze River Estuary时间和空间time and space水温/ħtemperature盐度salinity溶解氧/(mg㊃L -1)DO酸碱度pH化学需氧量/(mg㊃L -1)COD Mn氮磷比TN /TP风速/(m㊃s -1)WS季节season 夏季27.50ʃ3.45a 7.43ʃ9.72a7.49ʃ0.68a 8.02ʃ0.12a 4.34ʃ1.3930.39ʃ17.09a 2.66ʃ1.54秋季14.17ʃ2.62b 10.87ʃ9.60b 10.13ʃ0.67b 8.02ʃ0.88b 4.04ʃ1.7722.25ʃ23.84b2.58ʃ1.32北支19.07ʃ7.57a 20.55ʃ6.81a 9.13ʃ1.647.93ʃ1.02 4.11ʃ1.5624.17ʃ12.88 1.99ʃ0.89a 区域area东滩22.28ʃ6.88ab 4.21ʃ4.81b8.56ʃ1.288.07ʃ0.10 4.67ʃ2.0825.66ʃ21.75 2.84ʃ1.57b南支21.68ʃ7.05b2.43ʃ3.03bc 8.65ʃ1.378.06ʃ0.184.11ʃ1.4528.05ʃ25.23 3.02ʃ1.57bc㊀注:同列中标有不同字母者表示相同时间或空间上组间存在显著性差异(P <0.05),标有相同字母和未标字母者表示组间无显著性差异(P >0.05)㊂Note:Means with different letters in the same column are significant differences between groups over the same time or space (P <0.05),and meanswith the same letter and without letter are not significant difference between the groups (P >0.05).2.2㊀长江口浮游植物的群落组成调查期间共鉴定出浮游植物8门99属185种,其中硅藻门(Bacillariophyta)40属86种,占所有物种数的46%;绿藻门(Chlorophyta)27属44种,占比24%;蓝藻门(Chlorophyta)10属22种,占比12%(图2(a))㊂2018年,夏季共鉴定出浮游植物6门42属60种,秋季共鉴定出6门33属45种;2019年,夏季共鉴定出6门39属50种,秋季共鉴定出5门31属33种;2020年,夏季共鉴定出8门78属134种,秋季共鉴定出8门47属69种(图2(b))㊂调查期间,长江口浮游植物种类数夏季的中位数显著高于秋季(P <0.05)㊂2018 2020年的夏季和秋季,长江口浮游植物优势种共有中肋骨条藻(Skeletonema costatum )㊁颗粒直链藻(Aulacoseira granulata )㊁具槽直链藻(Melosira sulcata )㊁小环藻(Cyclotella sp.)和衣藻(Chlamydomonas sp.)等18种,主要隶属于硅藻门㊁蓝藻门㊁绿藻门和隐藻门(Cryptophyta),均属于富营养化水体常见种㊂其中,硅藻门的中肋图2㊀长江口浮游植物种类组成Fig.2㊀Phytoplankton species composition in the Yangtze River Estuary621大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷骨条藻在调查期间稳定出现,为常年优势种,分别在2018年夏季(Y =0.81)㊁2018年秋季(Y =0.51)及2020年夏季(Y =0.18)占据第一优势种地位;蓝藻门的两端细颤藻(Oscillatoria sp.)在2019年夏季为第一优势种(Y =0.14);小环藻在2019年秋季为绝对优势种(Y =0.20);具槽直链藻和颗粒直链藻在2020年秋季均为绝对优势种(Y =0.11)㊂秋季仍以适低温的硅藻为主要优势种,夏季优势种门类组成更加丰富,适高温的蓝藻门明显增多,隐藻门的两种藻类仅在2019年成为优势种(表2)㊂表2㊀长江口浮游植物优势种及优势度(Y )Tab.2㊀Dominant species and species dominance (Y )of phytoplankton in the Yangtze River Estuary门phylum 优势种dominant species2018年2019年2020年夏季summer 秋季autumn 夏季summer 秋季autumn 夏季summer 秋季autumn中肋骨条藻(Skeletonema costatum )0.810.510.050.150.180.07小环藻(Cyclotella sp.)0.040.060.20具槽直链藻(Melosira sulcata )0.040.080.11硅藻门(Bacillariophyta)颗粒直链藻(Aulacoseira granulata )0.030.070.11尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens )0.030.06江河骨条藻(Skeletonema potamos )0.03洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus )0.04扭曲小环藻(Cyclotella comta )0.03琼氏圆筛藻(Coscinodiscus jonesianus )0.03伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)0.050.05大颤藻(Oscillatoria major )0.04蓝藻门(Cyanophyta)细小平裂藻(Merismopedia tenuissima )0.03两端细颤藻(Oscillatoria sp.)0.14微囊藻(Microcystis sp.)0.02绿藻门(Chlorophyta)衣藻(Chlamydomonas sp.)0.030.060.05小球藻(Chlorella sp.)0.03隐藻门(Cryptophyta)尖尾蓝隐藻(Chroomonas acutauterm )0.030.09啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa )0.032.3㊀长江口浮游植物群落的多样性指数2018 2020年夏季长江口浮游植物群落的Shannon 指数平均值分别为0.86㊁1.90㊁2.98,秋季分别为1.65㊁1.82㊁2.99;夏季Margalef 指数平均值分别为0.93㊁1.02㊁4.31,秋季分别为0.90㊁0.69㊁5.14;夏季Pielou 指数平均值分别为0.31㊁0.71㊁0.85,秋季分别为0.66㊁0.83㊁0.86㊂从时间上看,秋季长江口浮游植物群落的Shannon 指数㊁Margalef 指数及Pielou 指数平均值(分别为2.15㊁2.24㊁0.78)均高于夏季(分别为1.91㊁2.09㊁0.62),其中仅Pielou 指数中位数在夏㊁秋季间有显著性差异(P <0.05)(图3)㊂2.4㊀长江口浮游植物丰度的时空分布2018年夏㊁秋季长江口浮游植物平均丰度分别为5.76ˑ106㊁4.46ˑ105ind./L,2019年夏㊁秋季平均丰度分别为1.33ˑ106㊁2.19ˑ105ind./L;2020年㊀∗表示中位数与夏季有显著性差异㊂㊀∗indicates significant differences from median of summer.图3㊀长江口浮游植物群落的多样性指数Fig.3㊀Phytoplankton community diversity index in theYangtze River Estuary夏㊁秋季平均丰度分别为4.23ˑ103㊁6.04ˑ102ind./L;北支㊁东滩㊁南支浮游植物平均丰度分别为9.79ˑ105㊁1.70ˑ106㊁1.40ˑ106ind./L㊂时间分布上,夏季长江口浮游植物丰度显著高于秋季(P <0.05);空间分布上,浮游植物平均丰度整体上呈东滩>南支>北支的格局,但各区域间无显著性差异(P >0.05),在秋季这一空间分布格局更为明显(图4)㊂721第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析图4㊀长江口浮游植物丰度的时空分布Fig.4㊀Spatial and temporal distribution of phytoplankton abundance in the Yangtze River Estuary2.5㊀长江口浮游植物丰度与影响因子的最优模型本研究中选取的7个影响因子中,夏季影响因子的VIF阈值均小于10,秋季水温和溶解氧的VIF 阈值均大于10,其余5个影响因子的阈值均小于10㊂移除秋季GAM中VIF阈值最大的水温影响因子后,各影响因子阈值均小于10(表3)㊂最佳拟合模型相关参数如表4所示,其中,夏季最佳模型影响因子组合是Tem+Sal+DO+pH+ TN/TP,其中,Tem㊁pH和TN/TP对长江口浮游植物丰度有极显著性影响(P<0.001),该模型的偏差解释率为86.7%,其中TN/TP的贡献率最大,821大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷为71.86%;秋季最佳模型影响因子组合是Sal +DO +COD Mn ,3个因子对长江口浮游植物丰度均有极显著性影响(P <0.001),该模型的偏差解释率为80.0%,其中溶解氧贡献率最大,为48.48%㊂表3㊀模型解释变量共线性检验Tab.3㊀Collinearity test of model explanatory variables季节seasonVIF 阈值VIF threshold value水温Tem盐度Sal溶解氧DO酸碱度pH化学需氧量COD Mn氮磷比TN /TP风速WS夏季summer6.512.22 5.221.34 1.43 1.30 1.52秋季autumn 12.77 1.7612.18 1.08 1.11 1.03 1.241.671.771.081.111.031.24㊀注: 表示移除该因子㊂Note: denotes detachment of this factor.