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第三节 近海水化学
知识类型:
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内容出处:
《福建省志·海洋志》
图书
唯一号:
130020020230006853
颗粒名称:
第三节 近海水化学
分类号:
P734.2
页数:
13
页码:
185-197
摘要:
本文记述了福建近海主要指台湾海峡西部海域。该海域地处亚热带,常年气温较高,水深一般不超过1含量含量米,海水运动主要受季风影响。
关键词:
福建省
近海水
化学
内容
福建近海主要指台湾海峡西部海域。该海域地处亚热带,常年气温较高,水深一般不超过1含量含量米,海水运动主要受季风影响。
一、溶解氧
溶解氧含量范围在2.72×10⁻³~8.72×10⁻³之间,平均5.35×10⁻³;氧饱和度介于58.7%~166%,平均1含量2.7%,说明福建近海海域基本为富氧水体。
(—)平面分布
由于各水系的季节性消长,以及浮游植物兴衰和有机物分解等的季节性变化,溶解氧含量及氧饱和度的平面分布随季节交替而发生变化。
1.春季
春季西南季风逐渐加强,推动高温高盐的南海水及黑潮支梢进入福建近海。水体中溶解氧含量随水温的升高而下降,除若干沿岸海域外,一般均降至小于5.8×l0⁻³。由于浮游植物进入水华期,溶解氧饱和度普遍较高,平均为1含量8%,其中0~10米层平均值更高达113%,为全年最高均值。表层溶解氧含量分布总的趋势是沿岸海域较高,向外海逐渐降低,等值线大致平行于海岸(图3-21a)。
北部浙闽交界一带外海出现与高的叶绿素a相对应的特高氧区,中心氧含量和饱和度最高值分别达8.92×l0⁻³和166%。兴化湾及镇海角附近亦出现类似的高氧区,中心高值大于6.4×10⁻³及124%。这些高氧区影响深度不大,2含量米深以下,髙氧现象消失。
24°N~24°40′N之间的海峡中线海域底层有一股不饱和低氧水体向西北岸边推进,其中心低值小于4.4×10⁻³和84%,这使24°N以北南日岛以南大片海域底层出现不饱和现象。泉州湾附近表层至1含量米层的相对低氧高盐现象,可能与该水体的潜入及岸边涌升有关。
2.夏季
入夏后,在强劲的西南季风作用下,南海水及黑潮支梢完全占据福建近海海域,海水温盐升至全年最高值,溶解氧含量相应降至全年最低值,平均比春季下降1.18×l0⁻³。随着水温的升高,生物的呼吸作用及有机物的氧化作用加剧,总的生化耗氧作用普遍较浮游植物增氧作用大,因此氧饱和度显著下降,平均比春季降低16%,除0~10米层普遍为过饱和外,10米层以深普遍为不饱和状态。平面上,25°N线以北海域,表层溶解氧含量呈沿岸低,向外递增的趋势,以南海域除个别高值或低值块状分布外,大致为均匀分布。
北部福宁湾外的0~5米层、中部兴平海域东北部的0~10米层及南部东山湾周围的0~10米层,出现三个与高叶绿素a对应的不连续的高氧区,中心高值均大于5.2×10⁻³及112%。10米层以深,高值现象消失。
北部的大渔湾沿海、三沙湾口到平潭岛沿岸及湄洲湾至泉州湾沿海,表层出现三个溶解氧含量小于4.4×10⁻³、饱和度小于96%的不连续不饱和低氧区,至10米层,三个低氧区连成一片,20米以深,整个近海海域均为氧含量小于4.4×10⁻³、饱和度小于92%的不饱和低氧水体所占据,并呈典型的北低南高、沿岸低近海高的分布特征。
3.秋季
入秋后西南季风逐渐转为东北季风,低温低盐的浙闽沿岸流南下,随水温的下降,溶解氧及氧饱和度普遍升高,平均比夏季上升0.91×l0⁻³及10%。平面分布与春季相似,即沿岸高于近海,北部高于南部,等值线大致平行于海岸。
