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1、7/29/20241第六章第六章 海洋中的营养盐及生物地球化学海洋中的营养盐及生物地球化学本章重点：本章重点：海海洋洋中中氮氮、磷磷、硅硅营营养养盐盐的的存存在在形形式式、分分布布变变化化及及生生物物地地球球化学循环的特点化学循环的特点7/29/202426.1 氮氮6.2 磷磷6.3 硅硅6.4 中国近海营养盐的生物地球化学中国近海营养盐的生物地球化学6.5 富营养化与赤潮富营养化与赤潮7/29/20243v从从20世世纪纪初初以以来来，海海水水营营养养盐盐一一直直是是化化学学海海洋学的一项重要的研究内容。洋学的一项重要的研究内容。 20世世纪纪初初期期，德德国国人人布布兰兰特特发发现现海海
2、洋洋中中磷磷、氮氮循循环环和和营营养养盐盐的的季季节节变变化化，都都与与细细菌菌和和浮浮游植物的活动有关。游植物的活动有关。1923年年，英英国国人人HW哈哈维维和和WRG阿阿特特金金斯斯，系系统统地地研研究究了了英英吉吉利利海海峡峡的的营营养养盐盐在在海海水水中中的的分分布布和和季季节节变变化化与与水水文文状状况况的的关关系系，并研究了它的存在对海水生产力的影响。并研究了它的存在对海水生产力的影响。7/29/20244德德国国的的“流流星星”号号和和英英国国的的“发发现现”号号考考察察船船，在在20世世纪纪20年年代代也也分分别别测测定定了了南南大大西西洋洋和南大洋的一些海域中某些营养盐的含
3、量。和南大洋的一些海域中某些营养盐的含量。中中国国学学者者如如伍伍献献文文和和唐唐世世凤凤等等，曾曾在在20世世纪纪30年代对海水营养盐的含量进行过观测。年代对海水营养盐的含量进行过观测。后后来来朱朱树树屏屏长长期期研研究究了了海海水水中中营营养养盐盐与与海海洋洋生物生产力的关系。生物生产力的关系。7/29/20245广广义义地地说说，海海水水中中的的主主要要成成分分和和微微量量金金属属也也是是营营养养成成分分，但但传传统统上上在在海海洋洋化化学学中中一一般般只只指指氮氮、磷磷、硅硅元元素素的的盐盐类类为为海海水水营营养养盐，也称为盐，也称为生源要素生源要素。海海水水营营养养盐盐的的来来源源，
4、主主要要为为大大陆陆径径流流带带来来的的岩岩石石风风化化物物质质、有有机机物物腐腐解解的的产产物物及及排排入河川中的废弃物。入河川中的废弃物。此此外外，海海洋洋生生物物的的腐腐败败与与分分解解、极极区区冰冰川川作作用用、火火山山及及海海底底热热泉泉、大大气气中中的的灰灰尘尘，也都为海水提供营养元素。也都为海水提供营养元素。 7/29/20246海海水水中中无无机机氮氮、磷磷、硅硅是是海海洋洋生生物物繁繁殖殖生生长长不不可可缺缺少少的的成成分分，是是海海洋洋初初级级生生产产力力和和食食物物链链的的基基础础。反反过过来来，营营养养盐盐在在海海水水中中的的含含量量分分布布明明显显地地受受到到海海洋洋
5、生生物物活活动动的的影影响响。浮浮游游植植物物的的生生长长和和繁繁殖殖需需要要不不断断地地吸吸收收营营养养盐盐，浮浮游游植植物物又又被被浮浮游游动动物物所所吞吞食食，它它们们代代谢谢过过程程中中的的排排泄泄物物和和生生物物残残骸骸经经分分解解又又重重新新溶溶人人海海水水，由由于于这这些些元元素素参参与与了了生生物物生生命命活活动动的的整整个个过过程程，它它们们的的存存在在形形式式和和分分布布受受到到生生物物的的制制约约，营营养养盐盐的的分分布布同同时时受受到到化化学学、地地质质和和水水文文因因素素的的影影响响，它它们们在在海海水水中中的的含含量量和和分分布布并并不不均均匀匀也也不不恒恒定定，有
6、有着着明明显显的的季季节节性性和和区区域域性性变化。变化。 7/29/20247对于大洋水来说，营养盐的分布可分成四层：对于大洋水来说，营养盐的分布可分成四层： 表层，营养盐含量低，分布比较均匀；表层，营养盐含量低，分布比较均匀； 次层，营养盐含量随深度的增加而迅速增加；次层，营养盐含量随深度的增加而迅速增加； 次深层，次深层，500-1 500 m,营养盐含量出现最大值；营养盐含量出现最大值； 深深层层，厚厚度度虽虽大大，但但磷磷酸酸盐盐和和硝硝酸酸盐盐的的含含量量变变化化很小，硅酸盐含量随深度的增加而略为增加。很小，硅酸盐含量随深度的增加而略为增加。就就区区域域分分布布而而言言，由由于于海
7、海流流的的搬搬运运和和生生物物的的活活动动，加加上上各各海海域域的的特特点点，海海水水营营养养盐盐在在不不同同海海域域中中有有不同的分布。不同的分布。7/29/20248近近岸岸浅浅海海和和河河口口区区与与大大洋洋不不同同，海海水水营营养养盐盐的的含含量量分分布布，不不但但受受浮浮游游植植物物的的生生长长消消亡亡和和季季节节变变化化的的影影响响，而而且且和和大大陆陆径径流流的的变变化化、温温跃跃层层的的消消长长等等水水文文状状况况，有很大的关系。有很大的关系。7/29/20249海海水水中中的的氮氮包包括括广广泛泛的的无无机机和和有有机机氮氮化化合合物物，可可能能存存在在形形式式有有：NO3-
8、（+V）、NO2-（+III）、N2O（+I）、NO（+II）、N2（0）、NH3（-III）、NH4（-III）、有有机机氮氮RNH2（-III）。海海水水中中氮氮气气几几乎乎处处于于饱饱和和状状态态，但但氮氮气气不不能能被被绝绝大大多多数数的的植植物物所所利利用用，它它只只有有转转化化为为氮氮的的化化合合物物后后，才才能能被被植植物物利利用用。通通过过固固氮氮作作用用氮氮气气可可变变成成结结合合态态氮氮，雷雷电电或或宇宇宙宙射射线线的的电电离离作作用用，也也可可使使氮氮气气变为化合态氮。变为化合态氮。6.1 氮氮氮氮在在海海水水中中的的存存在在形形式式 7/29/202410除除氮氮气气外
9、外，海海水水中中主主要要有有NH4+（NH3）、NO2、NO3（即即三三氮氮）三三种种无无机机化化合合氮氮。海海水水中中无无机机氮氮化化合合物物是是海海洋洋植植物物最最重重要要的的营营养养物物质质。海海水水中中有有机机氮氮主主要要为为蛋蛋白白质质、氨氨基基酸酸、脲脲和和甲甲胺胺等等一一系系列列含含氮氮有有机机化化合合物物。此此外外，海海洋洋中中含含有有活活着着的的生生物物和和不不溶溶于于海海水水的的颗颗粒粒氮氮。一一般般把把能能通通过过孔孔径径0.45 m微微孔孔滤滤膜膜的的有有机机氮氮称称为为溶溶解解有有机机氮氮，把把不不能能通通过过的的称称为为颗颗粒粒态态有有机机氮氮。这这些些氮氮化合物处
10、在不断的相互转化和循环之中。化合物处在不断的相互转化和循环之中。 7/29/202411海海洋洋中中的的氮氮是是处处于于不不断断转转化化和和循循环环过过程程中中，此此过过程程受受到到了了化化学学的的、生生物物的的和和物物理理的的各各种种因素的影响。因素的影响。无机氮被海洋生物吸收组成有机氮（主要是无机氮被海洋生物吸收组成有机氮（主要是蛋白质），这些有机体经过化学及细菌作用蛋白质），这些有机体经过化学及细菌作用分解成无机氮。蛋白质首先通过化学及细菌分解成无机氮。蛋白质首先通过化学及细菌作用生成氨基酸（作用生成氨基酸（R-CHNH2-COOH），），而而后分解成为无机氮（后分解成为无机氮（NH3）
11、。）。蛋白质除分解蛋白质除分解氨基酸外，还可能分解为一些小分子的胺如氨基酸外，还可能分解为一些小分子的胺如甲基胺等。甲基胺等。 氮在海水中的相互转化和循环氮在海水中的相互转化和循环 7/29/202412海水中氮化合物循环示意图海水中氮化合物循环示意图 7/29/202413海水中氨主要以海水中氨主要以NH4形式存在。氨在海水形式存在。氨在海水中可被氧化生成中可被氧化生成NO2和和NO3，是在亚硝是在亚硝酸菌和硝酸菌作用下完成的，这种作用称酸菌和硝酸菌作用下完成的，这种作用称为硝化作用。为硝化作用。 7/29/202414据研究，据研究，NH4被氧化为被氧化为NO2的反应有三的反应有三种：光化
12、学氧化作用；化学氧化作用；微种：光化学氧化作用；化学氧化作用；微生物氧化作用。海水中主要是后两种作用。生物氧化作用。海水中主要是后两种作用。由于海水吸收紫外线，故在海面以下的光由于海水吸收紫外线，故在海面以下的光化学氧化作用将不明显。化学氧化作用亦化学氧化作用将不明显。化学氧化作用亦主要在表层海水中进行。微生物氧化作用主要在表层海水中进行。微生物氧化作用可由自养菌或异养菌来进行。可由自养菌或异养菌来进行。 7/29/202415在在NH4氧化为氧化为NO2的过程中，存在着中间体的过程中，存在着中间体NH4 NH2OH H2N2O2 NO2。通过对通过对NO2氧化为氧化为NO3的反应中的反应中N