表4㊀各季节最佳拟合模型相关参数Tab.4㊀Related parameters of the optimal model in each season季节season关键解释变量key explanatory variable估计自由度degree of freedomP 值P value赤池信息准则AIC偏差解释/%deviance explained相对贡献率/%relative contribution rate水温Tem5.5020.0002∗∗∗4.74盐度Sal1.8280.2160.75夏季summer溶解氧DO1.0000.302301.9786.713.90酸碱度pH 2.0430.0007∗∗∗8.75氮磷比TN /TP6.853<2ˑ10-16∗∗∗71.86盐度Sal3.011<2ˑ10-16∗∗∗19.09秋季autumn溶解氧DO 6.669<2ˑ10-16∗∗∗308.7180.048.48化学需氧量COD Mn4.933<2ˑ10-16∗∗∗32.43㊀Note:∗,P <0.05;∗∗,P <0.01;∗∗∗,P <0.001.2.6㊀长江口浮游植物丰度与影响因子的关系GAM 分析表明:夏季,长江口浮游植物丰度与水温㊁TN /TP 呈现双波峰的非线性关系,浮游植物丰度随着水温的升高整体呈现先升高再降低的趋势,即丰度在28.5ħ达到峰值后开始下降(图5(a));浮游植物丰度与pH 呈非线性正相关,在pH 达到8.1时,丰度增速减缓(图5(b));在TN /TP <16之前,浮游植物丰度与其呈负相关,当TN /TP 值为16左右时,浮游植物丰度达到最低值,随后丰度随TN /TP 值的增加而增大并最终趋于平稳(图5(c))㊂图5㊀不同季节最佳GAM 模型的显著性影响因子与长江口浮游植物丰度的关系Fig.5㊀Relationship between the significant influencing factor of optimal GAM model and phytoplankton abundance in dif-ferent seasons in the Yangtze River Estuary921第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析㊀㊀秋季,长江口浮游植物丰度与盐度㊁DO和COD Mn均呈非线性关系,整体上与盐度呈负相关(图5(d)),与DO呈正相关(图5(e)),且随COD Mn的升高浮游植物丰度呈先降低后升高的趋势,并在COD Mn为2.2mg/L时浮游植物丰度达到最低值(图5(f))㊂3㊀讨论3.1㊀长江口浮游植物群落的变动格局本研究的时间格局上,长江口浮游植物种类数与丰度存在季节性差异,夏季浮游植物的丰度与种类数显著高于秋季,优势种门类组成也更丰富,除了具低温耐受性的河口半咸水类群的硅藻外,部分暖水性淡水种也明显增多㊂产生这一现象的原因主要包括两个方面:一是,夏季降水充沛,致使长江地表径流强盛,陆源中的有机泥沙随着岸边带水位的抬升(垂向扩散与混合)及冲淡水的水平迁移汇入河口,为浮游植物的生长发育提供了充裕的氮㊁磷等营养物质,故而使得作为水体富营养化标志的一些耐污性小型蓝藻成为优势种[22];二是,长江口夏㊁秋季监测站位的平均水温分别为27.50㊁14.17ħ,适宜的高温可以通过良好的光合作用来提高浮游植物代谢活性并延长其生长时间,随着温度的升高,硅藻的优势逐渐受到抑制,蓝藻和绿藻的生长发育被促进,这是因为不同的藻种有着各自不同的适温范围,蓝藻㊁绿藻(25~ 35ħ)比硅藻(15~25ħ)对高温具有更强的耐受性[23],故部分物种会出现季节性生消导致浮游植物群落组成发生变化㊂广盐性的隐藻仅在2019年成为优势种,从当时的水体环境分析, 2019年尤其是秋季盐度在调查期间处于最高水平,高盐度使得对高盐水有着较好适应能力的尖尾蓝隐藻(Chroomonas acutauterm)和啮蚀隐藻(Crypto-monas erosa)迅速繁殖和暴发㊂本研究中,秋季长江口浮游植物群落的Shan-non指数㊁Margalef指数及Pielou指数平均值均高于夏季,虽然夏季有着比秋季更高的丰度和种类数,但多样性指数是反映生境物种数目和各物种相对丰度两个维度信息上的综合指标,更关注的是均匀生境下的物种数目[24],故出现此现象的原因可能是由于夏季物种之间的丰度分布不均匀㊁物种局部聚集所致,而秋季多样化的群落更能维持生态系统的稳态,这与刘笑等[25]的研究结果相类似㊂本研究中,2020年长江口浮游植物的种类数及Shan-non㊁Margalef和Pielou指数均较其他两年高,而丰度较其他两年低,数据信息产生变动的主要原因之一可能是2020年的调查站位与往年发生了细微变动,如Z1站位更往东偏移㊂空间格局上,长江口南支的浮游植物资源丰度大于北支,且秋季此趋势更为明显,这与李照等[26]的研究结果存在差异,可能是因为二者的研究区域和调查时间不同㊂由于长江口北支河道较南支陡而窄,径流冲淡水分流量少㊁流速慢且紊动强度低,受咸潮影响大,盐水入侵[27]造成北支分汊河道与南支的盐度格局迥异,秋季枯水期尤为明显,北支的高盐度对浮游植物的生长造成了一定制约,故北支的浮游植物丰度较南支低㊂3.2㊀长江口浮游植物丰度分布的主要影响因素本研究中GAM结果表明,夏季,浮游植物丰度虽在20.0~28.5ħ较适宜的水温范围内,随着水温的升高大幅增加,但当温度超过绝大多数藻类的耐受范围后,高温会抑制浮游植物代谢酶活性及营养盐利用率,还会导致水体缺氧[28],故使浮游植物丰度迅速下降㊂氮㊁磷等营养盐是浮游植物生长的物质基础,贯穿了浮游植物光合作用㊁能量储备㊁细胞分裂及沉降消解等生长的全过程[29]㊂有研究表明,海洋生物地球化学循环会改变长江口营养盐的形式及比例(如N/Si及N/P),使得溶解态硅的通量大幅下降,DIN和磷酸盐含量升高,而在较高营养水平的水体中,种群生物量的增加会导致群落多样性下降[30]㊂TN/TP是影响浮游植物资源分布的潜在限制性环境因子,夏季丰水期流量大,水体获得空气中的氧气较快,泥沙含量处于较高水平,从而提高了浮游植物对氮㊁磷等营养物质的可获得性,故TN/TP在夏季比在秋季对浮游植物的影响更为显著㊂关于对浮游植物养分潜在相对限制的观点,不同学者间存在差异㊂如张光贵[28]研究认为,水体TN/TP低于9时就可能存在氮限制,高于21时表现为磷限制;Bergström[31]研究表明,TN/TP大于10时为磷限制,而小于10时则为氮限制;曾辉[32]认为,藻类是按Redfield比例吸收海洋中的营养元素,当其周围水体的碳㊁氮㊁磷(CʒNʒP)循环比率为106ʒ16ʒ1时,细胞接近饱和营养增长,当氮㊁磷比超过16后,即存在磷限制,一般而言,河流中常为磷限制,海洋中主要为氮限制㊂本研究中,长江口夏㊁秋季TN/ TP的平均值分别为30.39㊁22.25,且GAM结果表明,夏季,在TN/TP达到16之前浮游植物丰度031大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷与其呈负相关,超过16后丰度随TN/TP比值的增加而增大,并在TN/TP为35左右时丰度趋于平缓㊂综合考虑,长江口磷相对缺乏,磷成为浮游植物生长的潜在相对限制性营养盐㊂盐度在一定程度上影响着藻类的季节分布和渗透压生理反应,不同浮游植物的盐度效应亦有所差异,低盐度一般有利于淡水种与河口半咸水种生长,而高盐度较适合外洋性浮游植物类群的生长[33]㊂王金辉[34]研究认为,盐度是影响长江口浮游植物群落组成及时空序列变化的最重要环境因子㊂本研究中GAM结果表明,盐度对秋季浮游植物丰度的影响较夏季大,是影响长江口浮游植物秋季丰度分布的重要制约因素㊂溶解氧是影响秋季浮游植物丰度分布的主导因子,温度越高,水体含氧量越少,溶解氧未成为夏季浮游植物丰度重要影响因子的原因,可能是由于夏季受营养盐的影响较大,溶解氧在当季的影响因子排序中重要性相对下降㊂本研究中,GAM在量化响应变量长期动态趋势方面有良好效果,在甄别不同季节的多解释变量不同作用及重要程度上具有较大优势,但由于本研究中调查数据时间序列较短,同时,浮游植物受水流影响较大,又缺乏波浪及水流等数据,可能会使GAM结果缺少普适性㊂后续研究应不断积累有效数据,并将多物种的空间模型考虑进来,进一步揭示长江口浮游植物对影响因子的响应规律㊂4 结论1)本次调查共采集浮游植物8门99属185种,以硅藻门㊁蓝藻门和绿藻门为主,优势种中,中肋骨条藻长期占绝对优势㊂浮游植物种类组成㊁群落结构及生物丰度随季节变化呈现明显的差异㊂2)GAM结果显示,上行效应中,水温㊁酸碱度和氮磷比是驱动夏季浮游植物群落变化的决定性控制因子;盐度㊁溶解氧和化学需氧量是影响秋季浮游植物资源分布的主导因子㊂对不同季节关键影响因子的识别与分析,有助于进一步理解生态环境变化背景下近海浮游植物群落的演变格局㊂参考文献:[1]㊀林峰竹,吴玉霖,于海成,等.2004年长江口浮游植物群落结构特征分析[J].