邢建偉 線薇薇 沈志良 繩秀珍

(1. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266071;2. 中國(guó)海洋大學(xué) 海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266003)

作為全球碳循環(huán)的重要一環(huán), 海洋碳循環(huán)一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)(張乃星等, 2006)。相對(duì)于開闊大洋, 陸架邊緣海雖然僅占全球海洋面積的7.6%,但對(duì)海洋初級(jí)生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)卻高達(dá)30%。其中, 河口作為陸架邊緣海的重要組成部分, 輸送和產(chǎn)生大量的有機(jī)碳(張龍軍等, 2005)。迄今, 陸架邊緣海在全球碳循環(huán)中的作用尚未完全清楚, 而正確認(rèn)識(shí)河口區(qū)有機(jī)碳的行為, 有助于揭示陸架邊緣海對(duì)全球有機(jī)碳循環(huán)的重要性(Raymondet al, 2001)。

顆粒有機(jī)碳(particulate organic carbon, POC)是海洋有機(jī)碳的重要組成部分, 在河口有機(jī)碳的生物地球化學(xué)循環(huán)中扮演著極其重要的角色(劉慶霞等,2012)。河口POC來源非常復(fù)雜, 主要包括天然陸源有機(jī)物的輸入、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活排污產(chǎn)生的顆粒有機(jī)物釋放、河口浮游生物初級(jí)生產(chǎn)以及次級(jí)生產(chǎn)帶來的各種有機(jī)碎屑等(Eatherallet al, 1998)。國(guó)外對(duì)河口POC的研究始于20世紀(jì)60年代, 目前在POC生物地球化學(xué)動(dòng)力過程研究上取得了一系列成果(Caiet al, 1988; Goniet al, 2005; Stramska, 2010)。我國(guó)POC研究起步較晚, 但在河口POC的來源(張龍軍等,2005; 劉慶霞等, 2012)、組成(劉文臣等, 1997; 張乃星等, 2006)、遷移轉(zhuǎn)化(張乃星等, 2006)以及通量(Cauwetet al, 1993)研究上進(jìn)展迅速。

長(zhǎng)江是我國(guó)第一大河, 年平均入海徑流量達(dá)9240億立方米, 輸沙量4.86億噸, 入海泥沙大部分在河口附近沉降、堆積, 部分細(xì)顆粒泥沙沿長(zhǎng)江沖淡水?dāng)U展方向輸送至河口外側(cè)海域, 長(zhǎng)江入海物質(zhì)通量直接影響河口水體環(huán)境特征(沈煥庭等, 2011)。20世紀(jì)80年代以來, 眾多學(xué)者對(duì)長(zhǎng)江口附近水域POC進(jìn)行了研究(Millimanet al, 1984; 謝肖勃等, 1992;Cauwetet al, 1993; 黃自強(qiáng)等, 1997; Wuet al, 2003;宋曉紅等, 2007; Zhanget al, 2007; 林晶等, 2009; 熊林芳等, 2010), 提出某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)長(zhǎng)江口POC的空間分布、季節(jié)變化等, 但對(duì)長(zhǎng)江口POC年際間變化特征的研究尚未見報(bào)道, 這可能是由于缺乏系統(tǒng)的、多年的POC數(shù)據(jù)所致。近年來, 伴隨著長(zhǎng)江流域一系列水利工程設(shè)施的興建, 特別是三峽工程蓄水運(yùn)行后, 長(zhǎng)江的入海水沙通量發(fā)生了較大的變化(翟世奎等, 2008)。此外, 長(zhǎng)江沿岸工農(nóng)業(yè)和三角洲經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展使得有機(jī)物的排放日益增多(陳吉余等,2003), 這些因素都將會(huì)對(duì)長(zhǎng)江口水域POC的濃度和生物地球化學(xué)過程產(chǎn)生一定的影響。本文根據(jù)2007—2012年長(zhǎng)江口秋季POC調(diào)查資料, 探討長(zhǎng)江口及其鄰近海域POC年際變化及其影響因素, 并根據(jù)多年數(shù)據(jù), 解析POC時(shí)空分布與河口來水來沙的關(guān)系,進(jìn)一步闡明長(zhǎng)江口海域POC時(shí)空變化的受控因素,為豐富長(zhǎng)江口有機(jī)碳研究資料、探討河口區(qū)有機(jī)碳的行為提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 站位設(shè)置