13、O2+O2 = NO3的平衡常数的计算，得出在平衡条件下，海水的平衡常数的计算，得出在平衡条件下，海水中的中的NO2的浓度极小。的浓度极小。NO2还可以进一步被还可以进一步被氧化生成氧化生成NO3。NO3和和NO2在反硝化作用在反硝化作用下可还原为下可还原为NH4和和N2。 7/29/202416曾有人在实验室做过以上的模拟实验。将含有曾有人在实验室做过以上的模拟实验。将含有硅藻海水储存于暗处，开始有一定量的颗粒有硅藻海水储存于暗处，开始有一定量的颗粒有机机N，而，而NH4含量接近于零，放置一段时间粒含量接近于零，放置一段时间粒状状N含量减少，含量减少，NH4含量随着粒状含量随着粒状N的减少而
14、的减少而增加；至一定阶段粒状增加；至一定阶段粒状N的减少非常缓慢，而的减少非常缓慢，而NH4含量达到最大值；开始出现含量达到最大值；开始出现NO2，NO2随随NH4减少而增加；当减少而增加；当NH4减至减至0时时NO2达到最大值。达到最大值。 7/29/202417此时出现此时出现NO3，NO3随随NO2减少而增加。从图减少而增加。从图可见，硅藻死亡后其颗粒状有机氮分解为可见，硅藻死亡后其颗粒状有机氮分解为NH4，并转化为并转化为NO2和和NO3约需三个月时间。但是，约需三个月时间。但是，由于有机质的性质不同，影响反应速率的因素如由于有机质的性质不同，影响反应速率的因素如温度、催化剂等不同，有
15、机氨的分解速率也不同温度、催化剂等不同，有机氨的分解速率也不同在有机氮的分解过程中，微生物及酶的催化作在有机氮的分解过程中，微生物及酶的催化作用是极为重要的，不同的分解过程，有其不同的用是极为重要的，不同的分解过程，有其不同的微生物及酶参与作用。经研究证明，有机氮转化微生物及酶参与作用。经研究证明，有机氮转化为为NH4的过程，属于一级反应。的过程，属于一级反应。 7/29/202418当放在暗处的水当放在暗处的水NH4含量达到最高值时，放在含量达到最高值时，放在明处使其见光，则硅藻开始吸收明处使其见光，则硅藻开始吸收NH4，NH4减少而粒状减少而粒状N增加。增加。综上所述，光化学氧化、化学氧化
16、和微生物的综上所述，光化学氧化、化学氧化和微生物的作用，尤其是海洋细菌的作用。在海洋中氮的作用，尤其是海洋细菌的作用。在海洋中氮的转化和循环中起着重要的作用。转化和循环中起着重要的作用。这个循环并不是完全封闭的，海洋每年从雨水这个循环并不是完全封闭的，海洋每年从雨水和河流中接受了一定量外加的化合氮，雨水每和河流中接受了一定量外加的化合氮，雨水每年给每平米海面带入大约年给每平米海面带入大约400017000 moldm-3 NH4N和和2000 moldm-3的的NO3N。江河也江河也向海洋不断输入向海洋不断输入NO3N和和NH4N。 7/29/202419保存在黑暗处通气海水中保存在黑暗处通气
17、海水中浮游植物分解产生氮化合物情况浮游植物分解产生氮化合物情况 7/29/202420营养盐含量的一般分布规律是：营养盐含量的一般分布规律是：(1)随着纬度的增加而增加，随着纬度的增加而增加，(2)随着深度的增加而增加，随着深度的增加而增加，(3)在太平洋、印度洋的含量大于大西洋的含量，在太平洋、印度洋的含量大于大西洋的含量，(4)近岸浅海海域的含量一般比大洋水的含量高。近岸浅海海域的含量一般比大洋水的含量高。 海水中无机氮的分布海水中无机氮的分布7/29/202421大洋海水中无机氮含量的变化范围一般是：大洋海水中无机氮含量的变化范围一般是：NO3N：0.143 moldm-3,NO2N：0
18、.13.5 moldm-3, NH4N：0.353.5 moldm-3。在海水中在海水中NO3N的含量比的含量比NO2N、NH4N高得多。在大洋深层水，几乎所高得多。在大洋深层水，几乎所有的无机氮都以硝酸盐形式存在，它的分有的无机氮都以硝酸盐形式存在，它的分布一般与磷酸盐的分布趋势相似。布一般与磷酸盐的分布趋势相似。 7/29/202422一般大洋水中硝酸盐的含量随着纬度增一般大洋水中硝酸盐的含量随着纬度增加而增加，即使在同一纬度上各处也会加而增加，即使在同一纬度上各处也会由于生物活动和水文条件不同而有相当由于生物活动和水文条件不同而有相当大的差异。大的差异。 水平分布水平分布 7/29/20
19、2423大西洋某大西洋某断面上硝断面上硝酸盐分布酸盐分布 南极海水中硝酸盐含量很高，北大西洋硝酸盐的含量南极海水中硝酸盐含量很高，北大西洋硝酸盐的含量约为南大西洋的一半。在大西洋深层水中，几乎所有约为南大西洋的一半。在大西洋深层水中，几乎所有无机氮都以硝酸盐形式存在。其最高含量处在高纬区无机氮都以硝酸盐形式存在。其最高含量处在高纬区约约800米深度的水层。随着大西洋深层水的向南流动，米深度的水层。随着大西洋深层水的向南流动，直到南极，硝酸盐的含量增高两倍以上，这是由于深直到南极，硝酸盐的含量增高两倍以上，这是由于深层水在南移的过程中，北大西洋深层水中约有层水在南移的过程中，北大西洋深层水中约有
20、250mgm-3可溶有机氮缓慢分解所致。可溶有机氮缓慢分解所致。 7/29/202424铵盐在真光层中为植物所利用，但在深层中则受铵盐在真光层中为植物所利用，但在深层中则受细菌作用，硝化而生成亚硝酸盐以至硝酸盐。因细菌作用，硝化而生成亚硝酸盐以至硝酸盐。因此，在大洋的真光层以下的海水中，铵盐和亚硝此，在大洋的真光层以下的海水中，铵盐和亚硝酸盐的含量通常甚微，而且后者的含量低于前者，酸盐的含量通常甚微，而且后者的含量低于前者，它们的最大值常出现在温度跃层内或其上方水层它们的最大值常出现在温度跃层内或其上方水层之中。一般大洋海水中硝酸盐的含量，在垂直分之中。一般大洋海水中硝酸盐的含量，在垂直分布上
21、是随着深度而增加，在深层水中，由于氮化布上是随着深度而增加，在深层水中，由于氮化合物不断氧化的结果，积存着相当丰富的硝酸盐。合物不断氧化的结果，积存着相当丰富的硝酸盐。 垂直分布垂直分布7/29/202425硝酸盐在大西洋、太平硝酸盐在大西洋、太平洋和印度洋的垂直分布洋和印度洋的垂直分布 三大洋的三大洋的NO3N的垂的垂直分布，可以看出三直分布，可以看出三大洋硝酸盐的含大洋硝酸盐的含 量为：印度洋量为：印度洋太平洋太平洋大西洋，表层硝酸盐大西洋，表层硝酸盐被浮游植物所消耗，被浮游植物所消耗，其含量较低，甚至达其含量较低，甚至达到分析零值，在到分析零值，在500800米处含量随深度急米处含量随深
22、度急剧增加，在剧增加，在5001000米有最大值，最大值米有最大值，最大值以下的含量随深度的以下的含量随深度的变化很小。变化很小。7/29/202426海水中无机化合氮和磷酸盐一样，与生物海水中无机化合氮和磷酸盐一样，与生物活动息息相关。因此海水中尤其是北温带活动息息相关。因此海水中尤其是北温带或河口区，其含量分布有着明显的季节变或河口区，其含量分布有着明显的季节变化。化。季节变化季节变化7/29/202427在英吉利海峡，当生物生长繁殖旺盛的暖季，三种在英吉利海峡，当生物生长繁殖旺盛的暖季，三种无机氮含量下降达到最低值，无机氮含量下降达到最低值，NO3N含量甚至可含量甚至可以减少至零值，这种
23、倾向在表层水更为明显。而冬以减少至零值，这种倾向在表层水更为明显。而冬季由于生物尸骸的氧化分解和海水上、下对流剧烈，季由于生物尸骸的氧化分解和海水上、下对流剧烈，使得三种氮含量回升达到最高值，且使得三种氮含量回升达到最高值，且NH4N和和NH4N先于先于NO3N回升。在温带浅海水域中，铵回升。在温带浅海水域中，铵盐的含量在冬末很低；春季逐渐增加，有时成为海盐的含量在冬末很低；春季逐渐增加，有时成为海水中无机氮的主要形式；入秋之后，含量降低。故水中无机氮的主要形式；入秋之后，含量降低。故在秋冬两季，硝酸盐成为温带浅海中无机氮的主要在秋冬两季，硝酸盐成为温带浅海中无机氮的主要溶存形式。溶存形式。
24、7/29/202428英吉利海峡一个站位表层和底层海水中的英吉利海峡一个站位表层和底层海水中的NH4N、NH4N和和NO3N的季节变化的季节变化 7/29/202429N/P 从硝酸盐、磷酸盐的季节变化可以看出，这些从硝酸盐、磷酸盐的季节变化可以看出，这些盐类和含量与海洋植物的活动有密切关系。如盐类和含量与海洋植物的活动有密切关系。如果其含量很低，则会限制生物活动，被称为生果其含量很低，则会限制生物活动，被称为生物生长限制因素。生物在吸收这些盐类一般是物生长限制因素。生物在吸收这些盐类一般是按比例进行的，由于生物作用的影响，一定存按比例进行的，由于生物作用的影响，一定存在固定的关系；根据大洋中
