长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素
乳山湾及邻近海域化学需氧量的分布特征及影响因素
乳山湾及邻近海域化学需氧量的分布特征及影响因素刘营;张学超;李晓敏;宋吉德;宋喜红;胡红智【摘要】The profile characteristics of chemical oxygen demand (COD ) were studied based on the investigation data in Rushan Bay and adjacent area in spring (May) and autumn (October) of 2011 .The influencing factors and contribution of COD to eutrophication were also analyzed .The results showed that the distribution of COD was characterized by a decreasing tendency from the upper bay to the outside bay in spring and autumn .The concentration of COD was higher in spring than that in autumn .The content of COD in spring and autumn showed a negative correlation with temperature and salinity (P< 0 .01) ,while a positive correlation with levelof dissolved inorgainic nitrogen(DIN) (P< 0 .05) .The range of COD contribution to the eutrophication was from 39 .53% to 67 .18% ,COD asan important factor contributing to eutrophication ,not the decisive factor .%根据2011年春季（5月）和秋季（10月）乳山湾及邻近海域调查资料，对海水中的化学需氧量的时空分布特征进行研究，并分析了化学需氧量与环境因子之间的关系以及对区域富营养化的贡献率。
长江口咸潮入侵变化特征及成因分析
李文善，王慧，左常圣，等. 长江口咸潮入侵变化特征及成因分析[J]. 海洋学报，2020，42(7)：32–40，doi:10.3969/j.issn.0253−4193.2020.07.003Li Wenshan ，Wang Hui ，Zuo Changsheng, et al. The variation characteristics and causes analysis of salt tide intrusion in the Changjiang River Estuary[J]. Haiyang Xuebao ，2020, 42(7)：32–40，doi:10.3969/j.issn.0253−4193.2020.07.003长江口咸潮入侵变化特征及成因分析李文善1，王慧1*，左常圣1，董军兴1，徐浩1，潘嵩1，金波文1，高通1( 1. 国家海洋信息中心，天津 300171)摘要：本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等，重点分析了2009−2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素，分析结果表明：(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。
咸潮一般从每年的9−10月开始入侵，翌年4−5月结束。
3月咸潮入侵次数最多，达12次。
2009−2018年，长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势，2009年长江口咸潮入侵次数最多，达13次，时间均发生在10月至翌年的4月；咸潮持续时间年际变化较大，2011年咸潮入侵持续时间最长，累计为55 d 。
2015−2018年，咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少，2018年没有监测到咸潮入侵过程。
(2) 1−4月，长江口处于季节性低海平面期，且同期径流量少，但是受东亚季风影响，持续的增水过程使得增减水−径流量综合影响指数明显偏高，其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6，该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。