海洋与湖沼,2008,39(4):401-410.㊀㊀㊀LIN F Z,WU Y L,YU H C,et al.Phytoplankton community struc-ture in the Changjiang Estuary and its adjacent waters in2004[J].Oceanologia et Limnologia Sinica,2008,39(4):401-410.(in Chi-nese)[2]㊀SUIKKANEN S,LAAMANEN M,HUTTUNEN M.Long-term chan-ges in summer phytoplankton communities of the open northern Baltic Sea[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2006,71(3): 580-592.[3]㊀ZHANG Z R,ZHOU M,ZHONG Y,et al.Spatial variations of phy-toplankton biomass controlled by river plume dynamics over the lower Changjiang Estuary and adjacent shelf based on high-resolu-tion observations[J].Frontiers in Marine Science,2020,7: 587539.[4]㊀UNDERWOOD G J C,KROMKAMP J.Primary production by phy-toplankton and microphytobenthos in estuaries[M]//Advances in Ecological Research.Amsterdam:Elsevier,1999:93-153. [5]㊀YUAN J C,HAYDEN L,DAGG ment on reduction of pri-mary production and changing of nutrient ratio in the East China Sea:effect of the Three Gorges Dam? by Gwo-Ching Gong et al [J].Geophysical Research Letters,2007,34(14):L14609. [6]㊀CHAI C,YU Z M,SHEN Z L,et al.Nutrient characteristics in theYangtze River Estuary and the adjacent East China Sea before and after impoundment of the Three Gorges Dam[J].The Science of the Total Environment,2009,407(16):4687-4695. [7]㊀ZHU J R,WANG J H,SHEN H T,et al.Observation and analysisof the diluted water and red tide in the sea off the Changjiang River mouth in middle and late June2003[J].Chinese Science Bulle-tin,2005,50(3):240-247.[8]㊀杨颖,刘鹏霞,周红宏,等.近15年长江口海域海洋生物变化趋势及健康状况评价[J].生态学报,2020,40(24):8892-8904.㊀㊀㊀YANG Y,LIU P X,ZHOU H H,et al.Evaluation of the biodiver-sity variation and ecosystem health assessment in Changjiang Estu-ary during the past15years[J].Acta Ecologica Sinica,2020,40(24):8892-8904.(in Chinese)[9]㊀赵艳民,马迎群,曹伟,等.长江口2016年冬季浮游植物类群及其与环境因子的关系[J].海洋环境科学,2020,39(2):183-188.㊀㊀㊀ZHAO Y M,MA Y Q,CAO W,et al.Feature of phytoplankton groups in Yangtze Estuary and its relationship with environmental factors in winter,2016[J].Marine Environmental Science,2020, 39(2):183-188.(in Chinese)[10]㊀高月鑫,江志兵,曾江宁,等.春季长江口北支邻近海域浮游植物群落及其影响因子[J].海洋通报,2018,37(4):430-439.㊀㊀㊀GAO Y X,JIANG Z B,ZENG J N,et al.Phytoplankton communi-ty in relation to environment factors off the north branch of theYangtze River Estuary[J].Marine Science Bulletin,2018,37(4):430-439.(in Chinese)[11]㊀张金屯.数量生态学[M].2版.北京:科学出版社,2011:77-98.㊀㊀㊀ZHANG J T.Quantitative ecology[M].2nd ed.Beijing:Science Press,2011:77-98.(in Chinese)[12]㊀赵文.养殖水域生态学[M].北京:中国农业出版社,2011.㊀㊀㊀ZHAO W.Ecology of aquaculture waters[M].Beijing:China Ag-riculture Press,2011.(in Chinese)[13]㊀刘建康.高级水生生物学[M].北京:科学出版社,1999.131第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析。
长江口横沙浅滩及邻近海域含沙量与沉积物特征分析
长江口横沙浅滩及邻近海域含沙量与沉积物特征分析徐海根;虞志英;钮建定;李身铎;郑建朝【摘要】长江口在河流动力和海洋动力相互作用和相互制约下,在河口口门形成了庞大的河口拦门沙系,在河口口外形成了巨大的水下三角洲.横沙浅滩是河口拦门沙系的重要组成部分.横沙浅滩含沙量不仅受到流域来水来沙条件的影响,更主要的是受到台风暴潮和寒潮大风的影响,除了大潮含沙量大于小潮含沙量的特征外,冬季含沙量大大大于夏季含沙量.横沙浅滩5 m水深含沙量的总体水平约为0.459 kg/m3.横沙浅滩邻近海域含沙量在向海方向上迅速降低.除潮汐大小含沙量呈现大小变化之外,冬季含沙量大于夏季含沙量是其主要特征.长江流域来沙近年来呈现减少趋势,邻近海域含沙量有所减少,局部海床出现冲刷现象.横沙浅滩沉积以细粉砂为主,水下三角洲沉积物以粘土质粉砂为主,横沙浅滩及邻近海域沉积物的平面分布和垂向分布均反映了横沙浅滩沉积物和水下三角洲沉积物的组合结构.拟建横沙浅滩挖入式港池和外航道沉积地层均为第四纪疏松沉积层,特别是水下三角洲地层,可挖性好,容易成槽,对工程建设有利.【期刊名称】《华东师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】13页(P42-54)【关键词】长江口;横沙浅滩;水下三角洲;含沙量;沉积物【作者】徐海根;虞志英;钮建定;李身铎;郑建朝【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;中交第三航务工程勘察有限公司,上海200032;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;中交第三航务工程勘察有限公司,上海 200032【正文语种】中文【中图分类】P7510 引言拟选横沙浅滩挖入式港池及外航道位于长江口横沙浅滩及邻近海域.长江全长6 300 km，流域面积180万km2，流域来水来沙丰富.长江口潮汐强度属于中等.口门多年平均潮差2.66 m，最大潮差4.62 m.长江口潮量巨大.在多年平均流量和平均潮差的情况下，洪季大潮进潮量有53亿m3，枯季小潮进潮量也达13亿m3.