北部沙埕湾外沿岸海域的0~5米层有一股溶解氧含量大于5.6×10⁻³、氧饱和度大于112%的高氧低盐低温的水舌向南伸展,这显然是南下的浙闽沿岸流影响所致。湄洲湾外含量~10米层及诏安湾附近0~5米层,各有一个与髙的叶绿素a对应的高氧区(图3-21b),中心高值大于6.0×10⁻³及132%。其余海域表层氧含量和饱和度均在5.2×10⁻³和1含量6%左右均匀分布。1含量米层以深,整个海域的溶解氧均随深度的增加而明显下降。
4.冬季
冬季在强劲东北季风作用下,浙闽沿岸流长驱直下,占据大部分近海海域,使其温盐降至全年最低值,溶解氧含量随之普遍上升为全年最高值,平均比秋季高1.09×10⁻³。
北部海域为高氧水体,溶解氧含量大于6.8×10⁻³,向南逐渐减小,闽江口至围头一带海域降至6.4×10⁻³,至东山进一步降至6.0×10⁻³,溶解氧含量呈北高南低的分布态势。沿岸海域溶解氧含量高于近海,等值线大致与海岸平行,其中6.0×l0⁻³等氧线与14℃等温线几乎重合,皆沿峡区中线南行,至118°20′E、23°30′N附近折向西行,抵达南澳岛附近。该线西北部可能为南下的浙闽沿岸流所控制。底层溶解氧的分布与表层相似。
由于冬季风大浪高,有利于海一气交换,同时海水强烈的垂直对流加速了垂直混合作用,因此近海水体皆呈稍过饱和状态。除平潭东部氧饱和度大于1.8%外,整个海域都在104%左右,呈均匀分布。
(二)断面分布与垂直变化
断面指与大陆垂直的东西向横断面。春夏秋三季各横断面的分布特征相似,均大致呈西部上层较髙、向东向下逐渐递减、等值线倾斜并与海底平行的分布趋势,底层不饱和低氧水体,普遍具有较明显的沿海底爬升的趋势。冬季上层海水垂直对流强烈,各断面分层现象消失,溶解氧垂直变化较小,一般呈均匀分布状态。
春夏秋三季溶解氧垂直变化普遍呈上高下低的递减型分布,以夏季的垂直变化最大。平面上出现高氧区的海域垂直分布常呈明显的氧跃层分布,在0~15米层出现氧含量及饱和度的最大值。北茭以北海域溶解氧垂直变化高于南日岛以南海域,主要原因可能是后一海域三季均受初级生产力较低的外海上层水影响。沿岸海域的垂直变化普遍高于近海。
(三)周日变化
溶解氧周日变化表现出沿岸及北部较大,而近海较小的趋势。氧含量及饱和度日较差的最大值和最小值分别为1.0×10⁻³和22.6%及0.06×10⁻³和1.22%,前者是后者的20倍。周日变化大致有三种类型:(1)周日曲线起伏甚微,周日变化很小,秋冬季多数海区呈现该特征;(2)白天(特别是午后至傍晚)测值高,晚上(特别是午夜至清晨)测值较低,春夏季表层及次表层往往具此特征,反映了浮游植物光合作用的显著影响;(3)周日曲线出现与潮汐周期大致相对应的二高二低的起伏变化,多见于近河口港湾的沿岸海域。
(四)周年变化
溶解氧含量的周年变化与水温相反,表现为冬高夏低。氧饱和度的年变化趋势表、底层不同。表层呈春高、夏低、秋次高、冬次低的二高二低的起伏变化;底层具区域性差异,沿海最高值出现在春季而近海则是冬季,但最低值同为夏季,表现为一高一低的波动变化。不同海区氧含量及饱和度年较差差异甚大,最大值和最小值分别为3.83×10⁻³和61.3%及0.58×10⁻³和1.8%,底层的年较差普遍大于表层。
二、pH值与碱度
(一)ph值
pH值介于8.03~8.70,平均8.29。大部分pH值在8.20~8.40之间,属正常海水ph值范围。
1.平面分布