25、磷酸盐分布情况大在固定的关系；根据大洋中磷酸盐分布情况大致相近，可以断定这两种盐类在大洋中含量之致相近，可以断定这两种盐类在大洋中含量之间有着一定的比值，称为间有着一定的比值，称为N/P比值。比值。 7/29/202430三大洋的三大洋的N/P比值比值 三大洋的三大洋的N/P比比见，从调查结果见，从调查结果来看，这个值是来看，这个值是近似恒定的，即近似恒定的，即N/P16（原子原子数），数），N/P7（质量）。质量）。 7/29/202431大洋是如此，近海和浅海区大洋是如此，近海和浅海区N/P比值并不恒比值并不恒定，不同的区域有不同的比值，有些区域随定，不同的区域有不同的比值，有些区域随着季
26、节还有变化。如美国华盛顿州着季节还有变化。如美国华盛顿州Friday港港表层水表层水N/P比值在比值在1214之间，并且随着季节之间，并且随着季节的不同而变化。胶州湾的不同而变化。胶州湾91年以前年年以前年N/P比值比值平均值为平均值为1031，夏季为，夏季为918，基本正常。，基本正常。9194年则升高到年则升高到24，1998年夏季由于大量年夏季由于大量降水升高到降水升高到240。由此，。由此，N/P升高导致升高导致P供给供给相对不足，成为浮游植物的限制因子。相对不足，成为浮游植物的限制因子。 7/29/202432生生物物过过程程生生物物过过程程我国长江口（上海附近水域）硝酸盐含量高达我
27、国长江口（上海附近水域）硝酸盐含量高达65 moldm-3，居世界之冠。东海陆架水夏季居世界之冠。东海陆架水夏季（1987年年7月和月和8月）月）0 m层的硝酸盐含量大致在层的硝酸盐含量大致在125E以西水域小于以西水域小于0.07 moldm-3，最低值达分析最低值达分析零值，向东逐渐增至零值，向东逐渐增至2.14 moldm-3，75m水层大致水层大致为为3.57 moldm-3，底层含量为底层含量为7.1412.14 moldm-3，在在2730N，126128E范范围，则大于围，则大于12.14 moldm-3。长江口海水中长江口海水中NO2的的含量约在含量约在2 moldm-3，向外
28、逐渐下降至向外逐渐下降至0.4 moldm-3左右。左右。 我国近海无机氮的分布我国近海无机氮的分布7/29/202433南海海水中硝酸盐含量从痕量到南海海水中硝酸盐含量从痕量到43 moldm-3之间。在水之间。在水平分布上是近岸高，向外海急剧下降。南海开阔海区表平分布上是近岸高，向外海急剧下降。南海开阔海区表层硝酸盐含量极低，但是上升流区，如台湾海峡南部，层硝酸盐含量极低，但是上升流区，如台湾海峡南部，发现有硝酸盐高含量区。南海硝酸盐的垂直分布，在混发现有硝酸盐高含量区。南海硝酸盐的垂直分布，在混合层硝酸盐含量极低或为零，在跃层急剧增加，一般是合层硝酸盐含量极低或为零，在跃层急剧增加，一般
29、是随着深度增加而增大。南海夏季近岸表层水中随着深度增加而增大。南海夏季近岸表层水中NH4含量含量平均为平均为0.9 moldm-3左右，底层水可达左右，底层水可达3 moldm-3以上；以上；远离大陆海区的含量在远离大陆海区的含量在0.361.3 moldm-3之间，个别地之间，个别地区的区的NH4含量甚低或接近于零。含量甚低或接近于零。NH4的垂直分布，远的垂直分布，远岸则与近岸水相反，呈表层较高，随深度增加而减少。岸则与近岸水相反，呈表层较高，随深度增加而减少。南海中部水体中南海中部水体中NH4N的垂直分布趋势没有明显的规律的垂直分布趋势没有明显的规律性。南海海水中性。南海海水中NO2的含
30、量约在的含量约在0.13 moldm-3。南海南海中部水体中中部水体中NO2N的垂直分布曲线都是从分析零值或的垂直分布曲线都是从分析零值或接近于零开始，在接近于零开始，在50m层迅速增大，并在层迅速增大，并在75m或或100 m层层达到最大值后，从达到最大值后，从100m以下又恢复到接近分析零值。以下又恢复到接近分析零值。 7/29/202434南海中部水体中三氮的垂直分布（夏季）南海中部水体中三氮的垂直分布（夏季） 7/29/202435南海中部水体中三氮的季节变化（南海中部水体中三氮的季节变化（ moldm-3） 7/29/202436台湾海峡西部海域三氮的水平分布呈现近岸高，逐台湾海峡西
31、部海域三氮的水平分布呈现近岸高，逐渐向海峡中部降低的趋势，而且渐向海峡中部降低的趋势，而且 在闽江口、九龙在闽江口、九龙江口和东山外海常出现高值区。从表江口和东山外海常出现高值区。从表5.1可看出，三可看出，三氮总浓度从春天开始，夏季出现全年最低值，秋季氮总浓度从春天开始，夏季出现全年最低值，秋季明显增高，冬季达到全年最高值。而南海中部水体明显增高，冬季达到全年最高值。而南海中部水体的三氮含量的季节变化幅度较小（表的三氮含量的季节变化幅度较小（表5.2）。）。NH4N呈现春季最高，夏秋季逐渐降低，冬季略有回升呈现春季最高，夏秋季逐渐降低，冬季略有回升的变化趋势；的变化趋势；NO2N表现为冬高春
32、低，夏秋大致表现为冬高春低，夏秋大致相等的规律。相等的规律。NO3N除表层反映出冬高春低的特除表层反映出冬高春低的特征外，其他各层的变化趋势是春、冬最高，夏季最征外，其他各层的变化趋势是春、冬最高，夏季最低，秋季开始回升。低，秋季开始回升。 7/29/202437台湾海峡西部海域三氮的变化特征（台湾海峡西部海域三氮的变化特征（ moldm-3） 7/29/202438胶州湾海水中胶州湾海水中8月份和月份和12月份硝酸氮含月份硝酸氮含量较高，中间量较高，中间10月份则相对较低，之后月份则相对较低，之后4月和月和6月则逐渐降低。月则逐渐降低。 7/29/2024398月份高值可能有几个原因：月份高
33、值可能有几个原因：A. 降水引起的河降水引起的河流径流量增大带来丰富的营养盐，使湾内的营流径流量增大带来丰富的营养盐，使湾内的营养盐浓度有所增加养盐浓度有所增加；B. 由沿岸的工农业废水由沿岸的工农业废水及生活污水的排放；及生活污水的排放；C. 由于湾内区域的各种由于湾内区域的各种水产养殖投饵及收获造成的。水产养殖投饵及收获造成的。12月份的高值是月份的高值是由于冬季温度降低，湾内浮游生物量减少，生由于冬季温度降低，湾内浮游生物量减少，生物活性下降，对营养盐的利用减少，因而使营物活性下降，对营养盐的利用减少，因而使营养盐有所积累。养盐有所积累。10月份的低值可能是由于湾内月份的低值可能是由于湾
34、内浮游植物的吸收和利用造成。浮游植物的吸收和利用造成。 7/29/2024404月份和月份和6月份湾内气温升高，光照增强，月份湾内气温升高，光照增强，浮游植物迅速繁殖，消耗大量的营养盐，浮游植物迅速繁殖，消耗大量的营养盐，同时各河流处于枯水期，营养盐的外部同时各河流处于枯水期，营养盐的外部来源大大降低，因而浓度下降。并且随来源大大降低，因而浓度下降。并且随着生物的生长，着生物的生长，6月份的值比月份的值比4月份更低。月份更低。 7/29/2024418月份氨氮测值略高。因为月份氨氮测值略高。因为8月份降水量较大，月份降水量较大，河流径流量较大，而河流输入中氨的量占较大河流径流量较大，而河流输入
35、中氨的量占较大比例，补充了水体中的氨。另外，浮游动物代比例，补充了水体中的氨。另外，浮游动物代谢是氨再生的一个有效途径，其代谢溶出物中谢是氨再生的一个有效途径，其代谢溶出物中75%是氨，同时细菌也是氨氮再生的途径之一。是氨，同时细菌也是氨氮再生的途径之一。8月份浮游动物和细菌的含量较高，繁殖较快，月份浮游动物和细菌的含量较高，繁殖较快，再加上海水温度高，加快了这些过程进行，从再加上海水温度高，加快了这些过程进行，从而使氨的再生速率较快，以上两个原因使胶州而使氨的再生速率较快，以上两个原因使胶州湾夏季水体中氨氮的含量维持较高水平。湾夏季水体中氨氮的含量维持较高水平。 7/29/202442冬季由
36、于浮游植物生物量低，生长缓慢，对氨冬季由于浮游植物生物量低，生长缓慢，对氨的吸收减少，使氨氮的含量有所积累，因此的吸收减少，使氨氮的含量有所积累，因此12月份的值较高。之后随着温度和光照的增加，月份的值较高。之后随着温度和光照的增加，浮游植物的生长繁殖逐渐旺盛，对氨氮的吸收浮游植物的生长繁殖逐渐旺盛，对氨氮的吸收逐渐增加，因此逐渐增加，因此4、6月份含量逐渐降低。总之月份含量逐渐降低。总之, NO3-N和和NH4-N总的趋势是春季的值最低，总的趋势是春季的值最低，最高值在最高值在810月份，冬季相对春季稍高。氨氮月份，冬季相对春季稍高。氨氮是胶州湾氮营养盐的主要形式，占总氮的是胶州湾氮营养盐的