分別于2007、2009、2011和2012年11月完成長(zhǎng)江口及其鄰近海域4個(gè)航次綜合調(diào)查。調(diào)查區(qū)域位于30°45′—32°00′N, 121°10′—123°20′E之間, 共設(shè)置東西方向6個(gè)斷面, 40個(gè)站位。根據(jù)鹽度和總懸浮物(total suspended matter, TSM)的分布情況, 將調(diào)查區(qū)域劃分為3個(gè)水域: 口門內(nèi)、近岸區(qū)和近海區(qū)(圖1)。口門內(nèi)包括35—39號(hào)站, 水體鹽度較低(＜5), 渾濁度較高; 近岸區(qū)包括9—12、15—18、21—25、28—32以及40號(hào)站, 中等鹽度(5—20), 水體渾濁度最高,為最大渾濁帶的主要分布區(qū)(沈煥庭等, 2001); 近海區(qū)包括1—8、13—14、19—20、26—27、33—34號(hào)站, 鹽度相對(duì)較高(＞20), 透明度最大。

1.2 采樣與測(cè)定方法

圖1 長(zhǎng)江口調(diào)查站位圖Fig.1 Sampling stations in the Changjiang (Yangtze) River estuary

現(xiàn)場(chǎng)利用Niskin采水器分別采集表層(0—1m)和底層(距海底2m)水樣后, 立即用孔徑為0.7μm的Whatman GF/F玻璃纖維膜(直徑25mm、450°C預(yù)灼燒6h)負(fù)壓抽濾, 根據(jù)水樣的渾濁程度過濾體積在80—300mL之間。所得濾膜用錫紙包好置于-20°C冰箱中保存, 用于測(cè)定TSM、POC和葉綠素a。各測(cè)站利用Sea-Bird-25 CTD同步測(cè)定水深、溫度和鹽度。

過濾得到的GF/F膜經(jīng)冷凍干燥24h后置于干燥器中恒重后稱重, 減去空白膜的質(zhì)量, 即得到TSM的凈重, 然后除以過濾水樣的體積, 計(jì)算TSM的濃度。稱重后的膜樣置于密閉的干燥器中用濃鹽酸熏蒸24h, 以除去樣品中的無機(jī)碳, 再將膜樣在50°C條件下烘24h, 干燥器中恒重后使用德國(guó)Elementar公司生產(chǎn)的Vario EL III型元素分析儀測(cè)定POC的含量。用乙酰苯磺胺(ACET)做標(biāo)樣, 氧化爐溫度950°C, 還原爐溫度500°C, 每個(gè)樣品做兩個(gè)平行樣取平均值,每10個(gè)樣品做一次空白測(cè)試, 平行樣品測(cè)定誤差≤1%。葉綠素a樣品經(jīng)90%丙酮萃取, 用Turner-Designs-Model 10熒光光度計(jì)測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

使用SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析和非參數(shù)檢驗(yàn)以及Pearson相關(guān)性分析和雙尾顯著性檢驗(yàn), 使用Surfer 8.0軟件繪制平面分布圖, 使用Origin 8.0軟件繪制含量變化圖和相關(guān)關(guān)系圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 POC分布及年際變化

2.1.1 POC濃度 2007—2012年秋季長(zhǎng)江口POC濃度范圍為0.03—16.95mg/L, 均值2.30mg/L。其中,表層POC濃度范圍在0.14—9.65mg/L之間, 均值為1.84mg/L, 底層POC濃度在0.03—16.95mg/L之間,均值2.76mg/L(表1)。各個(gè)年份底層POC濃度均高于表層, 與金海燕等(2005)的研究結(jié)果相同。相對(duì)表層而言, 底層POC濃度的變化范圍較大。