长江河口河流作用显著，海洋作用强劲，两者相互作用和相互制约，导致在河口口门泥沙集聚和沉积，形成河口拦门沙系，包括拦门沙航道和拦门沙浅滩，两者相间分布.拦门沙浅滩有崇明东滩、横沙东滩和横沙浅滩、九段沙等.横沙东滩和横沙浅滩以N23丁坝分界，以西与横沙岛相接，称横沙东滩，以东为横沙浅滩.长江口拦门沙向海方向为巨大的长江水下三角洲.面积达1万km2以上，下界水深30～50 m，北面与苏北浅滩相接，南面连接杭州湾海底平原.它是长江入海泥沙扩散沉积形成的一个巨大地貌单元.1 含沙量横沙浅滩含沙量具有长江口拦门沙浅滩含沙量的共同特征.含沙量不仅受上游来水来沙的影响，更加受到台风、寒潮、波浪和潮汐潮流的巨大影响.我们在邻近的佘山水文站从1998年到2001年连续三年观测含沙量资料（见表1），得到多年平均含沙量为0.459 kg／m3.佘山水文站在崇明东滩5 m水深处，可以代表横沙浅滩5m水深处的含沙量总体水平.20世纪80年代，上海市海岸带和海涂资源综合调查时，横沙浅滩5 m水深处含沙量为0.5 kg／m3，与上述数据相当［1，2］.横沙浅滩含沙量季节性变化明显（见图1）.7月最小，11月最大，月均值前者为0.21 kg／m3，后者为0.74 kg／m3.11月最大含沙量曾出现过17.29 kg／m3.含沙量的季节性变化，显然不是上游来水来沙变化为主因，而是台风暴潮和寒潮大风影响的结果.表1 1998—2001年佘山站含沙量统计表Tab.1 Statistic table of concentration of Sheshan Station from1998 to 2001 kg·m－31 0.46 1.76 8 0.384.20 2 0.44 1.39 9 0.40 3.02 3 0.53 3.86 10 0.47 4.34 4 0.42 2.75 11 0.74 17.29 5 0.26 1.48 12 0.44 1.76 6 0.24 1.10 年平均0.42 17.29 7 0.21 1.81横沙浅滩邻近海域含沙量降低.如表2所示，北港口门含沙量比口外大.含沙量向海方向急剧降低，在洪季北港口门平均含沙量为0.786 kg／m3，口外20 m等深线附近仅为0.153 kg／m3.图1 佘山全年含沙量Fig.1 Monthly suspended sediment concentration at Sheshan Station表2 1982年含沙量同步观测结果Tab.2 Observed suspended sediment concentration in 1982 kg·m－32301（北港口门） 0.728 0.844 0.7860.803 0.746 0.774 2302（北港口外） 0.167 0.139 0.153 2401（北槽口门）0.329 0.587 0.458 1.130 1.068 1.091 2402（北槽口外） 0.242 0.238 0.2401982年洪季平均含沙量分布如图2所示.大潮含沙量大，小潮含沙量小；含沙量等值线大潮外推，小潮内移；含沙量分布向海方向急剧降低.图2 洪季大小潮平均含沙量分布图（kg·m－3）Fig.2 Distribution of average concentration of flood season（kg·m－3）1982年枯季平均含沙量分布如图3所示.大潮含沙量大，小潮含沙量小；含沙量等值线大潮外推，小潮内移；含沙量平面分布，向海方向急剧降低.图3 枯季大小潮平均含沙量分布图（kg·m－3）Fig.3 Distribution of average concentration of dry season（kg·m－3）根据图2和图3分析，含沙量季节性变化明显.冬季含沙量比夏季大.0.2 kg／m3含沙量等值线，洪季大潮分布在20 m等深线以西，枯季大潮可东移到40 m等深线附近.1998年北槽深水航道建设工程开始，横沙东滩促淤圈围工程跟着开工建设，到2004年横沙浅滩及邻近海域的含沙量有如下的分布特征.如表3所示，横沙浅滩5 m水深以浅地区，平均含沙量均在0.5 kg／m3至1.0kg／m3；在横沙浅滩东侧前沿水深5～10 m的鸡骨礁附近含沙量明显降低，平均含沙量降至0.5 kg／m3以下.实测最大含沙量分布在底层，可达1.0kg／m3 以上［5］.表3 2004年含沙量同步观测结果Tab.3 Observed suspended sediment concentration in 2004 kg·m－312 N2（北导堤外） 0.40 0.60 0.43 0.89 N4（横沙鸡骨礁－10 m） 0.19 0.35 0.22 0.54 CS5D（－10 m航道侧）0.53 0.86 1.07 1.CS4D（口内） 0.42 0.59 0.74 1.512004年北槽口及附近海域含沙量平面分布如图4所示.从中可以看出，北槽口含沙量大，向海方向急剧降低.0.1 kg／m3含沙量等值线介于10 m和20 m等深线之间，含沙量等值线走向与地形等深线走向相似.长江流域来沙近年发生了显著变化，对河口含沙量已经产生了影响.长江多年平均径流总量约9 000亿m3，年内分布具有季节性（见图5）.流域来沙，在各种因素的影响下近年呈现减少趋势.以安徽大通站为例，年均输沙量1951—1989年为4.71亿t，1990—2000年为3.46亿吨，2000—2009年为1.92亿t，2006年为0.848亿t，2011年仅为0.77亿t（见表4和图6）.流域来沙减少已致长江口口内含沙量降低，邻近海域也有所降低［4］.长江口邻近海域海底地形出现冲刷带，可能与流域来沙减少有关.不过，这方面还得进行进一步的现场测量和研究工作.图4 2004年长江口全潮平均含沙量分布图Fig.4 Distribution of average tidal concentration of Changjiang Estuary in 2004表4 长江大通站输沙量Tab.4 Sediment discharge of Changjiang Datong Stationmm 1950—2000 4.33 0.486 0.年份年输沙量／亿t 年均含沙量／（kg·m－3） D50／017 2003 2.06 0.223 0.010 2011 0.77图5 大通站年径流量变化过程Fig.5 Annual runoff of the Changjiang River in Datong Station图6 大通站年输沙量变化过程Fig.6 Annual sediment discharges of the Changjiang River in Datong Station2 沉积物横沙浅滩及邻近海域动力条件和泥沙运动十分复杂，沉积环境也有多样，因此沉积物类型较多.沉积物类型，粗至细砂，细至粘土，各种类型都有.如细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、粘土质粉砂、粉砂质粘土和粘土［2，3，5，7］.但是，它们分布有序，很有规律.横沙浅滩基本上由粉细砂物质组成.图7为取样站，表5为颗粒分析成果表.有细砂、粉砂质砂、砂质粉砂组成.个别滩地也有粘土质粉砂等细物质沉积，但不是主要的. 图7 横沙浅滩沉积物取样站位图Fig.7 Sediment sampling stations around Hengsha Shoal1982年横沙浅滩及邻近海域沉积物平面分布如图8所示.横沙浅滩由粉砂质砂组成.拦门沙航道由粘土质粉砂组成.邻近海域水下三角洲由粉砂和粘土质粉砂等细颗粒物质组成.2004年横沙浅滩及邻近海域沉积物平面分布如图9所示.横沙浅滩由粉砂质砂组成.拦门沙航道由粘土质粉砂组成.邻近海域5～10 m等深线之间沉积物由粉砂组成，10 m等深线以深的水下三角洲由粘土质粉砂组成.表5 沉积物粒度分析成果统计Tab.5 Statistics of sediment grain sizeQ179 65.8 20.4 13.8 0.126 0.116 TS 2001.5 Q180 50.4 34.9 14.3 0.063 0.067 TS 2001.5 Q181 44 40.5 15 0.051 0.054 TS 2001.5 Q182 75.3 14.75 9.95 0.136 0.125 S 2001.5 Q188 60.52 39.44 27.34 0.122 0.111 Y－TS 2001.5 Q189 76.7 15.58 7.54 0.140 0.129 S 2001.5 Q190 12.5 61.78 25 0.012 0.028 YT 2001.5 Q191 70.9 18.85 10 0.132 0.128 S 2001.5 Q199 20.3 60.56 18.6 0.0200.048 ST 2001.5 Q200 20.2 60.15 19.1 0.019 0.047 ST 2001.5 Q201 73.1 15.29 11.3 0.139 0.120 S 2001.5 Q208 57.7 29.03 12.90.096 0.093 TS 2001.5 Q209 50.9 31.87 16.7 0.067 0.076 TS 2001.5图8 1982年长江口底砂D50（mm）分布图Fig.8 Distributions of Changjiang Estuary sediment（D50）in 1982图9 2004年长江口底砂D50（mm）分布图Fig.9 Distributions of Changjiang Estuary sediment（D50）in 2004长江口表层沉积物中泥的百分含量平面分布图（见图10）和砂的百分含量平面分布图（见图11），是20世纪80年代上海市海岸带和海涂资源综合调查沉积调查的资料.