37、主要形式，占总氮的7080%，硝酸氮则只占，硝酸氮则只占1020%。 7/29/202443胶州湾的无机氮的含量（胶州湾的无机氮的含量（ moldm-3） 7/29/202444磷磷是是海海洋洋生生物物必必须须的的营营养养要要素素之之一一。磷磷以以不不同同的的形形态态存存在在于于海海洋洋水水体体、海海洋洋生生物物体体、海海洋洋沉沉积积物物和和海海洋洋悬悬浮浮物物中中。海海水水中中磷磷的的化化合合物物有有多多种种形形式式，即即溶溶解解态态无无机机磷磷酸酸盐盐、溶溶解解态态有有机机磷磷化化合合物物、颗颗粒粒态态有有机机磷磷物物质质和和吸吸附附在在悬悬浮浮物物上上的的磷磷化化合合物物。通通常常以以溶
38、溶解解的的无无机机磷磷酸酸盐盐为为主主要要的的形形态态，以以PO4-P表表示示。对对有有机机磷磷化化合合物物的的成成分分及及其其结结构构了了解解很很少少，一一般般总称为总称为“有机磷有机磷”。 磷磷在在海海水水中中的的存存在在形形态态6.2 磷磷7/29/202445海海洋洋中中各各种种磷磷的的化化合合物物也也会会由由于于生生物物、化化学学、地地质质和和水水文文过过程程而而进进行行着着各各种种变变化化。例例如如颗颗粒粒磷磷可可以以通通过过细细菌菌和和化化学学作作用用，而而转转化化为为无无机机磷磷酸酸盐盐和和溶溶解解有有机机磷磷化化合合物物。这这两两种种磷磷化化合合物物都都可可被被浮浮游游植植物
39、物直直接接吸吸收收，但但以以无无机机磷磷酸酸盐盐为为主主。海水中无机磷酸盐存在以下的平衡：海水中无机磷酸盐存在以下的平衡： 7/29/202446由由于于海海水水中中无无机机磷磷酸酸盐盐的的浓浓度度很很低低（约约10-6mol/kg），直直接接测测定定其其解解离离常常数数比比较较困困难难。Kester等等（1967）用用测测定定pH的的方方法法，对对人人工工海海水水和和0.68mol/LNaCl溶液测定了磷酸的三级表观电离常数。溶液测定了磷酸的三级表观电离常数。 7/29/202447在在20时，人工海水和时，人工海水和0.68mol/LNaCl的解离常数的解离常数 根根据据这这些些常常数数，
40、可可计计算算在在不不同同pH值值时时，三三种种磷磷酸酸盐盐阴阴离离子子H2PO4-、HPO42-和和PO43-所占总磷量的百分比。所占总磷量的百分比。7/29/202448各种形式磷酸盐在不同各种形式磷酸盐在不同pH下的分布情况（下的分布情况（20）A. 纯水纯水 B. 0.68mol/LNaCl溶液溶液 C. 人工海水人工海水（S=33.0） 7/29/202449海水中无机磷酸盐各种离子的量与纯水及海水中无机磷酸盐各种离子的量与纯水及NaCl溶液不溶液不同，在正常海水同，在正常海水pH=8情况下，主要以情况下，主要以HPO42-形式存形式存在，约占在，约占87%，而，而PO43-离子占离子
41、占12%，H2PO4-离子仅离子仅占占1%。在同一。在同一pH下，磷酸盐阴离子在海水、下，磷酸盐阴离子在海水、NaCl溶溶液和纯水中的含量不同，这是由于海水中液和纯水中的含量不同，这是由于海水中Ca2+和和Mg2+等常量阴离子与磷酸盐阴离子的缔合作用引起的。等常量阴离子与磷酸盐阴离子的缔合作用引起的。Kester等指出：由于缔合作用的结果，海水中有等指出：由于缔合作用的结果，海水中有96%的的PO43-离子和离子和44%的的HPO42-离子可能与钙和镁离子离子可能与钙和镁离子形成离子对的形态存在。形成离子对的形态存在。 7/29/202450磷元素在整个海洋中进行着大范围的迁移和循磷元素在整个
42、海洋中进行着大范围的迁移和循环。浮游植物通过光合作用吸收海水中的无机环。浮游植物通过光合作用吸收海水中的无机磷和溶解有机磷。据实验指出：当海水中磷酸磷和溶解有机磷。据实验指出：当海水中磷酸根含量小于根含量小于16mg/m3时，浮游植物生长就要受时，浮游植物生长就要受到限制。到限制。 磷在海水中的相互转化和循环磷在海水中的相互转化和循环7/29/202451浮游植物为浮游动物所吞食，其中一部分成为浮游植物为浮游动物所吞食，其中一部分成为动物组织，再经代谢作用还原为无机磷释放到动物组织，再经代谢作用还原为无机磷释放到海水中，一部分未被动物消化完全。有些经植海水中，一部分未被动物消化完全。有些经植物
43、细胞的磷酸酶的作用而还原为无机磷。有些物细胞的磷酸酶的作用而还原为无机磷。有些则分解为可溶性有机磷，有些则形成难溶颗粒则分解为可溶性有机磷，有些则形成难溶颗粒状磷。所有这些过程都通过动物的排泄释放到状磷。所有这些过程都通过动物的排泄释放到海水中。海水中。 7/29/202452溶解有机磷和颗粒磷再经细菌吸收代谢而溶解有机磷和颗粒磷再经细菌吸收代谢而还原为无机磷。但也有一部分磷在生物尸还原为无机磷。但也有一部分磷在生物尸体沉降过程中，没有完全得到再生，而随体沉降过程中，没有完全得到再生，而随同生物残骸沉积于海底，在沉积层中经细同生物残骸沉积于海底，在沉积层中经细菌的作用，逐步得到再生而成为无机磷
44、。菌的作用，逐步得到再生而成为无机磷。如在中等深度海区的海底，一些贝壳含有如在中等深度海区的海底，一些贝壳含有0.3的磷。的磷。 7/29/202453Arrhenius发现，在太平洋海底沉积物的表发现，在太平洋海底沉积物的表层，平均每年每平方米约聚积层，平均每年每平方米约聚积0.54.0毫克毫克磷，这些在沉积层中和底层水中的无机磷磷，这些在沉积层中和底层水中的无机磷又会由于上升流，涡动混合和垂直对流等又会由于上升流，涡动混合和垂直对流等水体运动被输送到表层海水，再次参加光水体运动被输送到表层海水，再次参加光合作用。合作用。海水中的磷由于沉积作用而损失的量，可海水中的磷由于沉积作用而损失的量，
45、可从河水流入的磷酸盐得到补充，大陆径流从河水流入的磷酸盐得到补充，大陆径流每年为海洋增添的溶解态磷约力每年为海洋增添的溶解态磷约力2.21012克克/年，颗粒态磷为年，颗粒态磷为121012克克/年。年。 7/29/202454磷的循环磷的循环 磷的循环受到海洋生物化学、海水磷的循环受到海洋生物化学、海水运动以及沉积作用等的控制运动以及沉积作用等的控制 7/29/202455海洋中磷酸盐含量随海区和季节的不同而变化，海洋中磷酸盐含量随海区和季节的不同而变化，一般在河口和封闭海区，沿岸水和上升流区一般在河口和封闭海区，沿岸水和上升流区磷酸盐含量较高，而在开阔的大洋表层含量磷酸盐含量较高，而在开阔
46、的大洋表层含量较低。近海水域磷酸盐含量一般冬季较高，较低。近海水域磷酸盐含量一般冬季较高，夏季较低。在河口及沿岸浅海区磷酸盐垂直夏季较低。在河口及沿岸浅海区磷酸盐垂直方向上分布比较均匀，而在深海和大洋中，方向上分布比较均匀，而在深海和大洋中，则有明显分层。则有明显分层。 海水中磷酸盐的含量分布与变化海水中磷酸盐的含量分布与变化 7/29/202456大洋海水中无机磷酸盐的浓度是在不断大洋海水中无机磷酸盐的浓度是在不断变化的，但许多地区最大浓度变化范围变化的，但许多地区最大浓度变化范围都不超过都不超过0.51.0 moldm-3。在热海洋在热海洋表层水中、生物生产力大，因而这里磷表层水中、生物生
47、产力大，因而这里磷的浓度最低，通常在的浓度最低，通常在0.10.2 moldm-3。 水平分布水平分布 7/29/202457在太平洋、大西洋和印度洋的南部，由于彼此在太平洋、大西洋和印度洋的南部，由于彼此相通，其分布及含量大致相同，而大西洋与太相通，其分布及含量大致相同，而大西洋与太平洋的北部磷酸盐的分布则有着明显的差别。平洋的北部磷酸盐的分布则有着明显的差别。大西洋北部磷含量较低，南部几乎等于南北的大西洋北部磷含量较低，南部几乎等于南北的差别。太平洋北部磷含量较南部高许多，几乎差别。太平洋北部磷含量较南部高许多，几乎达到南部海区的两倍。而太平洋断面和大西洋达到南部海区的两倍。而太平洋断面和
48、大西洋断面磷的含量则有明显的差别。所以形成这种断面磷的含量则有明显的差别。所以形成这种差别，是与这些大洋的环流有关。这种情况与差别，是与这些大洋的环流有关。这种情况与溶解溶解O2的分布有类似的情况，一般规律是磷含的分布有类似的情况，一般规律是磷含量高，氧含量低，如大西洋氧的最小层处，也量高，氧含量低，如大西洋氧的最小层处，也是磷含量最高的地方，达到是磷含量最高的地方，达到2 moldm-3以上。以上。 7/29/202458磷酸盐含量之所以由大西洋深层水向北太平洋深层水磷酸盐含量之所以由大西洋深层水向北太平洋深层水方向富集是由于这些大洋深海的环流方向为低温、高方向富集是由于这些大洋深海的环流方
