海洋生物地球化学研究的历史与现状.pdfVIP

讲座一 海洋中元素生物地球化学循环所经历的时、空尺度变化 很大： 3 空间尺度上：小 如1cm 沉积物中所发生的溶解、沉淀、氧 化、还原反应等 大 如陆地—海洋—大气圈之间物质的输送等 海洋生物地球化学研究的历史与现状 时间尺度上：从几天 成百上千年 几十万至几百万年 沉降颗粒物从 大洋环流 锰结核的生长 上层水体的沉降 按其发展历史，可分为4个阶段。 第一阶段：化学计量学与原始模型 4、认识到颗粒物的沉降不仅是生源要素随深度增加的原因， 1950-1960s关于海洋化学组成的解释主要是静态的. 而且是太平洋深层水营养盐浓度高于大西洋的重要因素。 1、海水中主要离子的浓度是根据瑞典科学家Lars Sillen提 5、大洋环流模式被引入来解释元素的水平分布。 出的热力学模型进行解释。 6、距Riley (1953)提出代谢速率的重要性15年后，形成了一维 2、与生物过程相关的元素在海洋中的分布依据Redfield 、 平流—扩散箱式模型。 等提出的计量关系来解释（Redfield 比值）。只有Riley 7、认识到许多同位素可作为水团组成以及垂直、水平混合过 （1953）在解释大西洋深海营养盐、DO 的分布时，提出 程的示踪剂，但未发展起来。 代谢速率是调控这些物质空间分布的重要过程。 * 显然，1970年以前，化学海洋学的早期阶段几乎完全仅关 3 、已认识到生源要素（NO3- 、PO43- 、Cd、Zn等）由表及 注深海大洋化学物质的分布，并用它们来解释全球大洋环 底的增加及中深层水体中DO极小值的存在。 流及代谢速率。 1 8、1970年以前，关于生物过程如何影响DOC和POC时空分布 的问题几乎一无所知。其主要原因在于缺乏定量确定有机 11、关于生物学过程如何影响海洋中痕量金属的化学性质，以 物输入、吸收和转化等过程速率的手段。当时测得的DOC 、 及痕量金属含量如何影响生物生产力及生态结构均知之甚 POC的深度分布显示，表层水中浓度略有升高，深层水中均 少。1975年以前，报告了许多海洋中痕量金属浓度与分布 匀分布，从而产生这样的观点：DOC 、POC是很不活跃