各季节pH值具不同平面分布特征。春季PH值随纬度增大逐渐升高,北部海域0~5米层出现与高叶绿素a及高溶解氧对应的高pH值区,中心pH值高达8.59。至1含量米层pH值迅速递减为8.35,高pH值现象消失。福宁湾至平潭一线沿岸PH值较低,并呈向外递增的趋势;平潭以南海域,pH值由东北向西南递减,pH值从大于8.4降至小于8.1。
夏季受高温高盐且pH值较恒定的外海上层水影响,近海海域pH值大多在8.2~8.3左右,但沿岸PH值一般小于8.2,呈沿岸略低于近海的分布状态。
秋季外海水向南退缩,浙闽沿岸流推进至南日岛附近海域,使pH值呈现明显的北低南高,沿岸低、近海高的分布趋势,pH值的等值线较平行于海岸。由北向南,由岸向外,Ph值由小于8.3逐渐递增至大于8.4。
冬季受进一步南下的浙闽沿岸流的影响,pH值普遍较低,25°2含量′N以北海域pH值较高,沿岸高于近海,以南海域pH值在8.2左右均匀分布。
2.断面及垂直分布
春季大多数断面pH值的垂直分布呈上高下低的递减型分布,pH值垂直变化较大,个别海域还出现明显的pH值跃层。夏季pH值的垂直变化仍以上高下低的递减型分布为主,但变化幅度普遍比春季小。秋冬季pH值基本呈垂直均匀分布。
3.周日变化
pH值周日变化相差较大,最大日较差(0.61)是最小日较差(0.02)的30倍。夏季日较差较高而冬季日较差较低。除冬季外,底层pH值日较差一般大于表层。pH值周日变化大致有四种类型:(1)周日曲线具有与潮汐周期对应的二高二低的起伏变化,多见于受陆源冲淡水影响较大的海域;(2)白天测值较晚上高,常在午后至傍晚及午夜至清晨分别出现周日高峰值和低谷值,pH值与溶解氧相关性好,显然系生物活动所致,春夏季平潭以北海域几乎都具此特征;(3)日较差很小,周日曲线仅有微小起伏变化,冬季少数海区具此特征;(4)周日曲线呈无规则起伏变化。
4.周年变化
pH值周年变化相当复杂,不同海域乃至同一海域的不同层次,年变化曲线的形状及峰谷值的出现时间均有明显差异,大致可分为两种类型,第一类是周年曲线呈双峰型分布,春秋分别出现高峰值或次高峰值,夏冬则分别出现最低或次低值;第二类是周年曲线呈单峰型分布,春或秋季为高峰值,而夏或冬季为低谷值。
表、底层最大年较差分别为0.51和0.38,年较差分布大致呈沿岸海域高于近海、北部海域高于南部海域的趋势。
(二)碱度
碱度范围变化于1.45~2.52毫克当量/立方分米(单位下同从略),平均2.22,属正常海水碱度范围。
1.平面分布
春季碱度呈沿岸较低、向外递增、等值线大致平行于海岸的分布趋势。平潭以北海域及金门以南沿岸海域明显受低碱的陆源冲淡水影响,碱度均在2.2以下,而25°N以南近海表层海域及25°20′N以南、118°30′E以东大片海域的10米层至底层则全部为碱度大于2.3的高碱外海水占据。湄洲湾至围头沿岸出现一小片与高盐及低氧相对应的高碱区,10米层以深与其外侧的高碱水体连成一片,表明此处有明显的涌升现象。北茭以北海域表层碱度特别低,中心低值仅1.67左右,但随深度增加迅速递增。
入夏以后,平潭以北海域,除低碱(中心低值小于2.0)的闽江冲淡水舌状向东北伸展外,其余海域碱度分布较为均匀,表、底层分别在2.3和2.4左右。平潭以南海域,金门至台湾浅滩连线附近,碱度在2.1~2.2之间均匀分布;连线以东,碱度由西南向东北逐渐递增,等值线较垂直于岸线;连线以西,表层碱度明显向西北递减而底层则呈向西递增的趋势。
秋季浙闽沿岸流南下,使镇海角以北海域碱度普遍低于夏季,但峡区中线附近海域碱度则基本不变。北茭以北海域、闽江口至平潭水道、南日岛东南小片海域、湄洲湾至泉州湾沿岸表层,各出现一碱度小于2.1的低碱区,并且后三个海域均出现与低碱相对应的高叶绿素a和高溶解氧。
冬季北部海域表层碱度明显回升,表、底层均在2.3左右。闽江口区为低碱冲淡水占据,向外碱度迅速递增。闽江口以南沿海表层碱度在2.15左右,近海在2.2~2.3之间,分布较均匀。