49、向为低温、高盐和营养元素含量低的大西洋表层水在大西洋北端的盐和营养元素含量低的大西洋表层水在大西洋北端的挪威海沉降，成为大西洋深层水，越过格陵兰至英国挪威海沉降，成为大西洋深层水，越过格陵兰至英国诸岛的海脊往南流。在这期间，含磷颗粒从表层沉降诸岛的海脊往南流。在这期间，含磷颗粒从表层沉降到深海的过程中不断被氧化腐解而释放出营养盐，这到深海的过程中不断被氧化腐解而释放出营养盐，这些被再生的营养盐和未被腐解的颗粒物质随着深层水些被再生的营养盐和未被腐解的颗粒物质随着深层水流向太平洋方向迁移，一直到北太平洋深处，这个富流向太平洋方向迁移，一直到北太平洋深处，这个富集过程不断继续下去集过程不断继续下去
50、(图图5.10)，使深层水中，使深层水中PO4-P的含的含量从大西洋深层的量从大西洋深层的1.2 moldm-3，逐渐地提高到北太逐渐地提高到北太平洋深层的平洋深层的3 moldm-3。由此可见，其所以形成这种由此可见，其所以形成这种差别，是由于大洋环流和生物循环相互作用的结果。差别，是由于大洋环流和生物循环相互作用的结果。 7/29/202459深水流（黑线）与表水流（虚线）的流动模型图深水流（黑线）与表水流（虚线）的流动模型图1.1.小圆圈表示分散上升流小圆圈表示分散上升流 2.2.箭头表示深水流方向箭头表示深水流方向3.3.虚线表示表层回流虚线表示表层回流 4.4.大圆圈表示下降流区大圆
51、圈表示下降流区 7/29/202460垂直分布垂直分布磷酸盐在大西洋、太平磷酸盐在大西洋、太平洋和印度洋的垂直分布洋和印度洋的垂直分布7/29/202461v它近似地反映出三大洋水中磷酸盐含量分布变化的一它近似地反映出三大洋水中磷酸盐含量分布变化的一般规律：般规律：即在大洋的表层，由于生物活动吸收磷酸盐，使磷的即在大洋的表层，由于生物活动吸收磷酸盐，使磷的含量很低，甚至降到零值。含量很低，甚至降到零值。在在500800米深水层内，含磷颗粒在重力的作用下下沉米深水层内，含磷颗粒在重力的作用下下沉或被动物一直带到深海，由于细菌的分解氧化，不断或被动物一直带到深海，由于细菌的分解氧化，不断地把磷酸盐
52、释放回海水，从而使磷的含量随深度而迅地把磷酸盐释放回海水，从而使磷的含量随深度而迅速增加，一直达到最大值（速增加，一直达到最大值（1000米左右）。米左右）。1000米以下的深层水，磷几乎都以溶解的磷酸盐的形米以下的深层水，磷几乎都以溶解的磷酸盐的形式存在。由于垂直涡动扩散，使不同来源水层的磷酸式存在。由于垂直涡动扩散，使不同来源水层的磷酸盐浓度趋于均等。磷酸盐的含量通常是固定不变的。盐浓度趋于均等。磷酸盐的含量通常是固定不变的。或者可以说它的浓度随深度的增加变化很小。或者可以说它的浓度随深度的增加变化很小。 7/29/202462海水中磷的含量还由于生物活动规律及其海水中磷的含量还由于生物活
53、动规律及其他因素影响而存在着季节的变化。尤其是他因素影响而存在着季节的变化。尤其是在温带（中纬度）海区的表层水和近岸浅在温带（中纬度）海区的表层水和近岸浅海中，磷酸盐的含量分布具有明显规律性海中，磷酸盐的含量分布具有明显规律性的季节变化。的季节变化。 季节变化季节变化7/29/202463夏季，表层海水由于光合作用强烈、生物夏季，表层海水由于光合作用强烈、生物活动旺盛，摄取磷的量多。如果从深层水活动旺盛，摄取磷的量多。如果从深层水来的磷补给不足，就致使表层水磷的含量来的磷补给不足，就致使表层水磷的含量降低、以致减为零值。降低、以致减为零值。冬季由于生物死亡，尸骸和排泄物腐解，冬季由于生物死亡，
54、尸骸和排泄物腐解，磷重新释放返回海水小中，同时由于冬季磷重新释放返回海水小中，同时由于冬季海水对流混合剧烈，使底部的磷酸盐补充海水对流混合剧烈，使底部的磷酸盐补充到表层，以致使其含量达全年最高值。到表层，以致使其含量达全年最高值。 7/29/202464英吉利海峡海水磷酸盐季节变化英吉利海峡海水磷酸盐季节变化 CooperCooper等在英吉利海峡一个站位进行磷酸盐季节变化等在英吉利海峡一个站位进行磷酸盐季节变化的多年按月观测，其结果是：最高值在冬季，磷含量的多年按月观测，其结果是：最高值在冬季，磷含量在在21.521.51010mgmmgm-3-3之间变化，最低值有些年份可低到之间变化，最低
55、值有些年份可低到0.5 0.5 mg/mmg/m3 3。 7/29/202465山东胶州湾某站海水磷酸盐季节变化山东胶州湾某站海水磷酸盐季节变化 以胶州湾磷的季节变化可直观地看出其变动的情况。但是，在以胶州湾磷的季节变化可直观地看出其变动的情况。但是，在8 8月份，胶州湾的磷含量却反而突然增加，这是由于降雨使大陆月份，胶州湾的磷含量却反而突然增加，这是由于降雨使大陆排水突增、大陆水从陆地带了大量磷，因而使排水突增、大陆水从陆地带了大量磷，因而使8 8月份磷含量又有月份磷含量又有所增加。近年来，有些海区由于人为排污等原因致使营养盐富所增加。近年来，有些海区由于人为排污等原因致使营养盐富集，引起浮
56、游生物的过度繁殖，即所谓集，引起浮游生物的过度繁殖，即所谓“赤潮赤潮”。 7/29/202466河口磷酸盐的缓冲现象河口磷酸盐的缓冲现象 这是这是Stefansson和和Richards最初在哥伦比亚河最初在哥伦比亚河口发现的。此后，在世界许多重要河流（包括口发现的。此后，在世界许多重要河流（包括我国的长江、黄河和珠江）的河口也存在这种我国的长江、黄河和珠江）的河口也存在这种缓冲现象。产生缓冲现象的原因，是由于磷酸缓冲现象。产生缓冲现象的原因，是由于磷酸盐与悬浮颗粒物发生了液盐与悬浮颗粒物发生了液固界面的吸附固界面的吸附解解吸作用，即河口悬浮颗粒物能从富含磷酸盐的吸作用，即河口悬浮颗粒物能从富
57、含磷酸盐的水体吸附磷酸盐，而后又能在低浓度水中释放水体吸附磷酸盐，而后又能在低浓度水中释放磷酸盐出来，这样就使水体的磷酸盐浓度保持磷酸盐出来，这样就使水体的磷酸盐浓度保持在一个相对恒定的范围。在一个相对恒定的范围。 7/29/202467生生物物过过程程生生物物过过程程在在黄黄海海、渤渤海海0100m深深的的海海区区，磷磷酸酸盐盐含含量量冬冬季季为为0.31.3 moldm-3，夏季为夏季为0.60.8 moldm-3。长江下游，秋季平均值为长江下游，秋季平均值为0.83 moldm-3。东东海海海海区区磷磷酸酸盐盐含含量量表表层层水水0.300.48 moldm-3，底底层层水水平平均均约约
58、1.50 moldm-3。垂垂直直分分布布与与大大洋洋水水相相似。似。南南海海的的近近岸岸河河口口区区磷磷酸酸盐盐含含量量为为01.1 moldm-3，表表 层层 一一 般般 为为 00.5 moldm-3， 底底 层层 为为0.31.1 moldm-3。在在 南南 海海 开开 阔阔 海海 区区 ， 垂垂 直直 方方 向向 的的 磷磷 含含 量量 为为02.5 moldm-3，具具有有大大洋洋水水的的垂垂直直分分布布特特征征；水水平方向上的分布则比较均匀。平方向上的分布则比较均匀。我国近海磷酸盐的分布我国近海磷酸盐的分布7/29/202468我国近海水域，磷酸盐含量的季节变化我国近海水域，磷酸
59、盐含量的季节变化特征明显，基本呈现：春、夏、秋、冬特征明显，基本呈现：春、夏、秋、冬依次递增。依次递增。 季节变化季节变化7/29/202469福建海岸带海水磷酸盐平均含量的季节变化（福建海岸带海水磷酸盐平均含量的季节变化（ moldm-3） 磷酸盐含量的季节变化基本呈现：春、磷酸盐含量的季节变化基本呈现：春、夏、秋、冬依次递增。夏、秋、冬依次递增。 7/29/202470台湾海峡西部海域磷酸盐的季节变化台湾海峡西部海域磷酸盐的季节变化 （ moldm-3） 磷酸盐含量的季节变化基本呈现：春、磷酸盐含量的季节变化基本呈现：春、夏、秋、冬依次递增。夏、秋、冬依次递增。 7/29/202471大鹏
60、澳、深圳湾磷酸盐的季节变化大鹏澳、深圳湾磷酸盐的季节变化 （ moldm-3） 磷酸盐含量的季节变化基本呈现：春、磷酸盐含量的季节变化基本呈现：春、夏、秋、冬依次递增。夏、秋、冬依次递增。 7/29/202472大亚湾西南部海区磷酸盐的月均值大亚湾西南部海区磷酸盐的月均值 （ moldm-3） 由大亚湾西南部海区磷酸盐的月均值看出，磷酸盐的由大亚湾西南部海区磷酸盐的月均值看出，磷酸盐的周年变化最低值是在春季的周年变化最低值是在春季的4月份，而最高值则在冬月份，而最高值则在冬季的季的12月份。月份。 7/29/2024730层等值线层等值线 100m层等值线层等值线南海中部表层和南海中部表层和1
