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区域地下水溶解性碳的时空变化特征研究对于认识区域物质循环和能量传递及推动区域生态可持续发展具有重要意义。本研究在青海湖流域冻结期和融化期分别收集了地下水、河水和湖水样品,研究了环青海湖地下水在冻结期和融化期的溶解性碳特征,并探究了不同类型地下水的溶解性碳特征及其对不同冻融时期的响应,最后揭示了环湖区域不同水体的溶解性碳的差异特征及影响因素。结果表明：冻结期地下水、河水和湖水的溶解性无机碳（DIC）均相对高于融化期,溶解性有机碳（DOC）均相对低于融化期。地下水、河水和湖水的溶解性碳均主要以DIC为主,DIC在溶解性碳的占比高达92%。地下水的DIC平均含量在基岩裂隙水、水量中等和浅埋藏的水文地质条件下相对较高,DOC平均含量在基岩裂隙水、水量丰富和浅埋藏的水文地质条件下相对较高。地下水的DIC在湖滨平原砂砾石层、淤泥质砂层潜水和水量中等的水文地质条件下受冻融期影响较大,DOC在基岩裂隙水和水量贫乏的水文地质条件下受冻融期影响较大。湖水的DIC和DOC均远高于河水和地下水。河水的DIC在融化期和冻结期均低于地下水,DOC在融化期高于地下水,在冻结期低于地下水。 相似文献
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对NCAR CSIM5 海冰模式中海冰侧边界融化参数化方案进行了详细阐述,并利用CSIM5模式模拟了侧边界融化对北极海冰厚度和海冰面积变化的影响,试验结果表明：（1）侧边界融化热力过程会增大海冰厚度和海冰面积的消融,海冰厚度消融最明显的区域分布在西伯利亚海和格陵兰海,海冰面积消融最明显区域分布海冰边缘地区;（2）侧边界融化过程对夏季海冰厚度影响比冬季更为明显,而对冬季海冰面积的影响要比夏季更为明显;（3）侧边界融化方案能更好地模拟出海冰面积的季节性变化;（4）海水表面温度（SST）是影响海冰侧边界融化过程的重要因子,侧边界融化率的大值区分布在SST零度线附近的狭窄区域。 相似文献
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对研究区内第五次北极科学考察所取的表层海水颗粒物的浓度、显微组成、有机碳、氮含量及其同位素组成进行了分析。结果表明,楚科奇海域表层海水颗粒物浓度介于0.56—4.01 mg·L-1,具有冰区边缘高于开阔水域的特点。陆架区颗粒有机质相对含量高(TOC:9.78%—20.24%;TN:0.91%—2.31%),有机碳、氮同位素值相对重(δ13C:-23.29‰—-26.33‰PDB;δ15N:6.14‰—7.78‰),有机质主要来源于海洋生物,含有部分陆源有机质;陆坡及北冰洋核心区的颗粒有机质含量,除SR15站外,相对低(TOC:8.06%—8.96%;TN:0.46%—0.72%),有机碳、氮同位素值轻(δ13C:-26.93‰—-27.78‰PDB;δ15N:4.13‰—4.84‰),颗粒物有机质以陆源为主。陆坡区SR15站表层海水颗粒物中异常高的陆源有机质(TOC:27.94%,TN:1.16%;δ13C:-27.43;δ15N:3.81)可能来自源于东西伯利亚的穿极洋流。海冰携带的颗粒物(包括冰藻)是冰区边缘表层海水颗粒物的重要来源,在陆架区海冰融化,向水体中释放了大量生物体;而陆坡区和北冰洋核心区,海冰对颗粒物的贡献以碎屑矿物和黏土矿物为主。 相似文献
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本文利用2008年我国第三次北极科学考察的机会,分析了夏季楚科奇海微微型、微型浮游植物和细菌丰度的分布特征,并探讨了它们与楚科奇海水团之间的关系。结果表明：与北冰洋的其它海域相比,楚科奇海的微型浮游植物丰度相对较高（0.03~10.23×103 cells/mL）,微微型浮游植物则大致相同（0.01~2.21×103 cells/mL）,而浮游细菌丰度明显较高（0.21~9.61×106 cells/mL）。白令海陆架水与海冰融化混合水和阿纳德尔水浮游植物群落结构不同,夏季随着太平洋水入流水对楚科奇海的日益影响,其水体本身的群落结构可能被外来群落替代。 相似文献
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海冰生物群落是北极生态系统的重要组成部分,在北冰洋初级生产和碳循环中扮演着重要角色。本文利用荧光显微分析技术对2012年度夏季采集于北冰洋中心区的浮冰生物群落进行了分析,结果显示：柱总生物量平均为105.85±53.41 mgC •m-2,其中细菌占生物量的47.2%,而后依次是硅藻（26.7%）,鞭毛虫（18.2%）,鞭毛藻（6.9%）和纤毛虫（1.0%）。最高纬站位（123°43.454′E 87°39.598′N）出现冰底鞭毛藻藻华现象,生物量可达329.6 μg C•L-1,该站位生物群落处于硅藻藻华后期,海冰上层存在较大程度的融冰作用,底部冰芯营养盐N/P比较高,可能形成有利于鞭毛藻生长的小生境。与已有研究结果的对比表明,近年来夏季北极海冰的快速融化对浮冰生物群落结构产生了明显影响,异养类群生物量升高,细菌取代硅藻成为优势类群。 相似文献