表1 2007—2012年秋季長(zhǎng)江口各年度POC的濃度Tab.1 POC concentration in the Changjiang River estuary in autumn 2007—2012

2007—2012年長(zhǎng)江口水域POC濃度年際間顯著波動(dòng)(表1)。表層水體POC在2007年最高, 2009年顯著下降, 2011年降至最低水平, 2012年又顯著回升。底層與表層的變化趨勢(shì)大體相同, 2011年底層水體POC濃度顯著低于其它年份, 但2007、2009和2012年間底層水體POC差異不顯著?？梢钥闯? 2007—2012年間長(zhǎng)江口表層POC濃度年際變化幅度較大,底層水體POC年際間相對(duì)穩(wěn)定。

謝肖勃等(1992)于1985年11月在長(zhǎng)江口相同測(cè)區(qū)得到的表層POC濃度范圍為0.51—1.38mg/L, 平均值0.82mg/L, 底層POC濃度在0.39—2.50mg/L間,平均值0.97mg/L。與之相比, 2007—2012年長(zhǎng)江口POC變異范圍顯著增大, 2011年與其均值較為接近,其它年份均明顯偏高。除長(zhǎng)江來水來沙的影響之外,近幾十年長(zhǎng)江流域工農(nóng)業(yè)發(fā)展引起的污染物的排放增加也可能對(duì)其有一定的影響(陳吉余等, 2003), 造成長(zhǎng)江口水域POC濃度變化。宋曉紅等(2007)在長(zhǎng)江口相同測(cè)區(qū)獲得的2004年表、底層POC均值分別為3.81mg/L和9.09mg/L, 高于本文研究結(jié)果。可以看出,長(zhǎng)江口POC濃度年際間表現(xiàn)為一定程度的波動(dòng)狀態(tài)。

2.1.2 POC空間分布 圖2顯示各調(diào)查航次表層和底層水體POC空間分布?？梢钥闯? 秋季長(zhǎng)江口區(qū)表、底層POC的平面分布具有很強(qiáng)的規(guī)律性: 大致呈現(xiàn)出沿長(zhǎng)江徑流入海方向濃度逐漸降低的趨勢(shì),南部和西南部濃度較高, 北部和東北部濃度較低。年際間POC的平面分布總趨勢(shì)基本保持一致。POC高值區(qū)在口門外呈舌狀分布, 并向東北方向延展。

表2給出了2007—2012年長(zhǎng)江口各子區(qū)域表、底層POC濃度均值及年際間差異顯著性檢驗(yàn)結(jié)果。長(zhǎng)江口不同區(qū)域POC濃度存在空間變異: 口門內(nèi)表層POC濃度與近岸區(qū)相比高低不一, 近岸區(qū)底層POC濃度大多高于口門內(nèi)。非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示, 口門內(nèi)和近岸區(qū)POC濃度差異未達(dá)到顯著性水平(P＞0.05), 但二者濃度均顯著高于近海區(qū)(P＜0.05)。這進(jìn)一步說明從口門到近岸水域, POC濃度存在一定程度的空間變異, 而從近岸到外海水域, 隨離岸距離的增加, 長(zhǎng)江口POC濃度顯著降低。近岸區(qū)表層與底層POC濃度相差較大, 口門內(nèi)次之, 而近海區(qū)相差最小。