61、00mP，Si含量的水平变化（含量的水平变化（1978年年6月）月）P (mg/m3) -Si (mg/m3) 南海中部海域磷酸盐的平面分布图说明，该海域的表南海中部海域磷酸盐的平面分布图说明，该海域的表层和层和100m层磷酸盐含量分布，具有从东南向西北浓层磷酸盐含量分布，具有从东南向西北浓度逐渐降低，即东南高西北低的特点。度逐渐降低，即东南高西北低的特点。 7/29/202474南海东沙群岛南海东沙群岛 100m磷酸盐磷酸盐的水平分布（的水平分布（ moldm-3） 南海东沙群岛的西南海东沙群岛的西南冷涡中南冷涡中100m层磷层磷酸盐含量的平面分酸盐含量的平面分布，布，呈现在东沙群呈现在东沙
62、群岛西南部存在一个岛西南部存在一个磷酸盐含量的高值磷酸盐含量的高值区，中心的含量比区，中心的含量比周围要高周围要高13倍倍 7/29/202475南海中部磷酸盐周日变化南海中部磷酸盐周日变化 南海中部海南海中部海区各层次的区各层次的磷酸盐含量，磷酸盐含量，周日变化均周日变化均不显著。不显著。 7/29/202476南海与太平洋、大西洋、南海与太平洋、大西洋、印度洋中印度洋中P Si的比较的比较 南海中部海区磷酸盐南海中部海区磷酸盐的垂直分布特征，从的垂直分布特征，从接近于零的表层水开接近于零的表层水开始，在始，在500m范围内急范围内急剧增加，至剧增加，至800m左右左右达到最大值，再往深达到
63、最大值，再往深处仅有较小的变化。处仅有较小的变化。同时可以看出，南海同时可以看出，南海中部海区磷酸盐的垂中部海区磷酸盐的垂直变化曲线与世界主直变化曲线与世界主要大洋的垂直变化曲要大洋的垂直变化曲线很相似，而与太平线很相似，而与太平洋的变化曲线几乎重洋的变化曲线几乎重叠，说明南海中部水叠，说明南海中部水体属太平洋水体。体属太平洋水体。 7/29/2024776.3 硅硅相相当当数数量量的的含含硅硅物物质质是是由由大大陆陆径径流流带带入入海海洋洋的的，是是决决定定海海洋洋中中硅硅含含量量高高低低的的主主要要因因素。素。硅硅的的去去除除主主要要是是进进入入硅硅质质生生物物体体中中，然然后后进入沉积物
64、中。进入沉积物中。 7/29/202478海海水水中中硅硅的的存存在在形形态态颇颇多多。有有可可溶溶的的硅硅酸酸盐盐、胶胶体体状状态态的的硅硅化化合合物物、悬悬浮浮硅硅和和作作为为海海洋洋生生物物组组织织一一部部分分的的硅硅等等。其其中中以以可可溶溶性性硅硅酸酸盐盐和和悬悬浮浮二二氧氧化化硅硅两两种种为为主主。海海洋洋中中可可溶溶性性硅硅平平均均浓浓度度为为36 moldm-3，在在大洋深水中可达大洋深水中可达100200 moldm-3。海海水水中中硅硅的的化化学学行行为为硅的存在形态硅的存在形态7/29/202479硅硅酸酸H4SiO4或或Si(OH)4是是一一种种弱弱酸酸，它它在在水中存
65、在如下平衡：水中存在如下平衡：7/29/202480在在25，0.5moldm-3NaCl溶溶液液中中，硅硅酸酸的的K13.910-10，K2=1.9510-13。因因此此，在在海海水水的的pH值值通通常常为为7.78.3的的范范围围内内，只只有有约约5的的溶溶解解硅硅以以离离子子形形态态H3SiO4-存存在在。溶溶解解硅硅主主要要是是以以单单分分子子硅硅H4SiO4形形态态存存在在。通通 常常 把把 可可 通通 过过 超超 过过 滤滤 器器 (滤滤 膜膜 孔孔 径径 为为0.10.5 m的的硝硝化化纤纤维维膜膜)并并且且可可用用硅硅钼钼黄黄络络合合比比色色法法测测定定的的低低聚聚合合度度的的
66、溶溶解解硅硅酸酸和和单单分分子子硅硅酸酸总总称称为为：“活活性性硅硅酸酸盐盐”，它它容易被硅藻所吸收。容易被硅藻所吸收。 7/29/202481硅硅酸酸容容易易形形成成聚聚合合物物，在在25下下，该该反反应应的的平平衡衡常常数数为为10-13.5。有有人人指指出出，当当海海水水的的pH为为 8.0时时 ， 硅硅 酸酸 的的 平平 均均 浓浓 度度 为为 10-4 moldm-3。而而这这种种聚聚合合态态Si4O8(OH)22-的的浓浓度度仅仅为为10-13.5 moldm-3。这这表表明明海海水水中中这这种种硅硅酸酸的的聚聚合合态态将将迅迅速速地地解解聚聚。这这是是由由于于海海水水中中强强电电
67、解解质质的的作作用用，致致使使硅硅酸酸的的电电离离常常数数提提高高。因因此此，不不仅仅不不能能使使单单分分子子硅硅酸酸聚聚合，反而会促进高分子硅胶降聚。合，反而会促进高分子硅胶降聚。 海水中电解质对硅酸的凝聚作用海水中电解质对硅酸的凝聚作用 7/29/202482硅酸在海水中的溶解度硅酸在海水中的溶解度 在在25时时，SiO2在在纯纯水水中中的的溶溶解解度度为为l80 moldm-3 (以以含含硅硅量量表表示示，下下同同)，而而在在0时时，则则为为79 moldm-3。所所以以，天天然然海海水水中中硅硅酸酸盐盐是是处处于于不不饱饱和和状状态态，在在海海水水中中不不可可能能发发现现SiO2自自行
68、行沉沉淀淀析出现象。而只能是趋于继续溶解。析出现象。而只能是趋于继续溶解。 7/29/202483LiSitsin发发现现印印度度洋洋中中悬悬浮浮的的粘粘土土中中含含有有70以以上上直直径径小小于于10-3厘厘米米的的含含硅硅粒粒子子，这这些些相相当当数量的含硅物质是由大陆径流带入海洋的。数量的含硅物质是由大陆径流带入海洋的。Mackenzic等等(1967)指出：河流带进海洋的悬指出：河流带进海洋的悬浮矿物质将是决定海洋中硅含量高低的主要浮矿物质将是决定海洋中硅含量高低的主要因素。因素。海洋中硅的生物学和地球化学因素的控制海洋中硅的生物学和地球化学因素的控制 7/29/202484海海水水中
69、中硅硅酸酸去去除除的的主主要要途途径径是是由由于于硅硅不不可可逆逆地地进进入入硅硅质质生生物物体体中中，使使大大量量的的硅硅迁迁入入沉沉积积物物中中。如如硅硅藻藻、有孔虫和硅海绵对硅有很高的富集作用。有孔虫和硅海绵对硅有很高的富集作用。然然而而，许许多多海海洋洋学学者者研研究究发发现现沿沿岸岸通通常常呈呈现现低低盐盐度度而而高高硅硅量量的的现现象象，认认为为这这是是进进行行着着硅硅酸酸的的非非生生物物移移出出的的过过程程，即即化化学学沉沉析析过过程程。李李法法西西等等研研究究认认为为：这这是是由由于于河河水水中中溶溶解解的的Fe、Al、Mn等等在在河河口口与与海海水水混混合合过过程程中中所所形
70、形成成的的pH、Eh和和电电解解质质浓浓度度条条件件下下 ， 能能 生生 成成 水水 合合 氧氧 化化 物物 及及 其其 胶胶 体体 沉沉 淀淀A1(OH)3Fe(OH)3所所致致。这这些些新新生生物物质质化化学学吸吸附附海海水水中中活活性性硅硅。形形成成铁铁、铝铝硅硅酸酸盐盐，成成为为多多相相矿矿粒粒，然后沉积到海底。然后沉积到海底。7/29/202485西英吉利海峡表层水盐度和硅酸盐的含量西英吉利海峡表层水盐度和硅酸盐的含量(2月份月份) 7/29/202486硅在海洋中的含量分布规律与氮、磷元素硅在海洋中的含量分布规律与氮、磷元素相似，海洋中硅酸盐含量随着海区和季节相似，海洋中硅酸盐含量
71、随着海区和季节不同而变化。但硅是海洋中浓度变化最大不同而变化。但硅是海洋中浓度变化最大的元素，无论是丰度还是浓度变化幅度都的元素，无论是丰度还是浓度变化幅度都比比N、P元素来得大。因此，它在海水中元素来得大。因此，它在海水中的分布规律有特别之处。的分布规律有特别之处。 海水中硅酸盐的含量分布与变化海水中硅酸盐的含量分布与变化7/29/202487南南 极极 和和 印印 度度 洋洋 深深 层层 水水 中中 SiO2的的 含含 量量 都都 约约 为为4.3 moldm-3；西西北北太太平平洋洋深深层层水水中中SiO2的的含含量量则则高高达达6.1 moldm-3。在在大大西西洋洋南南部部（不不包包
72、括括高高纬纬度度区区）在在水水深深1000米米到到海海底的水层中硅含量约为底的水层中硅含量约为2057 moldm-3。印印度度洋洋为为4078 moldm-3，而而太太平平洋洋北北部部和和东东北北部部约为约为170 moldm-3。海海水水中中硅硅的的最最大大浓浓度度在在白白令令海海东东部部与与太太平平洋洋毗毗邻邻的的海海区区，这这里里底底层层水水含含硅硅量量为为180200 moldm-3，有有时时甚至高达甚至高达220 moldm-3。水平分布水平分布 7/29/202488大洋表层水中，因有硅藻等浮游植物的生长大洋表层水中，因有硅藻等浮游植物的生长繁殖，硅酸盐被消耗而使硅的含量大为降低