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本文利用中国第25次南极科学考察数据,运用数学模型对南极普里兹湾有机碳与无机碳的分解比及上层水体POC的再矿化效率进行了估算。结果表明:普里兹湾及其邻近海域POC的浓度范围为24.38~446.40μg?dm-3,平均值为118.16μg?dm-3。在普里兹湾P2断面陆架区,上层水体中的有机碳和无机碳向下层水体输出埋藏过程中,两者分解速率比为1.27（摩尔比）,根据相关结果我们推测上层水体中的颗粒有机碳向底层输出埋藏的过程中有81%发生了转化重新参与海洋碳循环。 相似文献
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最近研究证明 ,近半个世纪来 ,北极地区正在发生迅速变化。部分地区温度上升了 2- 3°C ,北冰洋海冰退缩 5 %,中心地区海冰厚度变薄 ,海面压力降低 ,中上层水淡化和变暖 ,吸收CO2 能力增加 ,臭氧耗损和紫外线辐射增强。中国于 1 999年开展了“中国首次北极科学考察” ,在楚科奇海、加拿大海盆、白令海以及临近海域开展了海冰气相互作用的多学科综合考察 ,对北极的区域特征及其在全球变化中的作用研究获得一些新的认识。观测到加拿大海盆中层水持续增暖的现象 ,揭示了西北冰洋与白令海水体交换的途径和次表层暖水结构 ,发现了加拿大海盆是北冰洋河水的主要储存区。利用联合冰站观测数据 ,模拟了北冰洋夏季大气边界层结构和下垫面能量平衡的变化特征 ,定量给出了北冰洋夏季海 /气和冰 /气之间湍流通量和边界层参数的差异。海 /气CO2 的通量观测表明 ,考察区的大部分海域均为大气CO2 汇区 ;西北冰洋海冰区具有较高的生物泵运转效率 ,楚科奇海陆架是一个高效的有机碳“汇”区 ,寒冷水体中微生物活动并未受到明显抑制。沉积物的地球化学过程研究表明 ,海底表层沉积物中碘含量存在着由低纬度到高纬度增加趋势 ,北极地区可能是碘的汇区 ,碘可作为极区古海洋中的地球化学元素变化的重要指标。楚科奇海、白令海 相似文献
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本文依托2010夏季中国第四次北极科学考察,通过对高纬度极地冰下水和冰芯的营养盐的连续观测及表层水颗粒物的藻类色素分析,获取了夏季快速融冰下冰水界面营养盐和光合色素的分布信息。结果表明调查期间表层水磷酸盐和硅酸盐相对于无机氮更丰富（依据Redfield比值）,表现为显著的氮限制。而冰芯无机氮浓度相对更高,融冰释放对水体无机氮有一定的补充。色素分析显示岩藻黄素（Fuco）和叶绿素a（Chl a）是水体颗粒物的主要光合色素。在8/15至8/18期间,叶绿素c（Chl c）、硅藻黄素（Diato）、硅甲藻黄素（Diadino）和岩藻黄素（Fuco）分别达到6,22,73和922μg/m3,体现了硅藻在群落中的优势地位。岩藻黄素（Fuco）的浓度在融冰快速期间有巨大的提升,主要来源于冰芯底部释放的衰老的冰生硅藻和浮游硅藻的生长。此外,青绿黄素（Prasino）和叶黄素（Lut）与岩藻黄素（Fuco）分布模式有明显的差异,暗示青绿藻和绿藻与硅藻对海冰融化的不同响应。 相似文献
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赣江上游河流水化学的影响因素及DIC 来源 总被引：20，自引：0，他引：20
对赣江上游38 处水体采样点的水化学特征和溶解无机碳稳定同位素的分析, 发现其总溶解质浓度较低, 其中, 阳离子以Na+、Ca2+ 为主, 阴离子以Cl- 和HCO3 - 为主, Si 的浓度较高, 表征了典型硅酸盐地区河流的水化学组成特征。通过海盐校正分析得出, 研究区大气降水对河水溶解质的贡献率为11.5%, 扣除降水的贡献部分, 利用主成分分析的方法, 计算得出赣南流域受硅酸盐岩风化作用强烈, 同时由于受附近盐矿的影响, 蒸发盐岩的风化作用显著。另外, 根据δ13C 溶解无机碳DIC 的测量值约为-8.35‰~-13.74‰, 平均为-11.65‰, 利用质量平衡计算得出, 研究区DIC 的主要来源, 约68.5%来自于土壤CO2, 31.5%来自于碳酸盐矿物的溶解, 进而得出流域岩石化学风化过程消耗的土壤CO2 为2.11×105 mol/yr·km2, 来自碳酸盐本身的HCO3 -含量为9.6×104 mol/yr·km2。由于地理位置和流域环境以及人为因素的差异, 各支流DIC 来源的比例亦有所差异。 相似文献