林晶等(2009)的研究表明長(zhǎng)江口最大渾濁帶水域POC含量高于外海; 程君等(2011)根據(jù)東海大面調(diào)查資料, 發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江口水域存在POC高值區(qū), 外海水域含量較低, 與本研究結(jié)果一致。受長(zhǎng)江徑流輸送的懸浮顆粒物影響, 長(zhǎng)江口近岸水域POC含量最高(謝肖勃等, 1992; 黃自強(qiáng)等, 1997; 劉文臣等, 1997), 離岸較遠(yuǎn)的深水區(qū)隨著長(zhǎng)江徑流影響的減弱, 水體外源輸入的POC減少, 呈現(xiàn)由表層向底層衰減的趨勢(shì),并由外源輸入向生物生產(chǎn)轉(zhuǎn)化(Wuet al, 2003)。

由表2的差異顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可以看出長(zhǎng)江口各區(qū)域POC濃度年際差異的不同趨勢(shì)?？陂T內(nèi)和近岸區(qū)POC濃度年際間數(shù)值波動(dòng)范圍較大, 尤以底層更為明顯, 近海區(qū)波動(dòng)范圍較小?？陂T內(nèi)2011年P(guān)OC平均濃度最低, 但與2007年和2009年差異不顯著,近岸和近海區(qū)2011年顯著低于2007年。與口門內(nèi)相比, 近岸和近海區(qū)年際間變化更為劇烈。2012年口門內(nèi)POC濃度迅速回升至2007年的水平, 并顯著超過2009年和2011年, 但近岸和近海區(qū)僅回升至2009年水平, 顯著低于2007年的最高濃度。綜上, 口門內(nèi)由于徑流可以完全覆蓋, 外源輸入充分, POC含量年際間變化程度較小; 隨著離岸距離的增加, 外源輸入量減少, POC來源趨于復(fù)雜, 近岸和近海水域POC濃度年際間變異趨于顯著。

2.2 POC分布影響因素

2.2.1 POC與河口環(huán)境要素的關(guān)系 河口環(huán)境條件復(fù)雜多變, 多種環(huán)境要素對(duì)POC分布產(chǎn)生直接或間接的影響(張龍軍等, 2005)。根據(jù)2007—2012年長(zhǎng)江口綜合調(diào)查數(shù)據(jù), 分析了POC與鹽度、TSM以及葉綠素a的相關(guān)關(guān)系, 分別探討物理環(huán)境、沉積環(huán)境和初級(jí)生產(chǎn)對(duì)POC分布的影響。

圖2 2007—2012秋季長(zhǎng)江口POC平面分布Fig.2 Horizontal distribution of POC in the Changjiang River estuary in autumn 2007—2012

表2 2007—2012年秋季長(zhǎng)江口不同區(qū)域POC濃度Tab.2 POC concentration in different regions of the Changjiang River estuary in autumn 2007—2012

2007—2012年秋季長(zhǎng)江口表層POC與鹽度均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(表3), 其中尤以2012年最為顯著。長(zhǎng)江口POC隨鹽度呈非保守性變化, 即POC濃度隨鹽度增加并不是單純的下降趨勢(shì)(圖3a): 在鹽度＜7時(shí), 隨鹽度的增加, POC濃度緩慢增大; 在7＜鹽度＜12時(shí),POC濃度維持在較高水平, 但離散程度亦較大; 鹽度＞12, POC濃度隨著鹽度的升高逐漸降低。Uncles等(2000)也發(fā)現(xiàn)Humber河口POC通常在鹽淡水兩端的含量較低, 在鹽度介于2—6時(shí)出現(xiàn)最高值, 而在鹽度大于5時(shí), 又隨著鹽度的升高而逐漸降低, 與本文結(jié)果相似。鹽度指示陸地徑流對(duì)海域的影響程度, 鹽度越大代表水動(dòng)力條件中徑流的影響越大。綜上, 長(zhǎng)江口POC分布不完全受海水稀釋作用的影響, 河口區(qū)復(fù)雜的水動(dòng)力條件及其他因素對(duì)POC的分布也具有重要影響(金海燕等, 2005)。

表3 2007—2012年秋季長(zhǎng)江口POC與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系Tab.3 Correlation of POC and environment factors in autumn 2007—2012

