长江口海域富营养化的氮同位素特征研究

本论文以长江口海域2005年4个季度的现场调查为基础，测定了不同季节表层水体中悬浮颗粒有机物的δ15N值（δ15Np）及其它相关参数，讨论了不同季节长江口海域表层水体、长江河道及最大混浊带表层及底层水体、特征站位（上升流和非上升流区域）垂直水层水体中δ15Np分布及其与其他参数变化的相关性，综合分析了长江口富营养化水体陆源氮输入情况以及氮的生物地球化学变化，主要结果如下： 1.长江口海域表层水体中δ15Np值相对较低、分散程度相对较大，且不同季节δ15Np总体水平、离散程度不同。该海域农业化肥、大气沉降对该海域氮来源贡献可能相对较大，且可能具有较大程度的陆源氮输入变化、氮生物地球化学变化及氮分馏作用。 2.与枯水期相比，长江丰水期表层水体δ15Np较高，不同调查断面之间差别较小，悬浮颗粒有机氮（SPON）来源相对一致，且工业废水、生活污水的比重较大。枯水期、丰水期长江不同调查断面δ15Np和其他参数变化的相关性不明显，SPON生物地球化学作用导致的δ15Np分馏作用不明显；SPON来源及其δ15Np底值差异是长江水体δ15Np分布特征的主要影响因素。 3.总体上，和春、夏季相比，秋、冬季长江口海域表层水体中氮生物地球化学变化程度及其对氮分布、转化及悬浮颗粒有机氮分馏的影响较小；悬浮颗粒有机氮分解反应的影响范围在秋季最大，而同化作用比重在冬季最大。 4.长江口近岸海域悬浮颗粒有机氮分解作用对氮分布、转化及悬浮颗粒有机氮分馏的影响总体较大。该影响作用夏季最大，冬季最小，在最大混浊带海域较大而在河道水域较小。远岸海域同化作用及分解作用的影响程度接近。其中分解作用的影响在秋季最大，春、夏季次之，冬季最小；冬季同化作用的影响最大，秋季最小。远岸海域南部、北部水域同化作用程度及其影响均较大，中部海域及靠近陆地的东部海域分解作用程度及其影响较大。 5.长江河道及最大混浊带海域陆源氮输入来源、氮生物地球化学变化及其分馏作用在不同水层、不同站位之间的差别春季最大。和底层相比，长江河道表层水体陆源输入氮来源、氮生物地球化学变化及其分馏作用在不同季节、不同站位之间的差别较大，而最大混浊带表层水体中该差别较小。悬浮颗粒有机氮分解作用和同化作用对长江河道表层水体中氮分布、转化及悬浮颗粒有机氮分馏的影响接近，底层水体中分解作用影响较大。最大混浊带海域情况相对复杂。 6.与非上升流水域相比，上升流水域垂直水体中δ15Np分布季节差异大，台湾暖流对其影响较大，尤其是秋季，导致其垂直水体δ15Np较低。近岸的17、41号水域垂直水体中悬浮颗粒有机氮生物地球化学变化对其垂直水体中氮分布、转化及悬浮颗粒有机氮分馏作用的影响较明显。