73、。繁殖，硅酸盐被消耗而使硅的含量大为降低。以以SiO2计，有时可低于计，有时可低于0.02 moldm-3。 深水中硅含量由大陆径流量最大的大西洋朝深水中硅含量由大陆径流量最大的大西洋朝着太平洋着太平洋(大陆径流最小的大陆径流最小的)的方向显著增加的方向显著增加其他生源要素其他生源要素(硝酸盐和磷酸盐等硝酸盐和磷酸盐等)也是如也是如此，这是由世界大洋环流的方向和生物的循此，这是由世界大洋环流的方向和生物的循环所决定的。环所决定的。 7/29/202489垂直分布垂直分布硅酸盐在大西洋、太平硅酸盐在大西洋、太平洋和印度洋的垂直分布洋和印度洋的垂直分布7/29/202490v海水中硅酸盐的垂直分布
74、较为复杂，其分布与硝酸盐海水中硅酸盐的垂直分布较为复杂，其分布与硝酸盐和磷酸盐有所不同，即在大洋水中其分布的主要特点和磷酸盐有所不同，即在大洋水中其分布的主要特点是：中间水层硅的含量没有最大层，硅酸盐的含量是是：中间水层硅的含量没有最大层，硅酸盐的含量是随深度逐渐地增加。在太平洋底层水中，硅含量有时随深度逐渐地增加。在太平洋底层水中，硅含量有时高达高达270 moldm-3。特别是南极海洋的冰和深层水都特别是南极海洋的冰和深层水都出现很高的磷酸盐和硝酸盐的浓度，在南极辐聚区硅出现很高的磷酸盐和硝酸盐的浓度，在南极辐聚区硅的含量发现高达的含量发现高达5200 gdm-3。深层水硅酸盐含量如深层水
75、硅酸盐含量如此之高，不仅与生物体下沉溶解有关，而且与底质表此之高，不仅与生物体下沉溶解有关，而且与底质表层硅酸盐矿物质的直接溶解有关。但是，海洋中硅的层硅酸盐矿物质的直接溶解有关。但是，海洋中硅的浓度随深度而增加并不总是有规律的，在某些海区如浓度随深度而增加并不总是有规律的，在某些海区如深海盆地和海沟水域中，其垂直分布出现最大值。其深海盆地和海沟水域中，其垂直分布出现最大值。其次，三大洋水中硅的垂直分布也有很大的不同，太平次，三大洋水中硅的垂直分布也有很大的不同，太平洋和印度洋深层水中含硅量要比大西洋深层水中高得洋和印度洋深层水中含硅量要比大西洋深层水中高得多。多。 7/29/202491硅硅
76、同同磷磷酸酸盐盐和和硝硝酸酸盐盐一一样样，由由于于生生物物生生命命过过程程的的消消长长，其含量分布具有显著的季节变化。其含量分布具有显著的季节变化。春春季季，因因硅硅藻藻等等浮浮游游植植物物繁繁殖殖旺旺盛盛，使使海海水水中中硅硅酸酸盐盐含含量量大大为为减减少少，但但由由于于含含有有大大量量硅硅酸酸盐盐的的河河水水径径流流入入海海，生生物物活活动动减减少少的的硅硅酸酸盐盐不不致致象象磷磷酸酸盐盐和和硝硝酸酸盐盐那那样，可消耗至零。样，可消耗至零。夏夏季季，由由于于表表层层水水温温升升高高，硅硅藻藻生生长长受受到到抑抑制制，硅硅含含量又有一定程度的回升。量又有一定程度的回升。冬冬季季生生物物死死亡
77、亡，其其尸尸体体下下沉沉腐腐解解使使硅硅又又更更新新溶溶解解于于海海水中，海水中硅酸盐含量迅速提高。水中，海水中硅酸盐含量迅速提高。但硅和氮、磷在循环过程中是不同的，氮和磷的再生但硅和氮、磷在循环过程中是不同的，氮和磷的再生必须在细菌作用下才能从有机质中释放出来，而硅质必须在细菌作用下才能从有机质中释放出来，而硅质残骸主要是靠海水对它的溶解作用。残骸主要是靠海水对它的溶解作用。 季节变化季节变化7/29/202492我我国国黄黄、渤渤海海含含量量在在555 moldm-3，东东海海表表层层溶溶解解态态硅硅酸酸盐盐含含量量为为513.2 moldm-3，底底层层比比表表层层略略高高。近岸水的含量
78、较高。近岸水的含量较高。我国近海硅酸盐的分布我国近海硅酸盐的分布7/29/202493北北黄黄海海我我国国大大鹿鹿岛岛海海域域的的硅硅酸酸盐盐变变化化呈呈现现表层高，中底层低的特征。表层高，中底层低的特征。 大鹿岛海域硅酸盐的变化大鹿岛海域硅酸盐的变化 （ moldm-3） 7/29/202494我国近岸水域硅酸盐含量的季节变我国近岸水域硅酸盐含量的季节变化各地有所不同。化各地有所不同。 季节变化季节变化7/29/202495福建海岸带海水硅酸盐含量变化福建海岸带海水硅酸盐含量变化 （ moldm-3） 福建海岸带硅酸盐平均含量呈现冬、秋、福建海岸带硅酸盐平均含量呈现冬、秋、春、夏依次递减的特
79、征。春、夏依次递减的特征。 7/29/202496台湾海峡西部海域的硅酸盐含量季节变化台湾海峡西部海域的硅酸盐含量季节变化 （ moldm-3） 台湾海峡西部海域的硅酸盐水平分布呈台湾海峡西部海域的硅酸盐水平分布呈现近岸高远岸低的趋势。而且在闽江口、现近岸高远岸低的趋势。而且在闽江口、九龙江口和东山外海经常出现高值区。九龙江口和东山外海经常出现高值区。但是硅酸盐的季节变化仍显冬、秋、春、但是硅酸盐的季节变化仍显冬、秋、春、夏依次递减的特征。夏依次递减的特征。 7/29/202497大鹏湾和深圳湾的硅酸盐含量季节变化（大鹏湾和深圳湾的硅酸盐含量季节变化（ moldm-3） 夏季，海峡中部的硅酸盐
80、含量几乎低到夏季，海峡中部的硅酸盐含量几乎低到检测不出。但是，广东沿岸的大鹏湾和检测不出。但是，广东沿岸的大鹏湾和深圳湾的硅酸盐含量季节变化，呈现冬深圳湾的硅酸盐含量季节变化，呈现冬春低、夏秋高的特征春低、夏秋高的特征7/29/202498大亚湾西南部海区硅酸盐月均值大亚湾西南部海区硅酸盐月均值 （ moldm-3） 大亚湾西南部与前面广东沿岸的大鹏湾和深圳湾的大亚湾西南部与前面广东沿岸的大鹏湾和深圳湾的硅酸盐含量季节变化不通，是春夏低、秋冬高。硅酸盐含量季节变化不通，是春夏低、秋冬高。而且硅酸盐的周年变化最低值出现在而且硅酸盐的周年变化最低值出现在3、4月份，最月份，最高值出现在高值出现在1
81、012月份。月份。 7/29/202499南海表层，河口及沿岸水中硅酸盐含量最南海表层，河口及沿岸水中硅酸盐含量最高，约在高，约在3100 moldm-3。南海东北部南海东北部至中部海域表层硅酸盐含量低，深层则含至中部海域表层硅酸盐含量低，深层则含量高，约量高，约0180 moldm-3范围。南海中范围。南海中部海域硅酸盐含量的水平分布，表层和部海域硅酸盐含量的水平分布，表层和100m层硅酸盐与磷酸盐含量等值线变化层硅酸盐与磷酸盐含量等值线变化趋势是一致的，均为从东南向西北逐渐降趋势是一致的，均为从东南向西北逐渐降低。低。7/29/2024100东沙群岛西南东沙群岛西南的冷涡的的冷涡的100层
82、层100m层硅酸盐层硅酸盐的水平分布的水平分布 （ moldm-3） 在东沙群岛西南的冷涡的在东沙群岛西南的冷涡的100层，硅酸盐含量春、层，硅酸盐含量春、夏、秋、冬均存在一个高值区，中心区含量比周围高夏、秋、冬均存在一个高值区，中心区含量比周围高13倍。倍。7/29/2024101南海中部硅酸盐的周日变化南海中部硅酸盐的周日变化 南海中部海区硅酸盐南海中部海区硅酸盐的周日变化亦不明显的周日变化亦不明显 7/29/2024102河河水水中中硅硅酸酸盐盐含含量量较较海海水水高高得得多多。河河口口硅硅酸酸盐盐的的物物理理化化学学，与与硅硅在在海海洋洋中中的的地地球球化化学学、河河口口与与近近岸岸海
83、海底底沉沉积积的的形形成成和和性性质质、港港湾湾的的淤淤积积和和变变迁迁、河河口口海海域域各各种种污污染染物物质质的的分分布布转转移移机机理理等等均均具具有有相相当当大大的的关关系系。可可见见河河口口化化学学物物质质的的转转移移十十分分繁繁杂杂。生生物物转转移移为为主主和和无无机机化化学学转转移移为为主主的的两两种种见见解解从从50年代开始一直未有定论。年代开始一直未有定论。 硅酸盐的河口化学硅酸盐的河口化学7/29/20241031985年年Bien根根据据密密西西西西比比河河的的调调查查和和试试验验结结果果，指指出出活活性性硅硅有有明明显显的的无无机机化化学学转转移移，认认为为电电解解质质
84、与与悬悬浮浮物物的的存存在在是是无无机机转转移移的的必必要要条条件件。Liss等等和和Burton等等支支持持这这个个观观点，一般都有点，一般都有10%13%的活性转移。的活性转移。 Wollast和和De Broeu，Fanning和和Pilson等等认认为为生生物物转转移移为为主主。其其实实验验依依据据是是较较低低盐盐度度水水样样的的“黑黑白白瓶瓶实实验验” ，即即与与光光和和空空气气隔隔断断的的水水样样中中活活性性硅硅的的含含量量在在26天天后后变变化化很很小小，但但暴暴露露在在光光和和空空气气中中的的水水样样活活性性则则全全部耗光。部耗光。 7/29/2024104（1）发发现现在在海