2.断面及垂直分布
各断面碱度的分布大致呈西部上层较低,向东向下递增的变化趋势,可分为两种类型:即垂直变化大的层化型及垂直方向均匀水平方向不均匀的条状型,前者春夏季居多而后者多见于秋冬季。
春季碱度的垂直变化较大,大多呈上低下高的递增型或S型分布,有些海域还出现明显的跃层分布。冬季和夏季碱度的垂直变化普遍较小,多数海域呈垂直均匀分布。南日岛以南近海海域四季大多呈垂直均匀分布。
3.周日变化
碱度的日较差较多在0.10以下,说明多数海域碱度周日变化不大。沿岸海域的日较差均高于近海。沿海表层春季最高而近海则是夏秋季较大。碱度周日变化较复杂,大致有四种类型:(1)周日变化有明显潮汐效应,见于受陆源冲淡水影响较大的海域;(2)白天较晚上低,与浮游植物同化水中二氧化碳及碳酸盐的周日变化规律一致;(3)日较差较小,周日曲线仅有微小起伏变化;(4)日较差较大,周日曲线起伏无一定规则。
4.周年变化
碱度年较差大致呈北部及沿岸海域较大、向南向外逐渐减小的变化趋势,与北部及沿岸易受陆源冲淡水影响有关。
南日岛以北的沿岸海域,碱度均值呈二高二低的起伏变化,夏、冬分别出现最高及次高值,而春秋则分别出现最低及次低值。其余海域周年变化不大。
三、磷酸盐
活性磷酸盐范围介于0.00~0.97微摩尔/立方分米,平均0.26微摩尔/立方分米,低于浮游植物生长最宜浓度的下限,整体而言,福建近海为磷限制海域。
(一)平面分布
春季平潭以南海域,受北进的低磷外海水及浮游植物水华影响,水体中磷酸盐普遍降至全年最低值,大部分海域在0.00~0.05微摩尔/立方分米之间均匀分布,并出现大片磷耗尽区。平潭以北海域仍受浙闽沿岸流影响,磷含量明显比南部海域高,沿岸磷含量高于近海,等磷线大致平行于海岸(图3-22a)。
夏季外海水推进至沙埕以北海域,加上浮游植物生长旺盛,使晴川湾以北沿岸磷降至小于0.1微摩尔/立方分米,并在其近海含量~5米层出现磷耗尽区,但三都湾至平潭沿岸受闽江水影响磷含量髙于0.2微摩尔/立方分米。总体上平潭以北海域仍呈沿岸高向外递减、等值线平行于岸线的分布趋势。平潭至金门海域,表、底层磷含量分别在0.1和0.2微摩尔/立方分米左右,分布较为均匀。金门至台湾浅滩连线附近海域,表层出现二个高磷水块,中心高值大于0.4微摩尔/立方分米,2含量米以深,二水块连成一片并向西北扩展,系深层富营养水体在该海域涌升所致。受北进的韩江冲淡水影响,东山南岸近海也出现一高磷水体。
秋季较富磷的浙闽沿岸流南下,使平潭以北沿岸海域磷含量迅速回升至0.4微摩尔/立方分米以上,闽江口南北沿岸受冲淡水影响出现大于0.6微摩尔/立方分米的高磷区。厦门港至岱嵩湾磷含量也在0.4微摩尔/立方分米以上。其他海域磷含量在0.2左右,分布较均匀(图3—22b)。
冬季浙闽沿岸流长驱南下,同时浮游植物光合作用减弱,磷含量普遍升至全年最高值。大部分海域磷含量在0.4微摩尔/立方分米以上,福宁湾以北近海出现0.8微摩尔/立方分米以上的高磷区。磷含量呈沿岸高于近海、等磷线大致平行于海岸的分布趋势。古雷头至浅滩以南近海受低磷外海水影响,磷含量在0.2微摩尔/立方分米以下。
(二)断面与垂直分布
春季各断面磷均在0.0~0.1微摩尔/立方分米左右均匀分布,垂直变化较小。夏季部分断面垂直变化较大,呈上低下高的递增型或S型分布,局部出现分层现象,但较多断面仍大致呈垂直均匀分布。秋季磷的分布趋势与夏季相似。冬季磷的断面分布特征是水平方向不均匀、垂直方向均匀,分层现象基本消失。
(三)周日变化
