黃河口及黃、渤海溶存甲烷和氧化亞氮的分布與釋放通量.pdf

1、CH4和N2O是大氣中僅次于CO2的重要溫室氣體，對全球變暖和大氣化學(xué)有重要作用。河流、河口和海洋等水體系是大氣中CH4和N2O的重要自然排放源。因此對典型水體中溶存CH4和N2O的生物地球化學(xué)循環(huán)的研究，對認(rèn)識不同水體系CH4和N2O的釋放量和對未來氣候的影響等具有重要的意義。
　　 本文以黃河及其河口為研究區(qū)域，首次對其溶存CH4和N2O濃度的季節(jié)變化、調(diào)水調(diào)沙期間兩氣體濃度隨水沙的變化特征、黃河沖淡水對渤海溶存CH4和N2

2、O的影響進(jìn)行了分析和討論；同時以渤海和黃海為研究目標(biāo)，認(rèn)識和探討了其溶存CH4和N2O的分布特征和釋放通量。主要研究結(jié)果如下：1.于2008年11月至2009年12月每月在黃河河口段的墾利定點(diǎn)采集了水樣，對其溶存CH4和N2O濃度的季節(jié)變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：2008-2009年期問CH4的濃度范圍和平均值分別為8.73-30.65nmol/L和20.97士7.57nmol/，飽和度范圍和平均值分別為251.9-1243.6％和（64

3、9.7±292.1）％，在世界己研究的河流中處于低值。CH4的濃度呈現(xiàn)出秋季高、春季低、夏、冬季居中的特征，與徑流量呈正相關(guān)。黃河溶存N2O的濃度范圍和平均值分別為8.78-24.26nmol/L和17.80士4.90nmol/L，在世界各河流中處于較低水平，呈現(xiàn)出冬、春季高于夏、秋季的特征。N2O濃度和河流流量基本上無相關(guān)性，而與溫度有較好的負(fù)相關(guān)。據(jù)本文初步估算，2009年黃河向渤海輸入CH4和N2O的總量分別約為2.22×105m

4、ol/yr和1.72×105mol/yr。黃河調(diào)沙期間，于2009年6月19日至7月18日在墾利設(shè)點(diǎn)進(jìn)行了連續(xù)觀測，結(jié)果顯示黃河溶存CH4和N2O濃度最高值比流量最高值提前了6天，隨水頭的到達(dá)而出現(xiàn)最高值，隨后逐漸下降至低值后穩(wěn)定，調(diào)沙結(jié)束后的幾天，CH4和N2O的濃度隨流量的變化而變化。調(diào)沙時期的一個月內(nèi)黃河向渤海輸入CH4和N2O的量分別為2.15×104mol和1.86×104mol，約占2009年黃河向渤海CH4和N2O輸入總量

5、的9.7％和10.8％。于2009年6-7月對黃河口及鄰近海域進(jìn)行了三次調(diào)查，研究表明黃河口溶存CH4和N2O的平均濃度、飽和度和釋放通量在已研究的河口中處于低值，在調(diào)沙前、中、后期先增大后減小，CH4的變化幅度大于N2O。三次調(diào)查期間CH4和N2O濃度的水平分布大致為入?？谔幱凶罡咧祬^(qū)域，以此為中心向外海逐漸降低，且調(diào)沙中期此最高值區(qū)域面積最大，調(diào)沙后期的最高值區(qū)域面積稍大于調(diào)沙前期；底層的濃度大部分高于表層。三次調(diào)查期問大部分站位C

6、H4和N2O均處于過飽和狀態(tài)。
　　 2.于2008年8月至9月對渤海表、底層海水溶存CH4和N2O進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：夏季渤海表、底層海水溶存CH4和N2O的分布明顯受陸源輸入和沉積物釋放的影響。底層水體溶存CH4濃度和變化幅度都高于表層。在秦爭島近岸海域底層出現(xiàn)CH4濃度異常高值，有CH4的強(qiáng)源，反映出城市排污對于渤海溶存CH4的影響。其余CH4濃度高值大多出現(xiàn)在近岸和灣口處。夏季渤海表、底層海水溶存N2O的濃度分布有很大

7、差異：表層海水中溶存N2O濃度有兩個高值區(qū)：大連西部沿岸和萊州灣口北部海域；底層N2O濃度的高值出現(xiàn)在渤海中央?yún)^(qū)西南部和大連至秦皇島之間海域。大部分站位N2O濃度從表層至底層呈逐漸增加趨勢。夏季渤海各個站位CH4和N2O均呈過飽和狀態(tài)，是大氣CH4和N2O的凈源，初步估算出夏季渤海CH4的釋放量為3.6×108g～9.3×108g，N2O的釋放量為1.99×108g～5.40×108g。
　　 3.分別于2009年2月和3～4月

8、對冬、春季黃海溶存CH4和N2O的分布與通量進(jìn)行了研究，結(jié)果表明兩個季節(jié)表、底層海水溶存CH4和N2O濃度垂直分布較均勻。兩季節(jié)表、底層CH4濃度水平分布均呈現(xiàn)自近岸向外海呈逐漸降低的趨勢。冬季黃海表層CH4長江沖淡水影響，在整個調(diào)查區(qū)域的西南部有高值區(qū)域，底層CH4濃度在西北部沿岸出現(xiàn)高值，在東南部出現(xiàn)低值；春季黃海表層CH4在北部榮成沿岸海域出現(xiàn)高值，底層CH4高值出現(xiàn)在東部和北部沿岸海域，表、底層CH4濃度均隨緯度南移而逐漸降低。