85、海水水中中，Al(OH)3和和Fe(OH)3胶胶体体沉沉淀淀能能大大量量吸吸附附活活性性硅硅，吸吸附附后后在在海海水水中中不不易易被被NaCl、Na2SO4、MgCl2、NaOH等等电电解解质质溶溶液液所所洗洗脱脱，说说明明可可能能是是化化学学吸吸附附。提提出出无无机机转转移移的的机机理理是是：由由于于河河水水与与海海水水混混合合后后，pH提提高高，使使Fe3+、Al3+形形成成Al(OH)3和和Fe(OH)3。由由于于盐盐度度增增大大而而促促使使生生成成胶胶体体沉沉淀淀，从从而而化化学学吸吸附附海海水水中中的的活活性性硅硅，转转化化为为铁铁、铝铝硅硅酸酸盐盐化化合合物物，也也可可能能附附着着
86、在在其其他他悬悬浮浮颗颗粒粒表表面面上上成成为为多多相相矿矿粒粒而沉入海底。而沉入海底。 我国学者对硅酸盐的河口化学行为的看法我国学者对硅酸盐的河口化学行为的看法和见解：和见解： 7/29/2024105（2）根根据据世世界界上上一一些些河河口口区区所所观观测测到到的的活活性性硅硅与与氯氯度度的的关关系系曲曲线线，说说明明河河口口区区活活性性硅硅的的转移是经常出现的。有时高达转移是经常出现的。有时高达2030%。（3）九九龙龙江江河河口口海海域域悬悬浮浮物物质质中中悬悬浮浮有有机机硅硅（基基本本上上反反映映硅硅藻藻等等浮浮游游生生物物体体中中的的硅硅）含含量量同同“次次生生”无无机机硅硅（可可
87、基基本本上上反反映映无无机机转转移移的的硅硅）含含量量的的比比值值大大多多在在1:4左左右右，说说明明生生物物转转移移占占总总转转移移量量的的20%左左右右，无无机机转转移移起起主要作用。主要作用。7/29/2024106顾顾宏宏堪堪等等黄黄河河水水与与海海水水混混合合过过程程中中溶溶解解硅硅酸酸盐盐的的行行为为作作过过研研究究。他他们们认认为为夏夏、秋秋季季黄黄河河河河口口区区溶溶解解硅硅酸酸盐盐的的行行为为基基本本是是保保守守的的，夏夏季季呈呈现现一一定定转转移移，可可能能是是与与大大量量繁繁殖殖的的硅硅藻藻吸吸收收硅硅有有关关。长长江江口口未未发发现现转转移移现现象象，原原因因是是长长江
88、江径径流流量量大大，河河水水在在河河口口区区逗逗留留时时间间短短，转转移移尚尚来来不不及及进进行行的的缘缘故故；其其次次，也也可可能能由由于于水水质质浑浑浊浊，悬悬浮浮物物含含量量高高，不不利利于于浮浮游游植植物物大大量量生生长长，由由生生物物吸吸收收引引起起的的转转移移较较少少。珠珠江江口口（伶伶仃仃洋洋）的的溶溶解解硅硅酸酸盐盐与与盐盐度度呈呈显显著著负负相相关关（除除1988年年2月月航航次次外外），溶溶解解硅硅酸酸盐盐呈保守性。呈保守性。 7/29/20241076.4 中国近海营养盐的生物地球化学中国近海营养盐的生物地球化学v生生物物地地球球化化学学是是海海洋洋化化学学的的一一门门崭
89、崭新新的的学学科科，它它既既是是海海洋洋生生物物化化学学的的一一个个分分支支，又又是是地地球球化化学学的的一一个个分分支支。营营养养盐盐的的生生物物地地球球化化学学是是研研究究海海洋洋生生物物的的活活动动与与海海洋洋中中营营养养元元素素的的地地球球化化学学过过程程的的关关系系。生生态态学学上上，从从群群落落与与系系统统生生态态角角度度也也重重视视生生物物地地球球化化学学循循环环，但但侧侧重重于于研研究究生生物物所所需需要要的的化化学学元元素素在在生生物物体体与与外界环境之间的运转过程。外界环境之间的运转过程。7/29/2024108海洋中氮磷等营养元素的海洋中氮磷等营养元素的海洋生物地球化学循
90、环海洋生物地球化学循环 在氮磷的再生与循环在氮磷的再生与循环中，生物过程起着主中，生物过程起着主导作用。在营养盐的导作用。在营养盐的再生和循环过程中，再生和循环过程中，常伴随着氧的消耗和常伴随着氧的消耗和产生的过程。研究海产生的过程。研究海水中溶解氧和营养盐水中溶解氧和营养盐的含量及其分布变化的含量及其分布变化的关系，可估算上层的关系，可估算上层水域的初级生产力或水域的初级生产力或阐明深水层水团混合阐明深水层水团混合运动的状况。运动的状况。 7/29/2024109顾顾宏宏堪堪等等研研究究我我国国长长江江口口氮氮、磷磷元元素素与与浮浮游游植植物物的的关关系系，发发现现该该海海区区虽虽然然营营养
91、养盐盐大大量量增增加加而而浮浮游游植植物物数数量量并并不不大大，而而且且浮浮游游植植物物密密集集区区并并不不在在营营养养盐盐最最丰丰富富的的长长江江口口而而是是在在离离河河口口较较远远的的海海区区，长长江江口口浮浮游游植植物物数数量量却却很很少少，说说明明长长江江口口存存在在着着对对浮浮游游植植物物生生长长的的某某种种限限制制因因素素。水水体体浑浑浊浊很很可可能是长江口浮游植物生长的重要限制因素。能是长江口浮游植物生长的重要限制因素。 7/29/2024110东海浅水区磷酸盐的垂东海浅水区磷酸盐的垂直分布（直分布（mgm-3） 东海磷酸盐的垂直分布随深度变东海磷酸盐的垂直分布随深度变化较大，主
92、要是真光层以内植物化较大，主要是真光层以内植物的光合作用超过动物的呼吸作用，的光合作用超过动物的呼吸作用，从而形成有机物的净增值，浮游从而形成有机物的净增值，浮游植物大量吸收磷酸盐，特别是春植物大量吸收磷酸盐，特别是春夏季节，由于生物的消耗作用，夏季节，由于生物的消耗作用，有的海区磷酸盐含量降到零。在有的海区磷酸盐含量降到零。在真光层以下，随着深度增加，下真光层以下，随着深度增加，下沉的浮游植物死亡后由于细菌的沉的浮游植物死亡后由于细菌的作用而分解，而磷酸盐被生物吸作用而分解，而磷酸盐被生物吸收后，主要构成生物的原生质，收后，主要构成生物的原生质，因而分解速率较快，磷酸盐含量因而分解速率较快，
93、磷酸盐含量随深度增加。在深水，磷几乎全随深度增加。在深水，磷几乎全部以溶解的磷酸盐形式存在。浮部以溶解的磷酸盐形式存在。浮游植物与其他高一级的动物以较游植物与其他高一级的动物以较快的速度排泄磷酸盐也是磷再生快的速度排泄磷酸盐也是磷再生的重要途径。结果导致海洋中磷的重要途径。结果导致海洋中磷化合物向海底下移的趋势。化合物向海底下移的趋势。 东海磷酸盐的生物地球化学东海磷酸盐的生物地球化学 7/29/2024111东海深水区磷酸盐的东海深水区磷酸盐的垂直分布（垂直分布（mgm-3） 深水区磷酸盐的垂深水区磷酸盐的垂直分布曲线与世界直分布曲线与世界主要大洋比较相似。主要大洋比较相似。 7/29/20
94、24112东海硅酸盐的生物地球化学东海硅酸盐的生物地球化学 东海浅水区磷酸盐的垂东海浅水区磷酸盐的垂直分布（直分布（mgm-3） 7/29/2024113东海深水区硅酸盐的垂东海深水区硅酸盐的垂直分布（直分布（mgm-3） 东海夏季由于地表径东海夏季由于地表径流急增，即使硅藻吸流急增，即使硅藻吸收利用，表层含量仍收利用，表层含量仍较高，随着水深增加，较高，随着水深增加，浮游植物死亡沉降过浮游植物死亡沉降过程中硅的再溶解，硅程中硅的再溶解，硅酸盐的浓度有所增加，酸盐的浓度有所增加，但是由于硅酸盐被生但是由于硅酸盐被生物吸收后主要构成细物吸收后主要构成细胞壁和骨骼，不能很胞壁和骨骼，不能很快分解，
95、其溶解过程快分解，其溶解过程十分缓慢。十分缓慢。 7/29/2024114东东海海陆陆架架水水平平分分布布趋趋势势是是NH4-N由由东东向向西西增增加加，NO3-N则则相相反反。这这是是与与西西部部水水域域浮浮游游生生物物量量大大有有关关，因因为为浮浮游游植植物物消消耗耗N及及浮浮游游动动物物排排泄泄NH4-N。在在75m水水层层，NO3-N百百分分含含量量增增加加至至50%80%，其其高高值值中中心心区区正正是是浮浮游游植植物物数数量量最最小小水水域域；而而NH4-N相相应应下下降降为为20%40%，这这应应与与浮浮游游生生物物量量少少及及无无机机氮氮氧氧化化相相关关。底底层层硝硝酸酸氮氮含含量量更更大。大。 7/29/2024115河河口口对对海海洋洋环环境境的的影影响响是是很很重重要要的的，研研究究表表明明，每每年年由由陆陆地地进进入入海海洋洋的的物物质质有有85%几乎都要通过河口。几乎都要通过河口。 7/29/2024116珠江口水域珠江口水域 N、P、Si生物地球化学循环模式生物地球化学循环模式 7/29/20241177/29/2024118