从中可以看出，横沙浅滩表层沉积物泥的百分含量不足10%或20%，砂的百分含量在50%～80%以上.横沙浅滩邻近海域水下三角洲表层沉积物中泥的百分含量在50%以上，砂的百分含量不足20%.应予指出，长江口东北部分，东经122°30′以东和北纬31°20′以北一大片海域，泥的百分含量不足10%，砂的百分含量大于80%，是一个粗颗粒沉积物的存在区.横沙浅滩拟建挖入式港池建议提出以后［6］，中交第三航务工程勘察设计院有限公司在横沙浅滩及邻近海域布置和进行了4个工程地质钻孔（见表6，图12和图13），为研究工程区域沉积物垂向分布提供了资料［7］.地质历史上，长江口经过复杂的变化.冰后期海侵，长江口成为溺谷.河流入海泥沙堆积，溺谷变成河口湾，再变成三角洲河口.三角洲河口发育阶段，河口拦门沙发育（包括拦门沙航道和拦门沙浅滩），水下三角洲发育.C3孔可以代表河口拦门沙沉积剖面.表层为河口拦门沙航道沉积，物质细，粉质粘土，第二层为河口拦门沙浅滩沉积，物质粗，粉细砂.根据历史海图分析，1842年北港口航道在佘山附近入海，现在北港口航道已在佘山以南，已经移到以前的横沙浅滩位置.根据目前横沙浅滩表层沉积物对比分析，实际上第二层粗物质粉细砂与目前滩面表层沉积物相似.所以C3孔可以代表横沙浅滩沉积物的沉积剖面.横沙浅滩粉细砂沉积层的底板高程约在鸡骨礁（122°22.9′E、31°10.4′N）理论最低潮面下13.20 m 左右.第三层、第四层、第五层，物质变细，粉质粘土、淤泥粘土到粘土，为全新世水下三角洲沉积.底板高程约在鸡骨礁理论最低潮面下48.50 m左右.第六层，物质有所粗化，粉质粘土夹粉砂，属晚更新世沉积地层.图10 长江口沉积物泥百分含量分布图Fig.10 Distributions of Changjiang Estuary mud percentage concentration图11 长江口沉积物砂百分比含量分布图Fig.11 Distributions of Changjiang Estuary sand percentage concentration表6 勘探点位置表Tab.6 Locations of drilling coresC1 31°14.9997′122°25.0110′ 长江口锚地，鸡骨礁外C2 31°15.0029′ 122°20.2960′ 横沙浅滩东侧，鸡骨礁北约8 km C3 31°20.3153′ 122°07.9836′ 横沙浅滩北侧，长江口北港水道C4 31°7.4900′ 122°19.9900′ 横沙浅滩南侧，鸡骨礁南约5 km，长江口南港水道C1孔位于横沙浅滩以东邻近海域，在10 m等深线以外的水下三角洲上.第一层，淤泥；第二层，淤泥质粉质粘土；第三层，淤泥质粘土；第四层，粘土.都是细颗粒沉积物，都属第四纪全新世水下三角洲沉积.与C3孔水下三角洲沉积剖面相似.底板高程在鸡骨礁理论最低潮面下58 m左右.第四层向下的地层为晚更新世沉积地层.C2孔介于C1孔和C3孔之间，在横沙浅滩东侧5 m等深线附近.第一层为粉细砂，属于河口拦门沙浅滩沉积.第二层，淤泥质粘土；第三层，粘土，属于水下三角洲沉积.这与C3、C1的水下三角洲沉积剖面相似.底板高程在鸡骨礁理论最低潮面下46.80 m左右.该层以下为晚更新世沉积地层.实际上，C3、C2、C1三个钻孔可以构成从横沙浅滩到水下三角洲的一个沉积纵剖面.剖面上部河口拦门沙浅滩沉积，以灰色粉细沙为主，局部为灰黄色，饱和，松散～稍密，砂质不纯，颗粒较均匀，含云母和贝壳碎片，夹粘性泥层.剖面下部呈现灰黄色淤泥质粉质粘土，饱和，流塑，土质均匀，切面较光滑，夹少量粉砂层，含少量有机质，偶见粉砂小团块，摇振见反应，韧性中等，再现灰色淤泥质粘土，饱和，流塑，土质均匀，切面光滑，有光泽，夹少量粉砂或粉土微粒层，含少量贝壳碎片，无摇振反应，韧性高，标准贯入击数＜1；最后为灰色粘土，饱和，软塑，土质均匀，切面光滑，有光泽，夹粉砂微粒层，含少量贝壳碎片，无摇振反应，韧性高，标准贯入击数2～5击.构成的沉积纵剖面，从横沙浅滩到水下三角洲，沉积物有两大类型，上部为河口拦门沙浅滩沉积，物质粗，向海方向尖灭；下部为水下三角洲沉积，物质细，遍及横沙浅滩和水下三角洲.晚更新世地层在全新世地层之下，标准贯入击数高.这种沉积物沉积剖面结构对横沙浅滩挖入式港池和外航道建设十分有利.C4孔位于横沙浅滩南侧10 m等深线附近，依然显示河口浅滩沉积和水下三角洲沉积的二元结构特征.但是，在鸡骨礁理论最低潮面下48.00m以下的晚更新世地层确为粉细砂，并不是其余3个钻孔所显示的粉质粘土夹粉砂，说明晚更新世沉积地层平面变化比较复杂.在现有资料情况下，C3、C2、C1沉积物垂向分布特征，已经包涵了横沙浅滩及邻近海域，而且沉积物分布有序、规律，可以作为拟选工程横沙浅滩挖入式港池和外航道建设的沉积物分布的特征资料.疏松沉积层，可控性好，对拟建工程建设有利.3 小结综合以上讨论分析，可得：① 长江口在河流和海洋相互作用与相互制约下，形成了庞大的河口拦门沙系和水下三角洲两大地貌单元.拟选横沙浅滩挖入式港池和外航道就在河口拦门沙浅滩和水下三角洲上.② 横沙浅滩5 m水深处含沙量在0.459 kg／m3左右.大潮含沙量大于小潮，冬季含沙量大于夏季，台风暴潮、寒潮大风对浅滩地区泥沙运动作用明显.邻近海域含沙量低，向海方向急剧减小.含沙量大潮大于小潮，冬季大于夏季.近年来长江流域来沙呈现减小趋势，邻近海域含沙量也因此有所降低，局部海床有所冲刷.③ 横沙浅滩表层沉积物粗，以粉细砂为主，水下三角洲表层沉积物细，以粘土质粉砂为主.根据地质钻孔资料分析，C3孔、C2孔、C1孔显示的沉积物垂向分布，全新世地层可以分为两层，上层由粉细砂组成，属于河口拦门沙浅滩沉积，下层由淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、粘土组成，属于水下三角洲沉积.都是疏松沉积层，可挖性好，对横沙浅滩挖入式港池和外航道建设有利.上述意见仅根据现有资料所做的初步分析.实际上，含沙量和沉积物特征及其分布十分复杂，随着研究工作进展，还应做更多、更广泛的调查研究工作.［参考文献］［1］陈吉余.中国河口海岸研究与实践［M］.北京：高等教育出版社，2007.［2］陈吉余.上海市海岸带和海涂资源综合调查报告［M］.上海：上海科学技术出版社，1988.［3］郭蓄民，许世远，王靖泰，等.长江河口地区全新统的分层与分区［G］／／严钦尚，许世远.长江三角洲现代沉积研究.上海：华东师范大学出版社，1987. ［4］何青.河口泥沙［M］／／陈吉余.21世纪的长江河口初探.北京：海洋出版社，2009.［5］虞志英.长江口北槽口外水下地形［G］／／沉积环境变化和对三期外航道的影响.上海：华东师范大学河口海岸国家重点实验室，2004.［6］中交第三航务工程勘察设计院有限公司，华东师范大学河口海岸国家重点实验室.上海国际航运中心横沙浅滩挖入式港池规划方案研究报告［R］.上海：华东师范大学，2012.［7］中交第三航务工程勘察设计院有限公司.上海新港区选址（横沙）项目研究前期工作报告［R］.上海：中交第三航务工程勘察设计院有限公司，2012.。
长江口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影响因素
２ ０ １ ３年 １ １月 ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ — ４ １ ９ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ ６
海
洋
学
报
Ｖ ｏ １ ． ３ ５ ， Ｎ ｏ ． ６
Ｎｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ３
集 中在时空分 布 、 含 量变化 、 季风 和 水 团的影 响 等宏 观方 面 ， 而 对 悬 浮 体 的 地 球 化 学 组 成 方 面 的 研 究
很少。
学特征进 一步复杂 化 口 ］ 。河 口的悬 浮体 能起 到 对 污染 物继续 向海洋输送 的阻隔作用 ， 使通过 河 口后 的
的研 究＿ ｌ ” ］ 。国 内在 这 方 面 的研究 主要 集 中在 ２ ０
世纪 ８ ０年代 以后 ， 研究 内容 涉及悬 浮体 的颗粒 类 型 、 时空分布 以及影 响因素 等方面 ， 包括对 悬浮体含 量分 布的季节变化特征及水 团对悬浮体分 布 的影 响研究 、 对 悬浮体粒度 的研究 、 人类 大型活动对 于悬浮体 的影 响研究等 ［ １ ４ ２ ０ ］ 。相 比而言 ， 国内对悬 浮体 的研 究多
水体变得 “ 清洁” ＿ ４ ］ ， 在 该过 程 中悬浮颗 粒物 起到 了 纽带 的作用ｌ ６ 。由此可 知 ， 对 悬浮 体 中主 、 微 量 元 素 的研究 有助 于探讨 海 洋学 过程 中的源汇 效应 及 各 种元 素的地球化学行 为 ， 为深入 了解 沉积地 球化学 过 程 以及近海环境质 量评价提供科学依 据 。