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。
三峡正常蓄水后长江口叶绿素a和溶解氧变化及其成因
三峡正常蓄水后长江口叶绿素a和溶解氧变化及其成因崔彦萍;王保栋;陈求稳【摘要】根据2010年8月、10月和2011年5月的现场监测数据,对长江口水域在三峡水库175m试验蓄水实施后一个水文年中叶绿素a和溶解氧(DO)的分布特征及其影响因素进行分析.结果表明,叶绿素a平面分布夏季有两个高值中心,春季有一个高值中心;在口门北缘夏季表层叶绿素浓度值最高.垂向上,夏季叶绿素a浓度表层和底层高;春季和秋季叶绿素a浓度中层高.夏季表层和底层DO浓度相差较大,秋季和春季表、底层DO浓度分布比较均匀;整体上秋季和春季的DO浓度高于夏季.工程蓄水后DO低值区和叶绿素a峰值区向口门内位移,对生态系统结构将产生影响.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2014(034)021【总页数】8页(P6309-6316)【关键词】长江口;叶绿素a变化;溶解氧变化;水利工程【作者】崔彦萍;王保栋;陈求稳【作者单位】中国科学院生态环境研究中心,北京100085;国家海洋局第一海洋研究所,青岛266061;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;三峡大学,宜昌443002【正文语种】中文近30多年来，随着长江流域经济的迅猛发展和城市化进程的加快，工农业废水和生活污水不断增加，加之三峡水库和引江济太等工程的实施，进入长江口及其邻近海域的水、沙、盐发生明显变化，长江口已成为我国沿海水质恶化范围最大，富营养化最严重、赤潮多发的水域之一[1- 4]。
长江口是淡水与海洋生物栖息地之间的生态交错区，该区域的环境因子变化与河流和海洋均有差异，具有自己的特殊性，而河口区的浮游植物是长江口水生生态系统的重要初级生产者，也是河口生态系统中食物链的重要环节，它们为水体和底栖的动物提供直接的食物来源。
因此，开展三峡正常蓄水后长江口及其邻近海域水环境理化因子和浮游植物生态学研究，有利于分析上游水利工程运行对长江口及其邻近海域生态环境的短期效应[5]。
长江口北支水域营养盐的季节性变化
长江口北支水域营养盐的季节性变化吴双;边佳胤;吴惠仙;薛俊增【摘要】于2010年12月-2011年9月，2012年9月-2013年6月按季度采样对长江口北支水域氮、磷营养盐的季度变化规律、形态组成以及环境因子间相互关系进行了分析。
结果显示溶解性无机氮存在形态主要是硝酸盐，占90％以上，浓度变化规律为夏秋高于春冬两季；溶解性无机氮、总氮峰值分别为3.99 mg/L及1.70 mg/L，均出现在2011年夏季，该现象与当年洪期长江流域连日降雨有关。
长江径流所携带营养盐是导致北支无机氮、总磷浓度变化的主要原因。
对理化因子进行相关性分析表明，盐度、pH值是营养盐最主要的限制因子。
%During the sampling period from Dec .2010 to Sep.2011 and Sep.2012-Jun.2013, the seasonal variation , morphologi-cal composition of nitrogen and phosphorus were analyzed , and relationship between environmental factors was studied , respectively . Results indicated that the main presence of DIN was nitrates , which accounted for more than 90%in all seasons , its concentration in summer/autumn was higher than that inspring/winter.The concentration peaks of DIN and TP were 3.99 mg/L and 1.70 mg/L, re-spectively , appeared in summer of 2011 during the flood period .【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P25-28)【关键词】长江口;营养盐;季节变化【作者】吴双;边佳胤;吴惠仙;薛俊增【作者单位】上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306;国家海洋局舟山海洋工作站，舟山316000;上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306;上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306【正文语种】中文【中图分类】X832河口是淡水与海水交汇的地带，随时间推移，环流、潮汐进行常规混合过程，使得河口水文环境具有非恒定性及梯度型变化规律，复杂的环境特征保证了该区域内生物的多样性[1]。