長(zhǎng)江徑流攜帶大量顆粒有機(jī)物進(jìn)入河口, 懸浮物是陸源輸入POC的主要載體。本研究結(jié)果表明, 長(zhǎng)江口POC與TSM間存在極為顯著的正相關(guān)關(guān)系, 底層的相關(guān)程度高于表層(圖3c, 3d)。計(jì)算結(jié)果顯示, 各年度POC均與TSM呈顯著的線性正相關(guān)(表3), 與眾多學(xué)者的研究結(jié)果相同(Cauwetet al, 1993; Murrellet al, 2000; 金海燕等, 2005; 梁成菊等, 2010), 表明TSM是影響POC分布的一個(gè)重要因素(Zhuet al,2006)。底層POC與TSM的相關(guān)系數(shù)高于表層, 可能是由于咸淡水交匯引起懸浮物大量沉降和風(fēng)浪擾動(dòng)引起底層有機(jī)物再懸浮的緣故(秦蘊(yùn)珊等, 1989;Hoshikaet al, 2003; Zhuet al, 2006; 程君等, 2011)。由圖3c, 3d還可以看出, 當(dāng)TSM濃度較低時(shí), POC離散性較大, 尤其在表層水體, 表明在TSM較低水體,POC與其相關(guān)性較差, 這在透明度較高的黃海和東海北部得到證實(shí)(熊林芳等, 2010)。因此, TSM是長(zhǎng)江口水體POC分布的重要影響因素, TSM濃度越高的水域二者相關(guān)性越強(qiáng), 隨TSM濃度降低, TSM對(duì)POC影響程度減弱。

除外源輸入外, 初級(jí)生產(chǎn)也是POC的重要來源之一(葉翔等, 2009)。海洋真光層的浮游植物通過光合作用將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有生命的POC, 即初級(jí)生產(chǎn)過程對(duì)海洋POC具有一定的貢獻(xiàn)。葉綠素a是表征浮游植物現(xiàn)存量的重要指標(biāo), 在一定程度上反映了水域的初級(jí)生產(chǎn)力水平(李超倫等, 2005)。本研究結(jié)果顯示, POC與葉綠素a的總體相關(guān)關(guān)系未達(dá)到顯著性水平(圖3b)。不同年度調(diào)查結(jié)果顯示, POC僅在2012年秋季與葉綠素a表現(xiàn)為顯著的正相關(guān)關(guān)系, 其它年份相關(guān)性均較弱(表3)。已有的研究結(jié)果顯示, 東海水域POC與葉綠素a呈顯著的線性正相關(guān)(程君等,2011), 黃東海浮游植物生產(chǎn)是POC的主要來源(吳家林等, 2012)。也有研究發(fā)現(xiàn)POC與葉綠素a的相關(guān)性較差(劉占飛等, 2000; 石曉勇等, 2011)。本研究水域?qū)儆诤涌趨^(qū)域, 沖淡水覆蓋面廣, 水體較為渾濁,嚴(yán)重制約了浮游植物的光合作用(Cauwetet al,1993), 相對(duì)弱化了浮游植物生產(chǎn)對(duì)POC的貢獻(xiàn)。隨著離岸距離的增加, 水體透明度變大, 特別是在遠(yuǎn)離口門的東部外測(cè)海域, 初級(jí)生產(chǎn)成為POC的一個(gè)重要來源(Wuet al, 2003; 金海燕等, 2005)。

圖3 秋季長(zhǎng)江口POC與環(huán)境因子的關(guān)系Fig.3 Regression relationship between POC and environmental factors in the Changjiang River estuary in autumn