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本文比较了从北纬30?西太平洋至南纬30?东印度洋等热带海域与南大洋至东南极普里兹湾等南极海域的大气和表层海水N2O分压分布特征,表层海水pNO2饱和异常,分析引起异常差异性的主要影响因子。南极海域普里兹湾表层水中N2O分压（pN2O）平均为311.9 ± 7.6 nL/L (14.1 ± 0.4 nM),与大气中N2O混合比（318.5 nL/L）相比显略不饱和,融冰水的输入是导致不饱和的主要原因。海气N2O通量为-0.3 ± 0.8μmol m-2 d-1。而热带海域多数表层海水中N2O饱和度异常值都高于10%,在赤道海域发现最高值达54.7%,次高值为10°N的苏禄海为31%,计算出在赤道和苏禄海的海气通量分别为~12.4 μmol m-2 d-1和~4μmol m-2 d-1。表明高纬度的普里兹湾既不是大气中N2O源也不是汇,而低纬度热带海域表现为大气中N2O的源。造成热带与南极海域海洋N2O饱和度异常的影响因素,可能低纬度的热带海域由于海气间的气体交换较弱、上升流影响强,而高纬度的南极海域由于融冰分层和强偏西风影响;而海表面风速是影响N2O的海气交换N2O通量的重要因素。 相似文献
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根据 2 0 0 3年中国第二次北极科学考察资料 ,并结合历史现场调查资料和同期的海冰分布 ,分析了白令海峡及其周围海域的水体结构及变化情况 ,得到如下结论 :( 1 ) 2 0 0 3年夏季白令海峡区域层结构季节内变化显著 ,东西部呈两层结构 ,而中部上下水体均匀一致 ,( 2 )白令海峡邻近海域温盐结构是东部高温低盐 ,西部低温高盐 ,西部存在明显上升流特征 ;( 3)白令海峡的水交换以北太平洋水通过白令海峡进入北冰洋为主 ,而温度、盐度的分布也与北向的输运是匹配的。 相似文献
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Recently observed changes in the Arctic have highlighted the need for a better understanding of Arctic dynamics. This research addresses that need and is also motivated by the recent finding of two regimes of Arctic ice - ocean wind-driven circulation. In this paper, we demonstrate that during 1946-1997 the Arctic environmental parameters have oscillated with a period of 10-15 years. Our results reveal significant differences among atmosphere, ice, and ocean processes during the anticyclonic and cyclonic regimes in the Arctic Ocean and its marginal seas. The oscillating behaviour of the Arctic Ocean we call the Arctic Ocean Oscillation (AOO). Based on existing data and results of numerical experiments, we conclude that during the anticyclonic circulation regime the prevailing processes lead to increases in atmospheric pressure, in ice concentration and ice thickness, river runoff, and surface water salinity - as well as to decreases in air temperature, wind speed, number of storms, precipitation, permafrost temperatures, coastal sea level, and surface water temperature. During the cyclonic circulation regime the prevailing processes lead to increased air and water temperatures, wind speed, number of storms,open water