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海洋作为地球表面最大的碳库,决定着大气CO2的浓度水平,因此关于海洋中的二氧化碳系统的研究备受关注。而陆地边缘海碳循环的源汇格局至今不明确,其原因是缺乏DIC随时空变化的实测数据和陆架边缘海的pCO2数据,这是二氧化碳系统研究中一个急需解决的问题。二氧化碳系统研究中存在的另一个问题是用于测量pH的标度尚不一致,在天然海水中广泛使用统一的pH标度是未来的一大目标。黄海是世界上最典型的半封闭性陆架浅海之一,到目前为此,有关北黄海二氧化碳系统的研究较少,特别是缺少有关溶解无机碳及pHSWS的研究。本论文尝试根据海水中碳酸解离常数K1的温盐拟合方程,通过理论计算,把NBS标度的pH(pHNBS)转化为了海水标度下的pH(pHSWS);并将其应用到北黄海海区和青岛近海海区的研究中。通过三个航次对北黄海海区和青岛近海海区进行的现场调查,利用水文、化学等要素的资料,计算了北黄海和青岛近海海区的碳酸盐参数,并讨论了他们的分布特征;利用Liss&Merlivat方法、Tans方法、Wanninkhof方法,结合现场风速和月平均风速,分别计算了2007年10月北黄海海区和2007年10月及2008年11月青岛近海海区的海-气CO2通量,利用实测统计法和网格统计法分别计算了两海区海-气CO2通量的平均值,结果表明:2007年10月北黄海海区和2007年10月及2008年11月青岛近海海区都是大气CO2的源。本论文的主要成果有以下几点:1.根据海水中碳酸解离常数K1的温盐拟合方程,通过理论计算,把NBS标度的pH(pHNBS)转化为了海水标度下的pH(pHSWS);并将其应用到北黄海海区和青岛近海海区的研究中。①根据不同pH标度下测定的海水中碳酸解离常数K1之间的关系,把用NBS标度测量的pH(pHNBS)转化为了海水标度下的pH(pHSWS)。②2007年10月北黄海上层海水中的pHSWS的平面分布规律与下层水中的pHSWS的平面分布规律相反:上层水中pHSWS是近岸低,外海高;下层水中pHSWS则是外海低,近岸高。除20m层外,2007年10月北黄海各层海水中的pHSWS与DIC呈现明显的负相关。③2007年10月青岛近海海区的pHSWS无明显变化规律;2008年11月青岛近海海区的pHSWS呈现一种从北往南、从外海往胶州湾降低的分布趋势。青岛近海海区的两个航次pHSWS与DIC都没有明显的相关性。2.研究了2007年10月北黄海海区和2007年10月及2008年11月青岛近海海区的DIC和NTCO2(标准化的DIC)的水平和垂直分布规律。①2007年10月北黄海上层水中NTCO2的平面分布趋势与下层水中NTCO2的平面分布趋势相反:上层海水中的NTCO2从陆架向北黄海中心降低,下层海水中的NTCO2从陆架向北黄海中心和南黄海升高。2007年10月北黄海海水中DIC的平面分布趋势仅在上层水中鸭绿江口附近与NTCO2相反。2007年10月北黄海海底层水中DIC高值区和北黄海冷水团的分布区域基本一致,DIC的垂直分布也受到了北黄海冷水团的影响,所以DIC的分布有辅助示踪北黄海冷水团的作用。②2007年10月青岛近海海区的DIC从胶州湾向外海方向降低,到达最低值后又逐渐升高,各层的低值都位于胶州湾和外海之间, NTCO2呈现从胶州湾向外海降低的趋势。2008年11月青岛近海海区DIC浓度略高于2007年10月青岛近海海区DIC浓度,DIC和NTCO2都呈现从胶州湾向外海降低的趋势。3.研究了2007年10月北黄海海区和2007年10月及2008年11月青岛近海海区的碳酸盐及海水中的pCO2(SW)的分布规律。①2007年10月北黄海海区和青岛近海海区及2008年11月青岛近海海水中的HCO3-、CO32-的分布分别与相应海区DIC、pHSWS的分布相似。②2007年10月北黄海海水中的pCO2(SW)从近岸往北黄海中部降低,但在鸭绿江口附近呈现相反的分布趋势。③2007年10月和2008年11月青岛近海表层海水中的pCO2(SW)的分布都呈现一种从北往南升高的趋势。4.采用Liss&Merlivat方法、Tans方法和Wanninkhof方法,并结合现场风速和月平均风速,计算了2007年10月北黄海海区和2007年10月及2008年11月青岛近海海区的海-气CO2通量,用实测统计法和网格统计法分别计算了研究区域的海-气CO2通量的平均值,结果表明研究海区均是大气CO2的源。①2007年10月北黄海海区海-气CO2通量的平均值约为0.0365 mol·m-2·a-1 ~ 0.2279 mol·m-2·a-1,净的碳通量约为0.259×104 t ~ 1.686×104 t C,此结果表明:2007年10月是北黄海海区大气CO2的源。②2007年10月和2008年11月青岛近海海区的海-气CO2通量的平均值分别约为0.4023 mol·m-2·a-1~ 0.8915 mol·m-2·a-1、0.3020 mol·m-2·a-1 ~ 0.4270 mol·m-2·a-1。此结果表明:2007年10月和2008年11月青岛近海海区是大气CO2的源。