长江 口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影 响因素
邵和 宾 ， 范德 江 ， 张晶 ， 李 清
长江江域南通段表层沉积物PH、Eh、T分布特征
找矿技术P rospecting technology长江江域南通段表层沉积物PH、Eh、T 分布特征许庆华1，2，陶 哲1，杨华忠1，章奕忠1（１．江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院，江苏 南京 ２１０００７；２．国土资源部海岸带江苏南通野外基地，江苏 南通 ２２６３００）摘 要：对长江南通段江域１２０个表层沉积物进行采集，使用ＰＨ检测仪、温度计、氧化还原电位仪对沉积物样品进行测试，分析了他们的分布特征，结果表明：研究区内的表层沉积物沉积物属于中性－弱碱性环境，ＰＨ值变化于６．３４～８．９３之间，ＰＨ平均值８．０８，空间分布具有分带性和不均匀性；Ｅｈ变化与－３００ｍＶ～－１１ｍＶ之间，Ｅｈ平均值－１３０ｍｖ，空间分布也有若分带性和不均匀性；Ｔ值变化于１４．２°～１８．５°之间，温度Ｔ平均值１６．４５°温度分布不均匀，自上往下游温度有降低趋势。
关键词：长江；沉积物；ＰＨ；Ｅｈ中图分类号：Ｐ５１２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－００７４－２Distribution characteristics of pH, Eh and T in surface sediments of Nantong section of the Yangtze River XU Qing-hua1,2, TAO Zhe1, YANG Hua-zhong1, ZHANG Yi-zhong1（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ， Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｂｕｒｅａｕ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００７，Ｃｈｉｎａ； ２．ｆｉｅｌｄ ｂａｓｅ ｏｆ ｃｏａｓｔａｌ ｚｏｎｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｉｎ Ｎａｎｔｏｎｇ Ｃｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｔｏｎｇ ２２６３００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ １２０ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｎａｎｔｏｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ， Ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｐＨ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ， ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓ， ａｎｄ ＲＥＤＯＸ ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｂｅｌｏｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅｕｔｒａｌ ｔｏ ｗｅａｋｌｙ ａｌｋａｌｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｖａｒｉｅｓ ｆｒｏｍ ６．３４～８．９３， ａｎｄ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｓ ８．０８．Ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｈａｓ ｚｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ； Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｈ ｗａｓ ｂｅｔｗｅｅｎ －３００ｍＶ～－１１ｍＶ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｅｈ ｗａｓ －１３０ｍＶ． Ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｌｓｏ ｓｈｏｗｅｄ ｚｏｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ．Ｔ ｖａｌｕｅ ｖａｒｉｅｓ ｆｒｏｍ １４．２°～１８．５°， ａｎｄ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｔ ｏｆ １６．４５° ｉｓ ｎｏｔ ｕｎｉｆｏｒｍ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈａｓ ａ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ．Keywords: Ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ； ｒｉｖｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔ； ｐＨ； ＥｈPH即酸碱度，Eh是铂片电极相对于标准氢电极的氧化还原电位，两者作为介质(包括水、土壤等)环境物理化学性质的综合性指标，PH值高低反映介质酸碱性的强弱，Eh值大小则表征介质氧化性或还原性的相对程度（齐红艳、冯德江等，2008）。
春季长江口及邻近海域水体Eh和pH的分布
春季长江口及邻近海域水体Eh和pH的分布孙学诗;范德江;刘鹏飞;逄悦;田元【摘要】Based on the in-situ investigation for Eh and pH of water samples,and the simultaneous temper-ature and salinity data from the Yangtze river estuary and its adjacent areas,we study illustrated the spatial distribution characteristics of Eh,pH and further discussed their implications for water-masses and authi-genic mineral.The results show that water in the area is weak oxidizing,and its Eh values range from 202.3 to 317.2 mV.The distribution of Eh in the area takes on zonality and heterogeneity.From coastal areas out-wards,the Eh gradually reduce.The pH data show vertical mixing phenomena in the northern part and ob-vious stratification effect in the southern part.The sea water in the area is neutral-slightly alkaline environ-ment,and its pH range from 7.10 to8.19.The distribution of pH also takes on zonality.From coastal areas outwards,the pH values gradually increase.The Eh data show obvious stratification effect in the northern part and homogeneous mixed phenomena in the southern part.The discrimination diagrams of pH-Eh reveal that there exist three types of water masses,i.e.,Yangtze Diluted Water with low pH and high Eh,Taiwan Warm Current with high pH and low Eh,and coastal current with rapid variations in pH.The pH-Eh phase discrimination diagrams reveal that in the Yangtze River estuary and adjacent waters there exist authigenic mineral including dominant Fe-Mn oxide (Fe2 O3 and Mn2 O3 ),and minor pyrite (FeS2 ).