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    海湾表层沉积物再悬浮对颗粒物沉降影响甄别研究获突破

    发表日期:2019-06-05 09:11:31    阅读次数:704   来源:海湾生态环境973项目

            最近,课题一研究团队通过沉积物捕捉器采集胶州湾沉降颗粒物,揭示了再悬浮颗粒物占总沉降颗粒物的比例并识别出影响再悬浮的环境因子(图1),校准了颗粒态生源指标的沉降通量(表1)和甄别出再悬浮条件下生源要素的内部循环机制(图2),对阐明海洋生物地球化学过程对气候和海洋生态环境的变化的响应具有重要的科学意义,研究成果分别发表在ChemosphereMarine Pollution BulletinJournal of Marine Systems等学术期刊。

            胶州湾水动力环境较为紊乱,沉降颗粒物中表层沉积物再悬浮比例超过90%。受水动力影响,胶州湾可通过水平迁移选择性地将化学组分已经改变的细颗粒物质再次注入水体,进一步改变颗粒物的化学组成并影响水体化学物质的循环和供给。多种生源要素指标受再悬浮作用的影响,其颗粒物的浓度显著高于沉积物,利用再悬浮比例进行有机质沉降通量的校正之后,初次沉降通量比实测沉降通量小两个数量级。在秋季、冬季低初级生产条件下产生的新鲜生源颗粒在海底的保存率较低,最大仅为28.3%,新形成的生源颗粒在最终形成沉积物之前,经历了5-12个甚至更高强度的再悬浮循环。有机质矿化所释放的磷大多以自生碳酸盐氟磷灰石形式沉淀,表层沉积物的有效态磷所占份额比颗粒物低,即来源于表层沉积物的再悬浮颗粒物中磷的生物有效性会显著降低。

            沉降颗粒物是近岸环境中重要的痕量元素“汇”,一是有机质-Fe的聚合体对水体痕量元素具有很强的清除能力,二是沉降的生源颗粒中痕量元素比主量元素更易被再矿化,强烈的再悬浮作用加速了颗粒物物质的循环,生源颗粒的降解对痕量元素的净释放和Fe/Mn氧化物结合相的清除作用明显。对胶州湾表层沉积物再悬浮以及沉降颗粒物的系统研究,对诠释强人为活动影响下浅海的生态环境变化机制以及资源环境的可持续利用意义重大。



    图1 近海强烈再悬浮下铁与其他化学组分的迁移 


    表1 胶州湾沉降颗粒通量校正


    图2 胶州湾沉降颗粒物与表层沉积物不同形态痕量元素组成差异比较 


    论文列表:

    [1] Liu, J., Song, J., YuanH., Li X., Li N., Duan L. (2019). Trace metal comparative analysis of sinking particles and sediments from a coastal environment of the Jiaozhou Bay, North China: Influence from sediment resuspension. Chemosphere, 232:315-326.

    [2] Liu, J., Song, J., YuanH., Li X., Li N., Duan L. (2019). Rare earth element and yttrium geochemistry in sinking particles and sediments of the Jiaozhou Bay, North China: Potential proxy assessment for sediment resuspension. Marine Pollution Bulletin,144: 79-91.

    [3] Liu, J., Song, J., YuanH., Li X., Li N., Duan L. (2019). Biogenic matter characteristics, deposition flux correction and internal phosphorus transformation in Jiaozhou Bay, North China. Journal of Marine Systems, 196: 1-13.





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