磷的周日变化较大,多数日较差大于0.2微摩尔/立方分米。沿海表层春冬较高而近海则是秋冬较大,沿海底层秋冬较高而近海仅冬季较大。总体上,冬季磷的周日变化最大。磷酸盐的周日变化大致有三种类型:(1)周日曲线呈二高二低的规律性变化,并与潮位、盐度及溶解氧等具有较好的相关关系;(2)白天较晚上低,与浮游植物同化营养盐类的光合作用有关;(3)周日变化无一定规则。总体上福建近海表现出磷含量低而周日变化大的特征。
(四)季节变化
磷酸盐均值的季节变化呈冬高春低的斜坡型分布,但北茭以北海域例外,呈冬高夏低分布,与其仅在夏季才受低磷外海水控制有关。
表、底层磷的最大年较差分别为0.86微摩尔/立方分米和0.80微摩尔/立方分米,均值年较差为0.35微摩尔/立方分米,高于年均值,表现出磷含量低而年变化较大的分布特征。年较差还呈现沿岸大向外递减、北部大向南递减的变化趋势。
四、硅酸盐
活性硅酸盐含量变化较大,范围在0.00~83.9微摩尔/立方分米,平均14.3微摩尔/立方分米。
(一)平面分布
不同季节硅的平面分布总趋势相似,均为沿岸高近海低、等值线大致平行于海岸。江河冲淡水影响大的海域常出现高硅水舌向外伸展。外海水影响大的海域常出现贫硅现象。浮游植物生长旺盛的春夏季常有大片硅耗尽区出现。
春季高硅的浙闽沿岸流已退缩至平潭岛附近。闽江口、泉州湾及厦门港分别出现高硅水舌向外伸展。澎湖列岛西北的海峡中线附近,外海低硅(测定零值)水体向西北推进到围头至兴化湾沿岸,将晋江高硅冲淡水压缩在泉州湾内,并使九龙江高硅冲淡水舌想南偏移。沿海硅酸盐平均含量为14.0微摩尔/立方分米,比近海高10.0微摩尔/立方分米。
夏季外海水占据大部分海域,加上浮游植物生长旺盛,硅含量普遍降至全年最低值。高硅的闽江冲淡水舌向东北伸展,韩江的高硅水舌也许至古雷头沿岸,九龙江的高硅水舌则南下至岱嵩湾东南。澎湖西北的海峡中线附近,表层出现大片硅耗尽区。台湾浅滩北部,表、底层均出现大片硅的零值区,并向西北推进至岸边。
秋季浙闽沿岸流的南下及浮游植物的大量衰亡,使硅含量普遍大幅度回升,平均比夏季升高12.1微摩尔/立方分米。沿岸硅含量高于近海,而沿岸本身又表现为南北两端高、南日岛至金门之间较低的分布趋势,近海从北到南硅含量则大致相等。
冬季浙闽沿岸流影响进一步扩大,同时浮游植物光合作用减弱而有机物分解加强,硅含量普遍升至全年最高值,较秋季平均上升1.1微摩尔/立方分米。硅含量分布明显呈北高南低、沿岸高于近海的分布态势。
(二)断面与垂直分布
硅的断面及垂直分布大致有二种型态,即均匀型及层化型。均匀型分布的基本特征是,整个断面硅含量大致相等呈均匀分布,或虽在断面的水平方向有明显差异,但垂直方向上差异很小,硅含量大致相等的水体呈垂直均匀的条状分布于断面上,冬季各断面及近海多数海域硅的分布属此类型;层化型分布的基本特征是,硅含量垂直变化较大,甚至出现跃层,等硅线平行于海面或与海面斜交,或呈封闭或半封闭状态,见于春夏秋三季部分断面及受陆源淡水影响大的海域。
(三)周日变化
硅的周日变化较大也较复杂,除河口冲淡水区呈二高二低的起伏变化,并与潮位及盐度有紧密的负相关关系外,其他海区的周日变化无一定规则。很少观测到浮游植物光合作用对硅周日变化的影响,表明生物效应不明显。
硅的周日变化具明显区域性和季节性变化特征。沿岸海域硅的日较差平均比近海高2.5倍。沿岸海域硅的日较差春季最大,夏季次之,秋冬季较小,可能与春夏季浮游植物生长旺盛有关;近海则呈春季最小,夏季较大,秋冬居中的变化趋势。
(四)季节变化
硅酸盐的季节变化区域性差异显著,可分为四种类型:冬高夏低型,硅的年较差大,平潭周围及以北海域(闽江口除外)及镇海角附近海域具有此特征;冬高春低型,平潭以南海域,除泉州湾以南沿岸海域外,多属此类型;秋高冬低型,仅见于古雷头至南澳的沿岸海域;河口型,主要受入海径流的随机变化影响。除河口港湾外,硅的年较差呈由北向南逐渐减少的规律性变化。