%依据2015年春季对长江口及邻近海域水体Eh和pH的现场调查数据,分析研究区海域水体Eh和pH 的空间分布特征,结合同航次现场测得的温度、盐度数据,系统探讨了Eh和p H对水团发育特征的指示作用及对自生矿物形成的影响.结果显示:研究区水体为弱氧化环境,Eh变化范围为202.3~317.2 mV,空间分布上具有分带性和不均一的特点,表现为近岸高、离岸越远越低,北部垂向混合均匀、南部层化作用明显.该海区水体总体上为中性-弱碱性环境,pH变化范围为7.05~8.19,空间分布上具有分带性,表现为近岸低、外海高,北部层化明显、南部混合均匀.依据p H-Eh判别图解,判定存在3个水团:长江冲淡水团以低p H和高Eh为特征,台湾暖流为高p H和低Eh,而沿岸流水团以快速变化的pH为特征.pH-Eh特征表明研究区水体中有利于铁、锰氧化物(Fe2 O3和Mn2 O 3)等自生矿物的形成,水体中出现的少量胶黄铁矿(FeS2)与微环境有关.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】11页(P96-106)【关键词】Eh;pH;水团;自生矿物;长江口及邻近海域【作者】孙学诗;范德江;刘鹏飞;逄悦;田元【作者单位】中国海洋大学,山东青岛 266100;海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛 266100;中国海洋大学,山东青岛 266100;海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛 266100;上海海洋大学海洋科学学院,上海 200062;中国海洋大学,山东青岛 266100;海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛266100;中国海洋大学,山东青岛 266100;海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】P736.4Eh和p H是水体的重要物理化学参数,是反映水体富营养化、水质酸化等水体环境的良好综合性指标[1-3],对河口及近海生物地球化学过程有重要影响。
长江口邻近海域冬、夏季溶解有机碳分布特征及影响因子研究
长江口邻近海域冬、夏季溶解有机碳分布特征及影响因子研究王腾;刘广鹏;朱礼鑫;高磊;李道季【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2014(000)005【摘要】Based on data from two cruises that were carried out in the adjacent sea area of the Yangtze Estuary in January and August, 2013, the concentration and distribution of the Dissolved Organic Carbon ( DOC) , as well as its influencing factors were analyzed. The results showed that the concentration of DOC was 35.85~145.11μM in the surface water,33.60~110.52 μM in the bottom water in winter, respectively, and the mean valu es were 79.15 and 68.99 μM, respectively. And in summer, the concentration of DOC was 63.48~213.65 μM in the surface water,44.69~123.34μM in the bottom water, respectively, and the mean values were 100.49 and 61.56μM, respectively. And the DOC had differe nt distribution characteristics that were caused by different controlling factors ( Changjiang diluted water, phytoplankton biomass and currents) in the two seasons. The concentration of DOC was higher in the nearshore water than that in the offshore water in both seasons. As to the vertical distribution, there was little difference between the surface and bottom waters in winter, while the DOC concentration decreased gradually from the surface water to the bottom water in summer. Compared with that in winter, the biological effects were important to the surface DOCconcentration in summer.%根据2013年1月与8月两个航次测得的数据分析了长江口邻近海域溶解有机碳（DOC）在冬、夏两个季节的含量、分布以及影响因素。
长江口海域表层水温的季节、年际变化
长江口海域表层水温的季节、年际变化周晓英;胡德宝;王赐震;胡学军;姚圣康【期刊名称】《中国海洋大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2005(035)003【摘要】为研究长江口与黄东海SST变化的异同,根据长江口区引水船海洋站1959～2001年、大戢山海洋站1977～2000年月平均表层水温资料,安徽大通水文站1968～1999年月平均径流量资料,利用功率谱分析、Mann-Kendall突变检验及相关分析方法,分析长江口区表层水温的季节、年际变化特征.结果表明:长江口区表层水温最高值出现在8月份,最低值出现在2月份.长江口区表层水温的年际变化存在准2年和3～5年的显著振荡周期,东亚季风和长江径流对其变化有影响.长江口区表层水温突变出现在1989年.【总页数】6页(P357-362)【作者】周晓英;胡德宝;王赐震;胡学军;姚圣康【作者单位】中国海洋大学海洋环境学院,山东,青岛,266003;国家海洋局东海预报中心,上海,200081;国家海洋局东海预报中心,上海,200081;中国海洋大学海洋环境学院,山东,青岛,266003;国家海洋局东海预报中心,上海,200081;国家海洋局东海预报中心,上海,200081【正文语种】中文【中图分类】P731;P343【相关文献】1.长江口邻近海域夏季大中型浮游动物物种多样性、年际变化及其影响因素 [J], 杨位迪;郑连明;李伟巍;何浩阳;林华;张格2.长江口及邻近海域表层水体溶解氧饱和度的季节变化和特征 [J], 卢勇;李宏亮;陈建芳;金海燕;陈法锦;高生泉;王奎;王文亮;白有成3.太平洋东南海域表层地转流场的季节及年际变化特征 [J], 林丽茹;胡建宇4.南海表层水温年际变化的大尺度特征 [J], 王卫强;王东晓;齐义泉5.东海陆架表层水温年际变化时空特征分析 [J], 李家星;魏皓;罗晓凡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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海洋沉积物地球化学组成受物源组成及埋藏后 化学 、物理和生物过程的综合控制，这些过程通常 称为早期成岩作用
[1]
。海洋沉积物中正在发生的生
物地球化学过程对于许多元素的区域和全球循环具 有深远的影响 。认识和理解这些过程对于准确地解 释古海洋记录 、 估计元素界面通量 、 阐明元素循环过 程和迁移机制及评价沉积环境质量都具有重要的意 义 。 孔隙水地球化学是早期成岩过程敏感的指示 剂。目前已知，有机质降解是早期成岩过程的主要 驱动力，对其降解产物的分析是理解成岩反应和认 识沉积物生物地球化学带的关键 。 河口海岸带区域以高沉积速率和表层水高生产 力为典型特征 。沉积物能不断获得新鲜有机质的补 充，这使得河口海岸带区域沉积物生物地球化学过 程非常复杂 。如何对这些过程进行定量评价一直是 科学界的一个重要目标 。成岩模型是定量评价早期 成岩过程的一个有效方法 [ 1 － 6 ] 。 最早对长江口孔隙水开展系统研究的是 Aller 他们对河口不同区域沉积物孔隙水的营养 et al． [ 7 ] 。 2－ 盐和 SO4 进行了分析，并计算了沉积物水界面的 营养盐通量 。已有的研究表明长江口区域的沉积速 率存在差异，但是沉积速率都非常高 ( 0． 5 ～ 5． 0 近 20 年来， 伴随着我国工农业的快速发 cm / a ) [ 8 － 9 ] 。 展，河口海岸带环境受到了人类活动大量的影响 。 底层水缺氧面积的不断扩大即是人类活动的结果 。 基于上述 2 个因素，需要在人类活动加剧的大背景 下， 重新认识长江口区孔隙水的地球化学组成 。 近年来已有部分学者主要对长江口的孔隙水营 养盐进行了研究 [ 10 ] ， 但是对孔隙水地球化学系统研 究的报道仍然较少。本文的主要目的是系统报道长 江口不同区域孔隙水的地球化学组成，并对长江口 早期成岩过程进行定量评价 。
