黃東海和膠州灣海水中丙烯酸的生物地球化學研究.pdf

1、本文以中國近海有代表性的黃海、東海及北方典型海灣膠州灣為研究對象，對海水中丙烯酸濃度的分布特征、時空變化等進行了研究。并探討了丙烯酸與環(huán)境因子(溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽等)和主要生態(tài)因子Chl-α，以及相關(guān)的硫化物(DMS)、β-二甲基巰基丙酸內(nèi)鹽(DMSP)之間的相關(guān)關(guān)系。以初步了解丙烯酸濃度分布的影響因素以及在DMS生物地球化學及海洋碳循環(huán)中所起的作用。本論文的主要研究結(jié)果如下：
　　 1.在實驗室中優(yōu)化了海水中丙烯酸高效液相色譜

2、測定方法，方法的檢出限為4nmol/L(S/N=3)，在0.01～10μmol/L的范圍內(nèi)均有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)可達0.9996，加標回收率為92.7％～96.8％，相對標準偏差為1.3～1.6％(1.04-2.32μmol/L)，采用0.2μm濾膜重力過濾冷藏的辦法可保存海水丙烯酸樣品。
　　 2.通過對球形棕囊藻的培養(yǎng)，對藻培養(yǎng)液中的丙烯酸以及其他參數(shù)的變化和相互關(guān)系進行了研究。球形棕囊藻生長過程中，丙烯酸濃度的變化范

3、圍在0.339～2.219μmol/L之間，丙烯酸與DMSPd具有顯著的相關(guān)性，丙烯酸與DMSPd的濃度以及其單細胞釋放量的最大值均出現(xiàn)在穩(wěn)定生長期初期，而丙烯酸與DMS、DMSP、DMSPp也具有較大的相關(guān)性，但相關(guān)性不如前者明顯。
　　 3.分別于2011年3～4月(春季)、7月(夏季)、10～11月(秋季)、12月(冬季)對中國東海和黃海進行的大面積調(diào)查，對東海、黃海丙烯酸的時空分布、影響因素各方面進行了研究。結(jié)果表明東海

4、、黃海表層海水中丙烯酸的濃度分別為：春季0.359(0～0.145)μmol/L、夏季0.258(0～1.06)μmol/L、秋季0.142(0～0.520)μmol/L、冬季0.121(0～0.720)μmol/L，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化，春季最高，夏秋季次之，冬季最低，其中春季丙烯酸是冬季丙烯酸含量的3倍。這除了與海洋中浮游植物的季節(jié)性消長有關(guān)外，還與人為活動有很大的關(guān)系。東海、黃海丙烯酸的空間分布明顯受到長江沖淡水和貧營養(yǎng)的黑潮水系

5、及其分支的影響。東海、黃海中丙烯酸的空間分布表現(xiàn)出從近岸向遠海逐漸降低的趨勢。每一個季節(jié)又呈現(xiàn)出各自的特點。不同季節(jié)丙烯酸周日變化總體趨勢是：中午-下午為高值時段，夜間-凌晨為低值時段，這與海水中丙烯酸的產(chǎn)生與生源有關(guān)相一致。
　　 各季節(jié)丙烯酸在長江口斷面站位的垂直分布中，丙烯酸濃度的最大值一般出現(xiàn)在中上層水體中(2m-30m)，主要可能是由于真光層中浮游植物產(chǎn)生的丙烯酸較多，在中層水體以下，丙烯酸的濃度會隨深度的增加而減少。

6、
　　 各季節(jié)丙烯酸含量與Chl-α存在著一定的線性相關(guān)性，但相關(guān)性均不明顯，一方面可能是由于復雜的藻種組成引起的。春季航次中，丙烯酸與營養(yǎng)鹽中的SiO32-、NO3-具有較好的相關(guān)性，這可能是由于春季中這兩種營養(yǎng)鹽對海洋中的浮游生物的生長有較大的促進作用。夏季航次中，丙烯酸與DIN總氮有較好的相關(guān)性，與其余營養(yǎng)鹽也有正相關(guān)性，但是相關(guān)性不明顯。在春季、夏季以及秋季航次中，丙烯酸與DMS、DMSP的相關(guān)性均不明顯。
　　

7、 4.于2011年8月對中國黃海冷水域進行的調(diào)查，對黃海冷水域中丙烯酸的時空分布特征以及丙烯酸與環(huán)境因素之間的相關(guān)性分析進行了分析，研究結(jié)果顯示黃海冷水域表層水中丙烯酸濃度在0～0.208μmol/L，平均值為0.081±0.075μmol/L。分布表現(xiàn)為冷水域中心濃度高，外沿濃度低的趨勢。
　　 黃海冷水域中丙烯酸的垂直分布表現(xiàn)為中層>底層>表層，這主要是垂直方向上，生產(chǎn)丙烯酸的浮游植物與細菌綜合作用的結(jié)果。Chl-α在垂直方

8、向上的變化順序為底層>中層>表層，而細菌在垂直方向上的分布狀況是表層>中層>底層，使得中層浮游植物較表層生長旺盛，而細菌在中層比表層數(shù)目少，從而丙烯酸在中層，溫鹽躍層出現(xiàn)濃度的最大值。
　　 在夏季黃海冷水域中，丙烯酸含量與溫度表現(xiàn)出明顯的負相關(guān)性，與鹽度未表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，這說明鹽度對黃海冷水域中丙烯酸的分布影響較??；丙烯酸與Chl-α表現(xiàn)出一定的相關(guān)性，可見生物量在一定程度上影響了丙烯酸的產(chǎn)生及分布。
　　 5.于

9、2010年12月至2011年11月對膠州灣表層海水中丙烯酸的分布規(guī)律，從水平分布、時間分布和相關(guān)性幾個方面做了研究，結(jié)果表明，膠州灣表層海水的丙烯酸含量在0.031～0.472μmol/L，平均值0.093±0.105μmol/L。膠州灣表層海水的丙烯酸分布趨勢有著明顯的分區(qū)現(xiàn)象，從灣口到灣內(nèi)濃度逐漸增大，且膠州灣東部丙烯酸的濃度高于西部，可能是由于近岸受人類活動和地表徑流的影響較大。
　　 膠州灣春、夏、秋、冬四季丙烯酸的分布

10、趨勢大致相同，具有西南部低，東北部高，即丙烯酸向灣口方向逐漸減小，向灣內(nèi)逐漸增加。丙烯酸的季節(jié)分布特征：夏季>春季>秋季>冬季，即其丙烯酸春季最高，秋季最低，這主要與水溫、生物活動、陸源輸入和水體混合有關(guān)。
　　 膠州灣內(nèi)丙烯酸濃度與DMS、DMSP濃度呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性，與pH呈現(xiàn)出較弱的負相關(guān)性，與營養(yǎng)鹽、Chl-α均無相關(guān)性。表明膠州灣內(nèi)的丙烯酸來源于浮游生物生產(chǎn)的量較少，大部分來源于陸地人為活動以及陸地徑流，受膠州灣周邊

11、各河流的影響較大。
　　 6.于2011年4月(枯水期)、8月(豐水期)兩個不同時期對入膠州灣7大河流進行了調(diào)查，對入膠州灣河流中丙烯酸的分布和含量進行了分析。在枯水期時，丙烯酸在河流中的含量較高，平均值為0.507±0.225μmol。其中墨水河中的丙烯酸的濃度最高，曹汶河上游站位丙烯酸的濃度最低。在豐水期時，丙烯酸的含量較枯水期時的濃度較低，平均值為0.252±0.292μmol。其中在海泊河下游丙烯酸的濃度最高，在洋河下游