针对"陆架边缘海在全球碳循环中的作用"这一国际上普遍关注的前沿问题,开展中国邻近海域碳循环和海-气界面CO2通量研究,揭示陆架边缘海碳源、汇的形成机制和发展趋势,确定中国邻近海域对大气CO2的吸收能力,对正确估价全球陆架边缘海在碳循环中的作用(是源还是汇,有多强,对大洋碳循环的贡献等)和确立我国在SOLAS研究中的国际地位都具有重要意义。本课题针对受陆源影响严重的半封闭内海渤海的海-气界面CO2问题开展工作,选择对海-气界面CO2区域分布影响最大的黄河河流输入作为切入点,以黄河径流量最大的夏季为重点季节,研究河流输入对渤海海-气界面CO2通量的影响,探讨淡咸水混合物理、化学、生物因子变化对表层海水pCO2的调控,阐明河流输入对渤海海-气界面CO2通量的影响机制。并定量给出渤海海-气界面的CO2通量。
本项目选择对渤海影响最大的黄河输入作为切入点,以径流量最大的夏季为重点季节,研究河流输入对渤海海-气界面CO2通量的影响机制。结果表明,2005年夏季环渤海16条主要河流的入海碳通量为7.37×105t,黄河流域占总量的42%。河口淡盐水混合过程会造成入海的碳形态、碳通量发生重大变化。黄河口悬浮物中POC含量约为0.51%,其中80%以上集中在Φ﹤16μm的TSS中,以陆源输入为主,几乎不受季节变化影响。当TSS超过455mgoL-1时,有机碳入海以POC为主,反之以DOC为主。枯水期黄河口最大混浊带对POC的过滤效率为65%,这能造成入海POC的有效通量被高估;受沉积物向水体解析DOC影响,造成黄河口DOC有效通量在枯、丰水期被分别低估20%和10%左右。黄河口无机碳的沉降作用及由此造成的CO2向大气释放能够清除输入到河口DIC总量的10%。夏季渤海水-气界面pCO2在313-1118μatm之间,在渤海中西部沿岸等区域存在大气CO2的汇区,约占渤海面积的1/5,渤海整体是大气CO2的源。河流等陆源输入支持了源区pCO2高值,部分海域内水质较好,浮游植物生物活动是形成汇区的主要原因。