五、硝酸盐
硝酸盐含量介于0.00~33.3微摩尔/立方分米,平均5.49微摩尔/立方分米。由于硝酸盐与硅酸盐具有相同来源及相似生化过程,它们的时空分布极为相似。这里只着重介绍其不同之处。
(一)平面分布
各季度硝酸盐的平面分布趋势,如量值高低、等值线走向、河口港湾出现高值区几高值水舌的伸展方向等,都与相应季节硅酸盐的平面分布极为相似,主要不同之处有二,一是春季119°30′E,24°40′n—带海域底层及119°E,24°N—带海域表层,各有一股硝酸盐含量大于4.0微摩尔/立方分米的高值水舌向西北方向伸展,并迅速递减至0,而硅却是连片的低值区。该现象一直延续到夏季。二是秋季沿海等硝酸盐贯穿南北(图3-23),而硅却以平潭为界,呈南高北低的分布趋势。
(二)断面与垂直分布
除个别海域外,硝酸盐的断面及垂直分布与硅酸盐颇为相似。在沿岸海域,硝酸盐及硅的垂直梯度均为夏季最小而冬季最大,原因在于沿岸大部分海域夏季为营养盐低、垂直变化小的外海水占据而冬季则被营养盐高、垂直变化大的浙闽沿岸流占据。硝酸盐和硅的垂直梯度的区域性变化亦相似,闽江口区最大,其他海区则呈由北向南由岸向外逐渐递减的变化趋势。
硝酸盐的垂直变化与硅的主要差别在于:生物效应对硝酸盐时空变化的影响远大于硅,因此春夏季许多海域硝酸盐呈上低下高的递增型分布,而硅则很少有类似分布。
(三)周日变化
与硅相似,沿岸海域硅的周日变化普遍高于近海,前者的日较差约为后者2倍以上。除河口港湾区呈二高二低的起伏变化外,其他海域都较复杂,并无一定规则。两者主要差异在于,生物效应对硝酸盐的影响更为显著,不少海域表层及次表层硝酸盐含量呈白天均值较晚上低的变化趋势。
(四)季节变化
硝酸盐的季节性变化及其区域性分布特征与硅相似,呈冬高夏低及北高南低的变化趋势,与水体中营养盐的生化循环规律一致。但平潭以南海域,硝酸盐均值的年变化与硅有显著差异。硝酸盐周年曲线均呈冬高夏低型分布,而硅则为冬高春低型分布。
六、亚硝酸盐
亚硝酸盐含量在0.00~2.18微摩尔/立方分米之间变化,均值为0.43微摩尔/立方分米。
(一)平面分布
春季平潭以北海域,亚硝酸盐含量呈近岸高、向外递减,等值线大致平行于岸线的分布状态,闽江口高亚硝酸盐水舌向外偏南伸展。平潭以南海域,亚硝酸盐呈高值块状(或水舌状)分布,等值线与岸线较垂直,高值区分布在泉州湾(>1.0微摩尔/立方分米)、厦门港(>1.0微摩尔/立方分米)及119°E,24°N附近海域(>1.6微摩尔/立方分米)的表层。
夏季三都湾口以北海域,亚硝酸盐含量呈近岸较低向外迅速递增的分布趋势,高值等值线由表至底逐层向西北方向推移,可能有外海次表层水体在北端沿岸涌升。三都湾至南日岛之间海域,亚硝酸盐含量呈沿岸高向外迅速递减的分布状态。它们的等值线都很密集且较平行于海岸。南日岛以南,除118°35′E,2Vn(>0.8微摩尔/立方分米)及117°45′E,23°n(>1.6微摩尔/立方分米)附近分别出现等值线封闭的高亚硝酸盐水体外,其他海域亚硝酸盐含量明显低于北部。
秋季三都湾口以北亚硝酸盐分布与夏季相似,但含量大幅度下降,各层平面梯度也大幅度减小。向南至南日岛,分布趋势与夏季相反,表层沿岸低于近海、等值线大致平行于岸线,而底层等值线则较垂直于海岸。南日岛以南,表层在厦门港外有一高亚硝酸盐(中心高值>1.6微摩尔/立方分米)水舌向东南延伸至海峡中线,水舌以北大部分海域在0.4~0.6微摩尔/立方分米之间均匀分布,以南则在0.4微摩尔/立方分米左右均匀分布。