periods, and to decreases in ice thickness and ice concentration, river runoff, atmospheric pressure, and water salinity. The two-climate regime theory may help answer questions related to observed decadal variability of the Arctic Ocean and to reconcile the different conclusions among scientists who have analysed Arctic data obtained during different climate states. 相似文献
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Stratification and water mass formation in the Arctic Ocean: some implications for the nutrient distribution 总被引：1，自引：1，他引：0
The mixing processes and the water formations (transformations) in the Arctic Ocean are reviewed and their influence on the stratification discussed. The relations between the stratification and the nutrient distribution are examined. The interactions between drifting sea ice and advected warmer and nutrient-rich waters favour an early biological activity. By contrast, in the central Arctic Ocean and over comparably deep shelf areas such as the northern Barents Sea, the possibilities for large productivity are more limited because of late melting, less nutrient supply, and in the central Arctic, less available light. The sedimentation of organic matter on the shelves and the remineralisation into cold, dense waters formed by brine rejection and draining off the shelves lead to a loss of nutrients to the deep waters, which must be compensated for by advection of nutrient rich waters to the Arctic Ocean.
Possible effects of a reduction of the river run-off on the stratification and the nutrient distribution are discussed. 相似文献
Possible effects of a reduction of the river run-off on the stratification and the nutrient distribution are discussed. 相似文献
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北极环极边界流是新近揭示的重要海洋现象 ,是对北冰洋海洋环流长期研究结果综合得到的概念。在本文中 ,详细介绍了北极环极边界流的主要结构和水团特征 ,论述了研究北极环极边界流的意义和前景 ,深入探讨了北极环极边界流面对的科学问题 ,指出了解决这些问题的关键科研工作。文章指出 ,从整体上研究北极环极边界流是非常重要的 ,需要全面考察北冰洋的质量和能量平衡、深层水通风过程以及水体的混合过程。在进一步的研究工作中需要更多的有针对性的现场观测、开展多学科协作研究。数值模拟仍然是北极环极边界流的重要研究手段 ,需要改善数值模式 ,提高数值模拟的质量。 相似文献