2.2.2 POC與河口來水來沙的關(guān)系 長(zhǎng)江陸源輸入(主要包括徑流和泥沙)為河口及其鄰近海區(qū)提供了大量生源要素, 對(duì)維持河口地區(qū)較高的生產(chǎn)力水平發(fā)揮著重要作用, 因此, 有機(jī)碳濃度變化必然受到長(zhǎng)江口來水來沙的影響。考慮到陸源輸入由大通站進(jìn)入河口后存在一定程度的遲滯和累積效應(yīng), 結(jié)合本研究的調(diào)查時(shí)間均為秋季11月初, 選擇大通站洪季(7—10月)入海徑流量和輸沙量作為影響因素, 考察長(zhǎng)江口水域POC與陸源輸入的關(guān)系(圖4)?？梢钥闯? 河口來水來沙量年際間呈波動(dòng)狀態(tài), 長(zhǎng)江口表層POC濃度與其年際間變化趨勢(shì)基本一致。這說明河口來水來沙量對(duì)POC濃度具有一定程度的制約性。入海泥沙中大量的有機(jī)質(zhì)通過徑流裹挾作用輸運(yùn)至河口甚至外部海域,從而影響河口POC濃度分布。長(zhǎng)江口POC濃度的年際間變化與入海徑流量和泥沙量密切相關(guān)。

為探討長(zhǎng)江徑流量和輸沙量的改變對(duì)長(zhǎng)江口及其鄰近海區(qū)POC的影響, 明確長(zhǎng)江徑流和輸沙對(duì)長(zhǎng)江口不同區(qū)域POC分布的影響范圍和程度, 將各站位表層POC數(shù)據(jù)與相應(yīng)年度洪季入海徑流量和輸沙量作相關(guān)性分析, 并將各個(gè)站位得到的Pearson相關(guān)系數(shù)繪制等值線圖, 結(jié)果如圖5所示。

圖4 2007—2012年秋季長(zhǎng)江口表層POC與徑流量、輸沙量年際變化Fig.4 Interannual variances of runoff, sediment discharges and POC in the Changjiang River estuary in autumn 2007—2012

由圖5a可以看出, 長(zhǎng)江口POC濃度與徑流呈正相關(guān)關(guān)系的區(qū)域主要集中在口門內(nèi)和近岸區(qū), 其中在最大渾濁帶分布區(qū)正相關(guān)程度最高, 凸顯出長(zhǎng)江徑流對(duì)口門內(nèi)和近岸區(qū)POC濃度的顯著影響, 這也說明在該區(qū)域各種水體的交互作用中, 長(zhǎng)江沖淡水占絕對(duì)優(yōu)勢(shì); 而在調(diào)查海區(qū)的中部和外側(cè)水域, POC濃度與徑流量呈現(xiàn)出了一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系, 其中在東南部和東北部區(qū)域尤其顯著, 表明長(zhǎng)江沖淡水對(duì)該區(qū)域POC濃度的稀釋作用強(qiáng)于輸入作用。與徑流相似, POC與輸沙量呈正相關(guān)的區(qū)域也集中在最大渾濁帶和北部水域(圖5b), 這說明長(zhǎng)江輸沙量的增加可以顯著增大以上區(qū)域POC的濃度; 調(diào)查海域東北和東南部POC與輸沙量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 表明該區(qū)域POC對(duì)陸源泥沙輸入的依賴性減弱。

圖5 長(zhǎng)江口秋季表層POC濃度與徑流量和輸沙量相關(guān)系數(shù)分布Fig.5 Distribution of correlation index of surface POC concentration with runoff and sediment discharge in the Changjiang River estuary in autumn

2.2.3 POC影響因素綜合分析 綜合以上分析可以看出, POC分布與河口環(huán)境要素以及來水來沙量呈不同程度的相關(guān)。在河口環(huán)境中, 各因子并不是孤立存在的, 為探討以上因素對(duì)POC的綜合作用, 將2007—2012年秋季長(zhǎng)江口表層POC與徑流量、輸沙量、TSM及葉綠素a進(jìn)行多元分析, 結(jié)果見表4。

