黑潮东海分支硝化过程对东海低氧区的影响

基本信息
批准号:41806091
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王文涛
学科分类:
依托单位:中国科学院海洋研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋秀贤,李靖,周鹏,池连宝,吕旭宁
关键词:
低氧黑潮稳定同位素东海硝化过程
结项摘要

Dissolved oxygen (DO) in seawater is the crucial factor for marine lives, while the hypoxia appeared in the East China Sea (ECS) seriously threaten the marine production. Traditionally, the eutrophication resulted from human activities is believed to take the main responsibility for the hypoxia. However, according to recent research, the Kuroshio, a current originates from the Western Pacific Ocean, has a branch intruding into the ECS continental shelf. The spatial and temporal locations of Kuroshio Branch Current (KBC) and the ECS hypoxia were highly coincident. The nitrification process was observed in the KBC, which can consume oxygen and reduce DO. It was likely to be attributed for the formation of ECS hypoxia. Therefore, the proposal of this project aims to further confirm such hypothesis through the qualitative and quantified investigation. Based on prior research, the spatial and temporal variations of nitrification in KBC would be described by the in situ investigations. The rates and controlling factors of nitrification would be studied by the field incubation experiments. Through comparing with the influence of human activities, contributions of nitrification in KBC were to be explained to the ECS hypoxia. This project could broaden our sight on how ocean intrusion affects the coastal environment through the key process of nitrogen cycles, and promote current understanding on the mechanism of ECS hypoxia.

海水中的溶解氧(DO)是海洋生命的基础,而我国东海出现的低氧现象(Hypoxia)则对海洋生产活动造成极大威胁。传统观点认为,人类活动引起的近海富营养化可能是造成低氧现象的原因。然而近年研究发现,来自西太平洋的黑潮水存在入侵东海陆架的分支,与东海低氧区的时空位置一致,且该水团内部存在持续的硝化过程,消耗氧气造成DO浓度降低,可能是影响东海低氧区形成的重要原因之一。为了证实这一假设,本项目拟从定性和定量的角度研究黑潮分支硝化过程对东海低氧的影响。在前期研究的基础上,通过现场调查系统阐述黑潮分支水团内硝化过程的时空变化特征,探寻硝化过程对低氧区产生的直接证据,并借助现场培养实验量化该过程对DO的消耗及其关键影响因素。通过与人类活动的影响做比较,阐述黑潮分支硝化过程对东海低氧区的贡献。从氮循环关键过程的角度,揭示大洋入侵对近海生态环境的影响,为探索我国东海低氧区的形成机制提供科学依据。

项目摘要

黑潮次表层水可入侵我国东海陆架,为东海低氧区的形成提供盐度跃层,然而其内部化学过程对低氧区的影响尚不清楚。本项目从氮循环的角度出发,通过多个现场航次调查、培养实验等研究方法,借助硝酸盐氮、氧稳定同位素等先进技术手段,较为系统地研究了黑潮次表层水团在东海陆架的分布特点,辨析了水团内部硝化、矿化等关键氮循环过程的时空特征与溶氧(DO)消耗作用,追踪了引起该过程的物质来源并量化了对溶氧消耗的贡献,阐明了其对近海低氧的影响。. 研究结果显示,当北赤道流在西太平洋转为黑潮时,次表层水团并未发生明显的耗氧过程,而是以南海水团对硝酸盐的物理补充过程为主。当该水团入侵至东海陆架后,其内部发生持续的有机质矿化耗氧过程,为近岸低氧区提供低溶解氧背景。在春季东海南部区域,主要反应为内源有机质再矿化过程;而在北部近岸海域,内源有机质的再矿化和外源有机质的沉降分解形成了近乎等效的溶氧消耗。在此基础上,受黑潮影响的长江口南部低氧区浮游植物沉降速率明显高于北部低氧区,同时底部沉积物的耗氧强于其他区域。上述过程进一步消耗溶解氧,最终导致低氧区的产生。研究形成了开阔大洋-陆架近海-河口近岸的完整证据链条,扩展了近海低氧区形成机制的认知,为近海生态环境安全研究提供了科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

黑河上游森林生态系统植物水分来源

黑河上游森林生态系统植物水分来源

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.04.010
发表时间:2020
3

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021
4

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022
5

基于Pickering 乳液的分子印迹技术

基于Pickering 乳液的分子印迹技术

DOI:10.1360/N972018-00955
发表时间:2019

王文涛的其他基金

批准号:31870818
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:11205228
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21202163
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21908201
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11875065
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:51102199
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:68675006
批准年份:1986
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
批准号:21672210
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81770566
批准年份:2017
资助金额:51.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

东海黑潮锋区低云的特征与影响机制研究

批准号:41505003
批准年份:2015
负责人:刘敬武
学科分类:D0505
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

东海黑潮区云和水汽辐射效应对低云形态变化的影响

批准号:41905006
批准年份:2019
负责人:龙景超
学科分类:D0505
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

东海黑潮区温、盐、流、海面高度多尺度变化过程及其机理研究

批准号:41340045
批准年份:2013
负责人:康建成
学科分类:D0601
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
4

东海黑潮锋面涡旋的特征及影响因素研究

批准号:41306021
批准年份:2013
负责人:司广成
学科分类:D0601
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目