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河流在碳的运输过程中扮演着重要角色。为探究河流筑坝拦截后龙滩水库溶解无机碳(DIC)的来源和变化特征,于2016年7月和2017年1月采集水样,然后分析了河水DIC及其碳稳定同位素(δ13C)值。研究结果表明:(1)δ13CDIC值具有显著的时空差异,表明两个季节影响DIC的主要因素和DIC的来源并不相同。雨季,DIC及其δ13C主要分布在2.04~4.12 mmol·L^-1和-5.52‰^-2.87‰的范围内;旱季,水体DIC为3.33~4.61 mmol·L^-1,而δ13CDIC显著低于雨季为-15.90‰^-9.12‰。雨季,稀释效应显著降低了DIC浓度,由于水体热分层使得DIC在水柱剖面上差异显著,而旱季由于混合作用的影响,在剖面上差异较低。(2)在雨季,河流δ13CDIC较旱季明显偏正,碳酸盐岩的强烈风化输入大量HCO3-是DIC的主要来源。在旱季,DIC和δ13CDIC成反比关系,δ13CDIC在旱季变得更低,其大部分的DIC来自于土壤CO2输入和原位有机呼吸作用。旱季水体热分层消失,混合作用使得底部具有较低δ13C值的含碳水体上涌,并与表水层混合导致其δ13CDIC值低于雨季。这种季节性模式与自然河流不同,而是与湖泊的季节变化特征更为类似,说明河流拦截蓄水后逐渐湖沼化,并显著影响了DIC的循环。 相似文献
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北极海冰近年来快速减少,北冰洋淡水含量也出现了急剧变化。加拿大海盆作为北冰洋淡水的主要存储区域,研究其淡水含量变化对于认识北冰洋淡水收支有重要意义。本文根据2003年、2008年中国北极考察以及2004年至2007年的加拿大考察数据进行计算,发现除2006年以外,夏季加拿大海盆淡水含量在此期间每年增加1m以上厚度。增加主要发生在冬季白令海水以上的上层海水中,而在此之下,淡水含量维持在3m左右,没有显著年际差异。在2006年,加拿大海盆西部上层淡水含量略微减少,但东部和北部海域淡水含量仍略有增加。与2003年相比,2008年加拿大海盆中心海区淡水含量增加量最高可达7m。分析表明,近年来的海冰减退对加拿大海盆上层淡水含量的增加起着重要作用,北极涛动(AO)正负相位变化也是控制其淡水含量变化的一个重要因素。而降水、径流以及白令海峡入流水的变化对加拿大海盆淡水含量变化影响较小。 相似文献
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结合前人对北冰洋海冰、气候系统的研究成果和 1 999年 8月在北冰洋对海冰的现场观测 ,本文综述了海冰分布、厚度的变化 ,海冰表面特征、积雪变化及北冰洋天气、气候特征和分区。讨论了北极海冰与南极海冰的差异。文章认为 ,北冰洋与周围地区气候变化趋势的不一致 ,主要是由于夏季在北冰洋海冰与开阔水域的相间分布、海冰漂移、融化吸热 ,均衡了周围大气、海洋温度的变化。 相似文献
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北冰洋夏季海冰覆盖面积在2012年达到低值。为了了解海冰变化对浮游动物群落的影响, 利用夏季西北冰洋22个站位的网采样品, 通过种类组成和丰度研究了群落的类型、结构和地理分布, 探讨了其分布特征与环境因子的关系。根据记录到的54种(类)浮游动物, 21站位可以划分成在地理上基本隔离的三个浮游动物群落: 楚科奇海南部群落, 藤壶幼体数量占优, 站位丰度百分比在56.6%—79.8%之间, 桡足类次之(18.0%—42.2%), 同时还含有少量的白令海种类;楚科奇海中北部群落以广布性桡足类占绝对优势(62.3%—96.8%), 藤壶幼体次之(0—30.9%);深海群落浮游动物的丰度极低, 组成上以桡足类为主(71.6%—89.8%), 且多数是体型较大极地种。楚科奇海陆坡边缘的M06站丰度较高但是种类组成与深海站位相似, 没有归入任何群落。两个浅水群落优势种都是北极哲水蚤(Calanus glacialis)、伪哲水蚤类(Pseudocalanus sp.)、圆胃住囊虫(Oikopleur vanhoffeni)以及藤壶幼体(Barnacle larva), 但优势度各异。深海群落优势种较多, 北极哲水蚤(Calanus glacialis)、极北哲水蚤(Calanus hyperboreus)、细长长腹水蚤(Metridia longa)以及北极拟真刺水蚤(Paraeuchaeta glacialis)等体型较大的桡足类优势度较高, 体型较小的矮小微哲水蚤(Microcalanus pygmaeus)、长腹剑水蚤(Oithona similis)优势度相对较低。与群落类型按维度和深度的变化趋势一致, 统计分析显示表层温度和表层盐度是最重要的影响因子。与海冰覆盖面积较高的2003年相比, 群落类型和地理分布没有显著变化, 但是楚科奇海浮游动物丰度增加了1—2倍, 深海群落丰度降低而组成上大型种类比例升高。 相似文献