【高中地理】海水的性质同步练习 2023-2024学年高一地理人教版(2019)必修第一册
3.2海水的性质同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题组海水密度一般在1.02～1.07g/cm3之间，但不同的海域、不同的海水深度，海水密度差异较大，下图示意南半球某海域海水密度（单位：g/cm3）分布。
据此完成下面小题。
1．影响图示海域表层海水密度差异的主导因素是（）A．盐度B．潮汐C．洋流D．纬度2．与乙海域相比，甲海域密度偏高，主要原因是甲海域（）A．洋流影响、海水涨落B．波浪汹涌、风暴潮多C．压力大、温度低D．盐度大、温度高太平洋与北冰洋通过白令海峡相连，通常情况下，海峡中北低南高的海面坡度驱动了一支朝北流动的洋流（下图）。
据此完成下面小题。
3．该洋流对楚科奇海表层海水的影响有（）A．密度降低B．水温降低C．盐度升高D．海冰增加4．5月份，楚科奇海东岸的盐度低于西岸，主要是由于东岸（）A．气温降低B．海冰融化C．海岸线曲折D．降水量大下图为长江口附近距海面不同深度的海水盐度季节变化曲线图。
据此完成下面小题。
5．长江口附近海水盐度季节变化最大的是（）A．海洋表层B．海面以下10m C．海面以下20m D．海面以下30m6．长江口附近表层海水盐度变化的主要影响因素是（）A．海水温度B．海域降水量C．入海径流量D．海面风速海水温度反映海水的冷热程度。
下图示意三个不同纬度位置的观测站海水温度的变化。
据此完成下面小题。
7．三个观测站按纬度位置由低到高的排序为（ ） A ．甲、乙、丙B ．乙、丙、甲C ．丙、甲、乙D ．乙、甲、丙8．图示海水温度的垂直变化特点是（ ）①总体上水温随深度的增加而降低①1千米深度以内，水温变化缓慢 ①低纬度海区表层水温变化最剧烈①1千米深度以下，水温变化迅速 A ．①① B ．①①C ．①①D ．①①海洋温差能是利用海洋水温差进行发电而获得的能量。
温跃层是冷暖海水交界处，温度急剧变化，两侧海水密度差异明显。
长江口盐度的季节性变动
长江口盐度的季节性变动长江口是中国最重要的河口之一，也是世界上最大的河口之一，其盐度的季节性变动备受关注。
长江口盐度的季节性变动受多种因素影响，包括江水径流量、潮汐运动、季节变化等。
本文将从这些方面展开讨论，探究长江口盐度的季节性变动规律。
长江是中国第一大河，流经多个省市，最终注入东海。
长江水量充沛，携带大量泥沙和营养物质，对长江口盐度起到重要影响。
每年雨季，长江水量增加，携带的泥沙和营养物质也增多，导致长江口盐度下降。
而在旱季，长江水量减少，盐度相应上升。
这种季节性的水量变化是长江口盐度季节性变动的重要原因之一。
除了水量的季节性变化外，长江口盐度还受潮汐运动的影响。
长江口处于潮汐作用下，每天会发生两次高潮和两次低潮。
潮汐运动会影响长江口水体的混合和交换，进而影响盐度的分布。
在涨潮时，海水会顺长江口向上游推进，盐度相对增加；而在落潮时，长江水会向下游流动，盐度相对减少。
这种潮汐运动对长江口盐度的季节性变动也有一定影响。
此外，长江口盐度的季节性变动还受季节变化的影响。
夏季气温高，蒸发增加，降水增多，长江水量增加，盐度下降；而冬季气温低，蒸发减少，降水减少，长江水量减少，盐度上升。
这种季节性变化也会导致长江口盐度的季节性变动。
综上所述，长江口盐度的季节性变动受多种因素影响，包括长江水量的季节性变化、潮汐运动和季节变化等。
了解长江口盐度的季节性变动规律对于保护长江口生态环境、合理利用水资源具有重要意义。
希望未来能有更多的研究关注长江口盐度的季节性变动，为长江口地区的可持续发展提供科学依据。
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长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素石鑫; 宋金明; 李学刚; 袁华茂; 李宁; 段丽琴【期刊名称】《《海洋与湖沼》》【年(卷),期】2019(050)005【总页数】10页(P1033-1042)【关键词】pH; 季节变化; 影响因素; 长江口邻近海域【作者】石鑫; 宋金明; 李学刚; 袁华茂; 李宁; 段丽琴【作者单位】中国科学院海洋研究所中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室青岛266071; 中国科学院大学北京 100049; 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛 266237; 中国科学院海洋大科学研究中心青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】X55pH是表征海水酸碱性强弱的重要化学参数, 受物理、化学、生物、地质等多种过程共同影响; 同时, 海水pH变化对海洋生物乃至海洋生态系统具有重要影响(唐启升等, 2013)。