与磷、硅、硝酸盐的分布不同,冬季除东山以南近海有含量大于0.4微摩尔/立方分米的水舌向东北伸展外,整个海域亚硝酸盐均在0.2微摩尔/立方分米左右均匀分布。
(二)断面与垂直分布
亚硝酸盐的断面分布相当复杂,大致呈西部上层较高,向东向下递减的分布趋势,水平及垂直梯度都比较大,等值线向下倾斜,但冬季等值线较少,垂直梯度小。
亚硝酸盐的垂直变化较大,最大差值达到1.70微摩尔/立方分米。垂直分布有明显季节性变化。春夏季垂直变化大,多呈上高下低的递减或S型分布,常出现明显的跃层。冬季垂直差异显著减小,不少海域接近均匀分布。垂直分布还有明显区域性差异。平潭以南海域垂直梯度较大,闽江口区垂直梯度反而较小,表明径流并非近海亚硝酸盐较直接的来源。
(三)周日变化
亚硝酸盐的周日变化,表层大于底层,并有明显的季节性变化:沿海日较差均值呈夏高冬低的变化趋势,近海底层与沿海相同,但表层为秋高冬低。总体上,冬季亚硝酸盐的周日变化较小。亚硝酸盐的周日变化类型与磷相似,也有三种类型:(1)周日曲线呈二高二低的起伏变化,并与盐度有较好的相关关系;(2)白天较晚上低,与浮游植物同化营养盐类的周日变化规律一致;(3)周日变化无一定规则。
(四)季节变化
亚硝酸盐的季节变化与磷、硝酸盐及溶解氧相反,与温盐则大致相同,大部分海域呈夏高冬低的变化趋势,与生物异化过程的年变化相似,可能与亚硝酸盐是海洋生物的直接排泄物有关。亚硝酸盐的年较差还有较明显区域性差异,表现为沿岸高于近海、北部高于南部的变化趋势。
七、铵盐
铵盐含量在0.00~8.59微摩尔/立方分米之间变化,均值为0.88微摩尔/立方分米,高于亚硝酸盐。
(一)平面分布
春季呈沿岸较高,近海较低的分布趋势。闽江口(>3.0微摩尔/立方分米)、泉州湾表层(>6.0微摩尔/立方分米)及厦门港(>2.0微摩尔/立方分米)各有一高铵盐水舌向外伸展。澎湖西北的海峡中线附近出现铵盐的零值区。其他海域在1.0微摩尔/立方分米左右均匀分布。夏季铵盐的分布趋势与春季相似。秋季河口港湾处的高铵盐水舌消失,闽江口以北海域铵盐含量降至小于1.0微摩尔/立方分米,泉州湾至厦门港铵盐含量较高(>2.0微摩尔/立方分米),底层在平潭水道南侧出现高铵盐(>3.0微摩尔/立方分米)水舌向南伸展,其他海域均在1.0微摩尔/立方分米左右。冬季铵盐含量明显下降,除厦门港表层仍有一较高铵盐水舌向外伸展外,绝大部分海域铵盐含量在1.0微摩尔/立方分米以下均匀分布。
(二)断面与垂直分布
铵盐的断面分布与亚硝酸盐相似,大致呈西部上层较高,向东向下递减的分布趋势,但铵盐的断面分布较均匀,水平及垂直梯度都较小,等值线少。
铵盐的垂直变化不大,呈最大差值达到1.70微摩尔/立方分米。垂直分布有明显季节性变化。春夏季垂直变化大,多呈上高下低的递减或S型分布,常出现明显的跃层。冬季垂直差异显著减小,不少海域接近均匀分布。垂直分布还有明显区域性差异。平潭以南海域垂直梯度较大,闽江口区垂直梯度反而较小,表明径流并非近海亚硝酸盐较直接的来源。
(三)周日变化
铵盐周日变化的显著特征之一是近海的日较差普遍高于沿岸海域,并且近海底层日较差均值大于表层。铵盐日较差均值都呈夏季较大、冬季较小的季节性变化,但近海底层为春季较大,冬季较小,可能与生物活动有关。铵盐的周日变化,除河口港湾有明显的潮汐效应外,其他海域较无一定的规则。
(四)季节变化
铵盐的季节变化有明显区域性差异。闽江口及以北海域铵盐年均值变化较大,主要呈春高冬低的变化趋势,这与浮游植物兴衰的年变化一致,与浙闽沿岸流的影响无关。平潭至兴化湾一带海域,铵盐的年变化较小,表层为秋高冬低而底层为春高冬低。南日岛以南的广大海域,铵盐年变化最小,呈现夏高冬低的季节性变化。总体而言,铵盐的季节变化与生物的排泄及有机物的矿化有密切关系。