可以看出, 多種因素共存情況下, 長(zhǎng)江口整體水域POC濃度與輸沙量相關(guān)性最強(qiáng), 其次是徑流量,與TSM和葉綠素a相關(guān)性均未達(dá)到顯著性水平(P＞0.05), 其中與葉綠素a的相關(guān)性最弱。在單個(gè)影響因素分析中, POC與TSM密切相關(guān), 加入徑流和輸沙后, TSM對(duì)POC的影響被削弱。這是由于TSM本身首先受長(zhǎng)江入海泥沙量的控制, 進(jìn)而影響POC分布, 因此多元分析中代入輸沙量后, POC變化直接與其相關(guān)。這說明雖然其它因素如生物活動(dòng)對(duì)調(diào)查水域POC有一定程度的貢獻(xiàn), 但陸源輸入對(duì)POC的影響仍占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。洪季輸沙量是秋季長(zhǎng)江口水域POC分布變異的重要驅(qū)動(dòng)因素。

長(zhǎng)江口不同空間水域POC與影響因素的相關(guān)性存在差異: 口門內(nèi)POC與徑流和TSM存在顯著的正相關(guān), 近岸區(qū)主要受輸沙量影響, 而近海區(qū)與葉綠素a的相關(guān)程度最高(表4)。這說明長(zhǎng)江口不同子水域由于環(huán)境背景條件差異, POC分布的驅(qū)動(dòng)因素存在變化?？陂T內(nèi)水域, 咸淡水交匯引起的顆粒物沉積和再懸浮作用的強(qiáng)度決定水體POC濃度, 而渾濁度較高的近岸水體POC對(duì)陸源輸入泥沙的依賴性最強(qiáng), 長(zhǎng)江口外側(cè)海域初級(jí)生產(chǎn)力水平成為POC濃度的重要影響因素(Wuet al, 2003)。

表4 長(zhǎng)江口秋季表層POC與各影響因素的相關(guān)程度Tab.4 Correlation between surface POC and influencing factors in the Changjiang River estuary in autumn

3 結(jié)論

(1) 2007—2012年秋季長(zhǎng)江口POC濃度范圍為0.03—16.95mg/L, 均值2.30mg/L, 底層濃度高于表層。表層POC濃度年際間變化較之底層更為顯著。

(2) 長(zhǎng)江口區(qū)POC平面分布呈沿長(zhǎng)江徑流入海方向逐漸降低的趨勢(shì), 南部和西南部濃度較高, 北部和東北部濃度較低, 高值區(qū)出現(xiàn)在口門附近偏南部水域, 不同年份POC平面分布總趨勢(shì)基本一致?？陂T內(nèi)和近岸水域POC顯著高于近海水域。與口門內(nèi)水域相比, 近岸和近海水域POC年際變化更為劇烈。

(3) 長(zhǎng)江口POC分布與鹽度呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系, 但隨鹽度呈非保守性變化。POC與TSM間呈極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系, 懸浮物是POC分布的重要影響因素。POC與葉綠素a相關(guān)關(guān)系較弱, 大多數(shù)年份POC與葉綠素相關(guān)關(guān)系不顯著。

(4) 河口來水來沙量對(duì)POC分布具有一定程度的制約性。長(zhǎng)江口POC年際變異趨勢(shì)與入海徑流和泥沙較為一致, 徑流的主要影響區(qū)域在口門內(nèi)和近岸區(qū), 輸沙的主要影響區(qū)域在最大渾濁帶和長(zhǎng)江口北部水域。

(5) 長(zhǎng)江口水域POC濃度與入海輸沙量相關(guān)性最強(qiáng), 徑流次之, 與TSM和葉綠素a的相關(guān)性均未達(dá)到顯著性水平。長(zhǎng)江口不同區(qū)域POC分布的影響因素存在差異: 口門內(nèi)水域, 咸淡水混合引起的懸浮物沉積和沉積物再懸浮強(qiáng)度決定水體POC濃度, 渾濁度較高的近岸水體POC對(duì)陸源輸入泥沙的依賴性最強(qiáng), 長(zhǎng)江口外側(cè)海域初級(jí)生產(chǎn)力水平成為POC分布的重要影響因素。

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