收稿日期 ( Received ) ： 2009 － 12 － 10 ； 改回日期 ( Revised ) ： 2010 － 04 － 06 ； 接受日期 ( Accepted ) ： 2010 － 07 － 28 “我国近海海洋综合调查与评价 ” 基金项目 ： 国家海洋局 专项 ( 908-0202-05， 90801-CJ08 ) ； 山东省青岛市留学归国项目 ( Q0612 ) ； “泰山 建设工程专项 学者 ” 作者简介 ： 邹建军 ( 1979 － ) ，男，博士后，主要研究方向为海洋地球化学 。 E-mail: zoujianjun@ fio． org． cn ＊ 通讯作者 ( Corresponding author ) : SHI Xue-fa， Email: xfshi@ fio． org． cn， Tel: + 86532-88962793
Abstract: The major factors that govern the vertical distributions of nutrients and Fe2 + ， Mn2 + in pore water were studied by analyzing the concentrations of nutrients and Fe， Mn in pore water and overlying water and total organic carbon， total nitrogen， phosphorus， iron， manganese， aluminum in sediments in the Yangtze Estuary， combined with early diagenesis model and geochemical thermodynamic analysis． The benthic fluxes of nutrients， Fe and Mn were calculated． The results show that the concentrations of nutrients， Fe， Mn in pore water are much higher than those in overlying water． The interstitial nutrients， iron and manganese are mainly controlled by early diagenetic processes in Yangtze Estuary sediments． Interstitial ammonium profiles indicate that there are two different kinds of biogeochemical processes in near and off shore areas． Interstitial iron and manganese profiles indicate that they are important electron acceptor for organic carbon degradation in the Yangtze Estuary． Manganese peroxide plays an important role in the removal of ammonium in the lower part in the near shore area． The lower concentrations of phosphate in pore water are related to iron and phosphorus forms in sediments． The diffusive fluxes toward the － 2 overlying water of NH4+ ， NO3－ ， PO3 4 ， H 4 SiO 4 ， Fe and Mn range between 356 and 3074 μmol / ( m · d ) ， 2 2 2 － 45． 3 and 62． 6 μmol / ( m ·d ) ， － 0． 3 and 1． 7 μmol / ( m ·d ) ， 323 and 3172 μmol / ( m ·d ) ， 3． 0 and 10． 5 μmol / ( m2 · d ) and 35． 7 and 439． 5 μmol / ( m2 · d ) ， respectively． The contributions of diffusive fluxes of nitrogen， phosphorus， silicate for the nutrients required by the plankton in the surface water range between 0． 19% and 1． 65% ， 0． 13% and 0． 14% ， 1． 2% and 12． 2% ， respectively． The diffusive fluxes can be neglected when
G eochimica Vol． 39 No． 6 pp． 580 ～ 589 Nov．， 2010
第6期
邹建军等 ： 长江口及其邻近海域孔隙水地球化学特征
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we consider the source of nutrients required by plankton in the Yangtze Estuary． Key words: nutrients; pore water; early diagenesis; Yangtze Estuary 在长江口及其邻近海域进行底质调查 。调查期间使
著高于上覆水体 。早期成岩过程是控制长江口沉积物孔隙水营养盐和 Fe、Mn 分布的主要因素 。 NH4+ 剖面暗示长江 口近岸和远岸海域存在两类不同的生物地球化学过程 。 孔隙水 Fe、 Mn 剖面暗示在河口环境中其是有机质降解的重 要电子受体 。在近岸海域 MnO2 可能是底部 NH4+ N 移除的重要机制 。长江口孔隙水中低磷酸盐与铁及沉积物中磷
Geochemical characteristics of pore water in the Yangtze Estuary and adjacent areas
ZOU Jianjun， SHI Xuefa＊ ， LIU Jihua and ZHU Aimei
( Key Laboratory of State Oceanic Administration for Marine Sedimentology and Environmental Geology， First Institute of Oceanography， State Oceanic Administration， Qingdao 266061， China )
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引
言
用箱式取样器获取无扰动岩芯及上覆水体样品 。取 样站位示意图见图 1。 获取无扰动岩芯后立即将其 转移至充满氩气的手套箱内，采用气压式尼龙压榨 机制取孔隙水及沉积物样品 。本试验中所采用的孔 隙水压榨装置可以在短时间 ( 约 30 min ) 内一次压榨 12 个样品 ( 约 10 mL ) 。压榨装置底部加载过滤膜孔 径 0． 22 μm ( 过滤膜直径 90 mm ) 的醋酸纤维滤膜， 获取的样品不经过滤，直接存在酸洗净的样品瓶 中。 在用于 Fe、 Mn 分析的孔隙水样品中加入双蒸馏 硝酸， 并常温保存在聚丙烯瓶中 。 用于营养盐分析的 样品直接存储在聚丙烯瓶中， 冷冻保存 。 压榨后的沉 积物样品存储在干净的塑料袋内， 保存在 － 20 ℃ 冰 上述操作皆在手套箱内完成。 在进行孔隙水制 箱中。 取之前，用汞电极和铂电极分别测试沉积物及孔隙 测试时等 pH 计和 Eh 计读数稳定 水的 pH 及 Eh 值。 后才进行计数 。 采样站位及上覆水详细信息见表 1。
摘
要 ： 对长江口沉积物有机碳 、 总氮 、 总磷 、Fe、Mn、Al 及孔隙水和上覆水体中营养盐 、Fe、Mn 的含量进行了测
试， 结合早期成岩模型及地球化学热力学分析， 探讨了在河口环境中影响孔隙水营养盐和 Fe、Mn 分布的主要因素，