西北太平洋楚科奇海沉积物－水界面营养盐输送通量估算

摘要：

陆架区沉积物间隙水的营养盐再生是水体营养盐补充的重要途径之一。楚科奇海陆架区中部沉积物间隙水中的营养盐分布，是物理和生物扰动较弱状态下的沉积物－水界面的典型分布。本文对中国第4次北极科学考察采集的4个多管短柱沉积物样品及多管样站位的上层水样进行分析，得到沉积物间隙水、上覆水以及水柱中营养盐数据。结果表明，沉积物间隙水各营养盐浓度均先随沉积深度增加而呈指数快速升高，记为Ⅰ层；然后进入沉积物再矿化作用与营养盐移出速率相互抵消的稳定变化层，营养盐浓度在该阶段基本不变，记为Ⅱ层；最后是营养盐缓慢递减层，记为Ⅲ层，由于该层有机质降解作用耗尽氧气，NO－3和 PO3－4被还原细菌利用而失去氧离子。通过双层模式和 Fick 第一扩散定律，计算得出楚科奇海沉积物－水界面硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的扩散通量分别为1．660 mmol／（m2·d）（以 Si 计量）、0．008 mmol／（m2·d）（以 P 计量）、0．117 mmol／（m2·d）（以 N 计量）（以 R06站为例）。四个调查站位沉积物中硅酸盐的扩散通量分别为3．101 mmol／（m2·d）（以 Si 计量，CC1站）、1．660 mmol／（m2·d）（以 Si 计量，R06站）、1．307 mmol／（m2·d）（以 Si 计量，C07站）、0．243 mmol／（m2·d）（以 Si 计量，S23站），含量呈现明显的纬度分布特征。沉积物间隙水 N*的分布表明，楚科奇海沉积环境具有很强的反硝化过程，沉积物脱氮作用是硝酸盐一个重要的汇。

关键词：生物硅、沉积物-水界面、输送通量、楚科奇海

分类号：P721;P734.4+4(区域海洋学)

资助基金：国家自然科学基金41003036，41076135；南北极环境综合考察与评估专项CHINARE20130403，20130304；极地科学战略研究基金20120104。

在线出版日期：2015-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：155-164