八、影响因素
福建近海水化学要素的时空分布及演变规律主要受水文、生物及地质等诸多因素的共同影响。
(一)主要流系
福建近海主要受相互对立的浙闽沿岸流及南海外海水的影响,当其中一个水系占主导地位时,另一水系的影响便大为减弱以致消失。
1.浙闽沿岸流
浙闽沿岸流具低温低盐、高碱高营养盐特征。冬季在强劲东北季风作用下长驱直下,占据东山以北海域,使14℃等温线、31.0等盐线、2.2等碱线、20.0等硅线及10.0等硝酸盐线均由北向南贯穿于沿岸海域。春季上述等值线随浙闽沿岸流收缩至南日岛附近海域。夏季浙闽沿岸流影响消失,但秋季则再次进至南日岛一线。受其影响,冬春秋三季,溶解氧、硅及硝酸盐均呈沿岸高向外递减、北部高向南递减的分布趋势,并与相应的温、盐及碱度分布对应。
2.黑潮支梢及南海外海上层水
黑潮支梢及南海上层水均为高温高盐低营养盐的外海水体。夏季近海海域及多数港湾都受其控制,水体中磷、硅及硝酸盐降至全年最低值,甚至出现大片零值区。春秋季,外海上层水主要控制南日岛以南的海峡中线附近海域,冬季仅影响台湾浅滩南部及海峡中线以东海域。受其控制的海域,盐度都在34以上,营养盐含量则比邻近海域低。
3.粤东沿岸流
主要由珠江冲淡水,东江及韩江冲淡水等组成的粤东沿岸流,具有低盐(<33.0)、高温及较高营养盐的水文化学特征,仅在春夏秋三季对闽粤交界一带近海有较明显影响,受影响的海区营养盐含量较邻近海域高。
(二)潮汐
福建近海的潮汐,中北部属规则半日潮,南部属不规则半日潮和不规则日潮,大部分海区的潮流属规则半日潮流。潮汐对河口港湾及陆源冲淡水影响大的海域有显著影响,这些海域水化学要素的周日变化均具与潮汐周期相近的起伏变化,对近海水化学的影响则不明显。
(三)生物活动
福建近海整年水温较高,适宜于生物活动,但浮游植物亦有明显的兴衰周期,并对水化学要素有明显影响。
春夏季浮游植物生长旺盛,大量消耗水体中的二氧化碳及营养盐类,使春季的碱度和磷酸盐、夏季的硅酸盐及硝酸盐降至全年最低值,磷酸盐、硅酸盐和硝酸盐分别下降为冬季相应值的19%、57%及31%,明显低于生物生长最适浓度的下限,并对生物的生长起一定限制作用;同时使春季的pH及氧饱和度升至全年的最高值。
秋季浮游生物逐渐衰亡,至冬季进入低生长期,光合作用大为减弱。从秋季开始,由于生化作用及浙闽沿岸流的影响逐渐加强,二氧化碳及营养盐类开始在水体中积聚,碱度及营养盐含量逐渐回升,至冬季磷、硅及硝酸盐含量均上升至全年最高值。
浮游植物的活动也影响到水化学要素的周日变化,使不少海域溶解氧含量及其饱和度昼高夜低,而碱度、硅、磷及硝酸盐则是昼低夜高。
(四)海底地形地貌
台湾海峡海底地形地貌复杂,南部有一系列浅滩,中段和北段有许多海底峡谷,福建一侧沿岸海底高低起伏,这些都对海水运动进而对水化学有直接影响。与晋江及木兰溪有关的海底峡谷及澎台之间的海底浅滩,是造成部分沿台湾西南沿岸北上的外海水转向西北影响金门以北近海的主要因素之一。与九龙江有关的海底峡谷则是使部分经澎西水道北进的外海水转向西北及正西,影响金门以南、古雷头以东、台湾浅滩北侧大片海域的主要因素之一。平潭东北部、金门至湄洲湾沿岸等处的底层水涌升现象,也显然与海底地形有关。
知识出处
《福建省志·海洋志》
出版者:方志出版社
本志下限至2000年,系统记述福建省海区环境的自然状况以及海洋科技的进步和成就。分海洋地质地貌、物理海洋、海洋生物、海洋化学、海洋科技等6章。
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