河流与河口颗粒物中磷的生物地球化学特征研究

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1、中国海洋大学博士学位论文河流与河口颗粒物中磷的生物地球化学特征研究姓名：何会军申请学位级别：博士专业：海洋化学指导教师：于志刚20090701河流与河口颗粒物中磷的生物地球化学特征研究生磷灰石磷以及难分解有机磷。调水调沙期间，黄河所输送的悬浮颗粒物主要来源于河床，而流域降雨期间流域土壤则是河流悬浮颗粒物的主要来源。悬浮颗粒物来源的不同，使得黄河所输送的悬浮颗粒物在流域降雨期间含有更多的细颗粒物(如粘土一极细粉砂)和更少的粗颗粒物(如粉砂)，从而使得可交换态磷、有机磷、自生磷灰石磷以及难分解有机磷等在细颗

2、粒物中含量较高的各形态磷，在此期间含量较高。‘(4)2007年4月在长江口及毗邻海区进行了现场调查，研究了水体中各形态磷，并对悬浮颗粒物中各赋存形态磷进行了分析。在长江口低盐区(0-5)，随盐度升高悬浮颗粒物中的有机磷含量由7-8№ol／g减小到了3-4pmol／g，而溶解态有机磷和悬浮颗粒物中的可交换态磷则分别由0．349mol／L和1．15pmol／g增加到了0．61pmol／L和2．61Pmol／g，溶解态无机磷浓度变化于1．10-1．30lJ：mol／L之间，‘高于理论稀释曲线浓度；颗粒态有机磷

3、发生分解，一部分向悬浮颗粒物中可交换态磷转化，另一部分则以溶解态有机磷和溶解态无机磷的形式释放到水体中了。在盐度稍高区域内(6—15)，随盐度升高溶解态有机磷浓度及悬浮颗粒物中的可交换态磷分别由0．61lJfnol／L和2．611anol／g减小到了0．10“mol／L和1．05啪ol／g，而溶解态无机磷浓度变化于1．20一1．601山nol／L之间，高于理论稀释曲线浓度；部分溶解态有机磷及悬浮颗粒物中的可交换态磷向溶解态无机磷转化了。在位于较高盐度区(20-25)的河口羽状锋，溶解态无机磷浓度变化于O

4、．07一O．231山nol／L之间，明显小于理论稀释曲线浓度，而颗粒物中可交换态磷和有机磷含量平均值分别高达lO啪ol／g和191anol／g，是颗粒态磷的主要组成；在这一区域，光照不再是光合作用的限制性因素，大量的浮游植物将溶解态无机磷转化为颗粒态磷，该区域悬浮颗粒物主要由浮游植物组成。(5)2006年6月在长江口及毗邻海区采集了悬浮颗粒物样品，以水淘选颗粒物分级分离方法对部分悬浮颗粒物按粒径大小进行了分离，并对悬浮颗粒物和分粒级悬浮颗粒物中磷的赋存形态进行了分析。同时，根据长江口淡水端不同粒径悬浮颗

5、粒物中各形态磷含量、悬浮颗粒物含量、悬浮颗粒物粒径分布以及调查期间长江流量，对调查期间长江向河口区所输送的各形态磷通量及其在各粒径颗粒物中的分布进行了估算，并依据颗粒物沉降速度将其划分为“可沉降”和“不可沉降”部分。结果表明，2006年6月长江通过悬浮颗粒物向河口区所输送的II河流与河口颗粒物中磷的生物地球化学特征研究颗粒态磷的通量为45．45X108啪ol／s；其中，通过“不可沉降”悬浮颗粒物输送的通量为8．27×108Vmol／s，通过“可沉降"悬浮颗粒物输送的通量为37．17×108umol／s，

6、即约有18％的颗粒态磷可参与向海洋的输送。长江向河口区所输送的颗粒态磷中，潜在生物可利用磷的通量为．13．58Xi08啪ol／s，约占颗粒态磷输送通量的30％，其远大于溶解态无机磷和溶解态有机磷输送通量；其中，通过“不可沉降”颗粒物输送的潜在生物可利用磷的通量为4．24×i08Vmol／s，通过“可沉降”颗粒物输送的潜在生物可利用磷的通量为9．34×108“mol／s，即约有31％的潜在生物可利用磷可以颗粒态的形式参与向海洋的输送。(6)2006年6月和2007年4月对长江口及毗邻海区表层沉积物中磷的赋

7、存形态进行了分析。发现在长江口及杭州湾外存在一个条状带，在这一区域内表层沉积物中可交换态磷、有机磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷以及难分解有机磷呈现高含量，而碎屑磷在此区域含量则较低，这与沉积物的粒度分布有关。细颗粒泥沙在此条状带内沉积，构成了长江口外的主要软泥区之一。通过将分粒级沉积物和分粒级悬浮颗粒物中各形态磷含量进行对比分析，估算在长江口颗粒物沉积过程中，约有9-11“mol／g磷由颗粒物中释放出来，其中颗粒态有机磷的分解提供了大约40％，是主要来源：释放出来的磷约有20-30％重新与颗粒物结合从而转

8、化为自生磷灰石磷，剩余的70=80％贝JJ会脱离颗粒物释放到水体中。关键词：水淘选颗粒物分级分离方法；磷形态；黄河调水调沙；长江口ⅡI河流与河口颗粒物中磷的生物地球化学特征研究TheStudyofBiogeochemiGaIBehaviorofPhosphorusintheRiverandEstuaryAbstractPisoneofthekeynutrientsthatregulatingearth’Sbiologicalsystem．I