如海水pH的降低——海洋酸化易诱导海洋有毒藻类暴发, 导致物种灭绝和食物链结构改变等生态后果(Mostofa et al, 2016)。
酸化引起的海水碳酸钙饱和度降低会影响钙质生物生长, 使得生物栖息地(如珊瑚礁)被破坏, 还会导致生物碳泵减弱, 缺氧层扩张(Hofmann et al, 2009)。
对于生产力水平远高于大洋的近岸海域, 其生态系统更易受到酸化的影响(唐启升等, 2013), 且酸化对生物的负面作用将直接影响近海渔业的发展(石莉等, 2011)。
长江口邻近海域是典型的高生产力陆架边缘海区(Song, 2010)。
该区域受长江冲淡水、沿岸流(黄海沿岸流和浙闽沿岸流)及近岸黑潮分支等影响, 流系复杂(Qu et al, 2015, 2018; Song et al, 2018)。
同时, 该海域接受大量的陆源物质输入, 与人类生产生活关系密切(朱连磊等, 2012)。
随流域人口密度增加及经济的快速发展,该海域缺氧及富营养化程度加剧(石晓勇等, 2005; 周正熙等, 2016; 韦钦胜等, 2017), 海水pH往往伴随缺氧及富营养化同步变化。
目前已有长江口附近海域表层海水pH存在长期下降趋势的报道(刘晓辉等, 2017), 相对于长时间尺度海水pH 的变化如海洋酸化, pH在短时间尺度内的变化(季节性酸化)更显著, 易产生较大的环境胁迫(翟惟东, 2018)。
因此, 研究长江口邻近海域海水pH的季节变化特征具有重要意义。
以往对长江口邻近海域海水pH季节变化特征及其控制因素分析的研究(隋永年, 1986)较少。
本研究基于2015—2016年四个季节海水pH、温度(T)、盐度(S)、溶解氧(DO)及叶绿素(chl a)的调查数据, 分析探讨了长江口邻近海域海水pH的分布、季节变化特征及其控制因素, 旨在加强对长江口邻近海域海水pH季节变化规律的认识。
分别于2015年4月(春季)、7月(夏季)、11月(秋季)及2016年1月(冬季)搭载“科学三号”科考船对长江口邻近海域进行现场调查, 采样范围为28.5°—33.0°N、122.0°—124.0°E, 具体站位布设见(图1)。
其中大面站共43个, 主要断面有5个,本文选取12250与Za断面(图1)数据分析长江口邻近海域pH的垂直分布特征。
12250断面位于122.5°E, 纬度范围为30°—32.5°N, 水深不超过30m, 该断面受长江冲淡水及沿岸流影响显著(吴晓丹等, 2014), 其pH分布可代表长江口邻近海域近岸pH分布特征。
Za断面与海岸线垂直, 经纬度范围为122.5°—123.5°E、29.3°—29.5°N, 该断面pH分布可体现近岸与远岸pH的垂直分布差异。
pH样品于溶解氧采样完成后立即用100mL聚乙烯瓶进行采集, 水样装满后加饱和HgCl2固定, 盖好瓶塞, 稳定至25°C, 2小时内测定。
水体pH采用Thermo Scientific ORION 5-star型pH计进行现场测定, 同时记录测量温度, pH标度为总氢离子标度, 测量电极经由三羟甲基氨基甲烷(Tris)(pH=8.089)和2-氨基吡啶(pH=6.787)标准溶液校准, 测定精度可达±0.005 pH。
所测pH均按Gieskes (1969)的方法校正至原位pH (pHin situ)。
温度、盐度、深度、溶解氧及叶绿素a 数据由seabird-SBE-911 plus CTD测得。
σ(O2)即溶解氧饱和度由所测溶解氧含量与现场温度、盐度下溶解氧的溶解度的比值计算而得, 其中现场温度、盐度下溶解氧的溶解度由Weiss气体溶解度公式计算(Weiss, 1971; Millero, 2013)。
根据调查结果, 长江口邻近海域四季pH介于7.76—8.32之间, 表层海水pH平均值为8.01±0.14, 底层均值为7.93±0.06, 整体平均值为7.97±0.11。
表1列出了长江口邻近海域表层及底层海水四个季节的pH范围及均值。
其中, 表层海水pH 的季节变化特征刚好与Zhai等(2009)报道的长江口邻近海域表层海水pCO2的季节变化特征相反。
夏季表层海水pH明显高于其他季节, 其次为春、冬季节, 秋季最低。
底层pH季节变化较小, 秋季明显较低, 其他季节无显著差异。
夏季表层与底层pH差异最大, 高达0.19; 冬季最小, 仅相差0.01。
受纬度差异、陆源输入以及生物活动的影响, 长江口邻近海域各季节表层及底层海水pH表现出明显的区域差异(图2)。
春季表层水体pH总体表现为东南高、西北低的带状分布特征, 29.5°N以南远岸海域的pH较高, 可能与该区域春季水温回升快、浮游植物旺发有关(郝锵, 2010)。
夏季表层海水pH呈块状分布, 在29.5°N的近岸及31.0°N以北区域均出现高值闭合区, 30.0°N近岸存在pH低值区, 低值区可能是受长江冲淡水影响。
秋季表层pH呈现中间低、南北两侧略高的分布模式。
冬季表层水体pH空间整体分布相对均一, 仅近岸及北部区域pH稍低。
底层海水各季节分布模式与表层类似, 但总体pH低于表层, 且季节变化幅度较小。
12250断面与Za断面pH垂直分布的季节变化如图3所示。
总体而言, 12250断面pH范围为7.76—8.27, Za断面为7.84—8.31, Za断面pH略高于12250断面。
12250断面夏季pH分布具有明显分层, 春、秋、冬季pH垂直分布相对均一; Za断面122.6°E以西pH分布特征与12250断面一致, 而在122.6°E以东、水深大于40m的区域, 其pH垂直分布在春、夏、秋季均出现不同程度的层化现象, 冬季垂直分布相对均一。
12250断面紧邻长江口, 其pH分布及季节变化受淡水输入的影响。
春季, 该断面31°N附近受低pH长江冲淡水影响pH较低(高学鲁等, 2008; 李丹, 2009; Qu et al, 2015, 2018)。
31.8°N处等值线密集, 该点以北pH较低, 可能由该区域盐度较高(>32.5, 其他区域均<30.0)导致。
夏季, 31°N以北海域表层pH较其他季节异常高, 甚至高于8.25, 该区域对应的较高DO及chl a (DO及chl a值分别高于9mg/L、6µg/L), 由此推测该区域夏季表层pH的异常高值是由浮游植物光合作用吸收CO2引起。
30.5°N附近区域受长江冲淡水影响最显著(盐度低于20.0), 但由于该区域还受浮游植物光合作用影响(5m层DO及chl a值分别高于8mg/L、6µg/L), 中上层pH仍高于8.00。
而30°N附近chl a含量接近于0, 且受低pH长江冲淡水扩展影响(盐度低于22.5)表层海水pH低于8.00。
同时, 随长江冲淡水输入的大量有机质(袁华茂等, 2015)在底层矿化分解, 生成CO2, 导致该区域下层水体pH明显降低。
根据Cai等(2011)的模型估算得当前海水pH随溶解氧的变化率约为0.05pH/(mg/L O2)。
该区域表层溶解氧含量接近8mg/L, 而底层溶解氧含量低至4.5mg/L, 有机质降解导致的pH降低值应为0.17, 与实际观测所得的表底层海水pH差异(约0.2)一致。
Za断面上层pH高值区随季节变化有所转移, 春、秋季节高值区位于远岸, 夏季则位于近岸, 与表层叶绿素含量的分布特征一致(春季122.8°E以东海域表层chl a高于2µg/L, 秋季122.6°E以东海域表层chl a高于0.8µg/L, 夏季122.6°E附近海域表层chl a高于4µg/L)。
由pH空间分布可看出, “层化”是长江口邻近海域pH垂直分布的重要特征之一。
由于调查海域水深较浅, 本文仅对长江口邻近海域表层及底层pH进行不同季节的影响因子进行分析。
考虑到pH与温度、盐度、溶解氧及叶绿素等环境因子之间可能存在非线性相关关系, 本研究采用Spearman秩相关分析的方法判别pH与环境因子之间的相关性, 结果见表2。
3.1.1 温度温度对pH的影响是多方面的, 一方面温度直接影响碳酸一级、二级表观解离常数导致pH变化, 另一方面温度变化会导致海水二氧化碳-碳酸盐体系组成改变[包括相关物理、化学、生物过程, 如CO2的溶解, CaCO3的沉淀溶解平衡以及碳酸盐矿物的转化(Song, 2010; 宋金明等, 2018), 光合、呼吸作用等]进而影响海水pH。
以往研究证实, 海水碳酸盐体系组成不变, 温度升高, 海水pH降低(Gieskes, 1969)。
而表2相关性分析结果表明, 长江口邻近海域海水pH与温度呈正相关, 表明对于长江口邻近海域, 温度对pH分布的影响主要体现在温度对上述物理、化学、生物过程的作用。
由表2可初步得出春季、秋季、冬季表层温度与pH呈显著正相关关系, 图4更直观地反映了不同季节pH与温度的关系。
总体而言, 长江口邻近海域表层pH随水体温度升高而升高(表2), 各个季节表层海水pH对温度区域分布差异的响应有所不同, 基本呈线性正相关关系(图4)。
春季长江口邻近海域表层海水温度分布范围为11—17.5°C, pH与温度呈较强的正相关关系, 主要是春季温度较高的海域CO2溶解度低且浮游植物光合作用较强吸收CO2导致。
夏季温度高且区域分布差异小(约5.5°C), pH平面分布与温度相关性较差(表2、图4)。