全 文 ：黄道建，綦世斌，于锡军. 大亚湾春季溶解无机碳的分布特征[J]. 生态科学, 2012. 31(1): 75-79.
HUANG Dao-jian，QI Shi-bin ，YU Xi-jun. Distribution characteristics of dissolved inorganic carbon in Daya Bay in Spring [J].
Ecological Science, 2012.31(1): 75-7.9

大亚湾春季溶解无机碳的分布特征
黄道建，綦世斌，于锡军
环境保护部华南环境科学研究所，广东 广州 510655

【摘要】于 2010 年 5 月对大亚湾溶解无机碳（DIC）进行采样调查，分析了大亚湾溶解无机碳空间分布特征，并讨论了
大亚湾溶解无机碳与各环境要素（pH、水温、溶解氧和叶绿素 a 等）的相关性。大亚湾表层水域的 DIC 含量在 24.26～
26.13mg·L-1之间；底层水域的 DIC 含量在 24.06～26.89mg·L-1之间。大亚湾表层水体中 DIC 含量的高值区集中在大辣
甲－桑洲连线以北水域，然后呈现出向四周逐渐递减的分布趋势；底层水体中 DIC 含量高值区集中于西南部水域（大辣
甲南部），总体呈现出由南部向北部逐渐递减的分布趋势。大亚湾 DIC 与水温和叶绿素 a 呈现负相关系，与 pH、DO 和
盐度呈现正相关关系，但从相关的显著性来看，DIC 与以上各环境因子的相关系数均不高。

关键词：大亚湾；溶解无机碳；分布特征
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2012.01.014 中图分类号：P67, Q14 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2012)01-75-05
Distribution characteristics of dissolved inorganic carbon in the Daya Bay in
spring
HUANG Dao-jian，QI Shi-bin ，YU Xi-jun
South China Institute of Environmental Sciences, MEP, Guangzhou 510655, China

Abstract: Dissolved inorganic carbon (DIC) in the waters of the Daya Bay was investigated to analyze its spatial distribution in
May 2010, and to discuss the correlation between DIC and other environmental factors. The values of DIC ranged from 24.26 to
26.13mg·L
-1
at surface waters, and at the bottom layer waters the values ranged from 24.06 to 26.89 mg·L
-1
. The high values of
DIC at surface were found at the north area of Dalajia-Sangzhou line, and they were gradually decreased outside. At the bottom
layer, the high values were in the south west region, namely, the south of Dalajia. The DIC was found to be negatively correlated
with temperature and chlorophyll a, but positively correlated with pH, DO and salinity. Nevertheless, the correlation coefficients
were not significant with the environmental factors.
Key words: Daya Bay; DIC; distribution characteristics









收稿日期：2011-04-28 收稿，2012-01-10 接受
基金项目：环境保护部华南环境科学研究所中央级公益性科研院所基本科研业务专项－大亚湾溶解无机碳的分布特征及其受控因素研究、海岸
工程生态环境影响评估方法与减缓对策研究；环保公益性行业科研专项－近岸海域环境与生态数字化实时管理系统（200909046）
作者简介：黄道建，男 (1980 —)，研究生，工程师，主要从事海洋环境研究。E-mail:huangdaojian@scies.org。
第 31 卷第 1 期 生 态 科 学 31(1): 75-79
2012 年 1 月 Ecological Science Jan. 2012
1 前言 (Introduction)

碳是最主要的生源要素，更是生命活动能流物流
中最重要的元素，几乎参与所有的生物地球化学循环
过程。据估计，海洋中碳的储量约为 35500～39000 Gt，
到目前为止，是地球表面五个主要碳库中最大的一个
[1～3]。海洋溶解无机碳（Dissolved Inorganic Carbon –
DIC）是海水中各种无机碳酸盐（CO3
2-），碳酸氢盐
（HCO3
-）、碳酸（H2CO3 ）及二氧化碳气体（CO2）
的浓度总和。海水中溶解的 CO2 是海洋中自养生物
合成有机物质的碳素来源。DIC 的各主要成分之间通
过一系列热力学平衡构成所谓的 CO2 体系，在缓冲
海水 pH 值、指示发生在海洋生态系统中的光合作用
与呼吸作用方面扮演着重要角色[4～7]。
大亚湾位于珠江口东侧，地理位置介于
113°29′42"～114°49′42"E、23°31′12"～24°50′00"N 之
间，湾内生物资源丰富、生境多样，红树林和珊瑚群
落使该亚热带海湾显示出热带生境的特色，是我国亚
热带海域的重要海湾之一。为较好地了解大亚湾溶解
无机碳的分布特征及其与各环境因子之间的关系，作
者在 2007 年～2008 年在大亚湾大辣甲水域进行了 4
个季度的垂直采样监测研究 DIC 的基础上[7]，于 2010
年 5 月对整个大亚湾的溶解无机碳进行了采样分析，
系统研究了该水域春季溶解无机碳的平面分布特征，
分析了大亚湾溶解无机碳与 pH、水温、盐度、溶解
氧和叶绿素 a 等的关系。

2材料与方法（Materials and Methods）

为充分了解整个大亚湾水域溶解无机碳的平面分
布特征，本次研究对整个大亚湾的溶解无机碳进行了
采样分析，采样点的布设主要根据国内现有的多个研
究项目的采样布点设置，本次调查共布设9个采样点
（图1）。于2010年5月18日北京时间上午7点至12点，
对该水域的DIC、pH、水温、盐度、DO和叶绿素a含
量进行了监测。DIC样品采用有机玻璃采水器在水下
采集，采集到的DIC样品置于50 mL 闪烁瓶中密封低
温保存，DIC样品交由中国科学院广州地球化学研究
所的中国科学院同位素年代学和地球化学重点实验室
测定。按照Atekwana 等[8]的方法，在实验室测定DIC，
DIC具体测定步骤如下：将带回的水样注入已抽好真
空并放有浓磷酸和小磁棒的玻璃瓶中，水浴50℃加热，
在实验室建立的高真空线萃取，通过冷阱分离，收集
纯的CO2气体，测定其气压，获得DIC含量。
pH、水温、盐度、DO采用YSI自动监测。
叶绿素a的水样按照《海洋监测规范》的有关要
求采集，采集后尽快进行减压过滤，滤膜孔径为
0.45μm，样品低温保存（－20℃），采用荧光法测定
（Turner10型荧光计）。


图 1 大亚湾采样监测点位置
Fig. 1 Sample station in Daya Bay

2 结果与讨论

2.1 常规理化因子的平面分布特征
2.1.1 pH
pH 值对海洋中许多元素的赋存形态以及许多反
应的反应途径有直接或间接影响，是描述海水中酸碱
平衡的重要变量。整个大亚湾 pH 差异较小，表、底
层的 pH 值范围分别为 8.27～8.37 和 8.23～8.31。总
体呈现出由西部向东部逐步增大的分布趋势。
2.1.2 水温
水温是海湾及河口环境一个重要的生态因子，在
水生生物的生活中起着重要的作用，直接影响生物的
新陈代谢；对水体中各种平衡的移动也有着重要影响。
本次调查结果显示，大亚湾水体温度呈现由近岸向湾
口水域递减的分布特征。表、底层的温度范围分别为
23.96～25.87℃和 23.22～25.2℃。
2.1.3 盐度
盐度对河口海湾的很多物理、化学、生物以及生物
地球化学过程有直接或间接影响。大亚湾水体盐度呈现
自西而东、自北向南逐渐增大的分布趋势，说明大亚湾
水体盐度主要还是受外海来水的影响。表、底层盐度的
114.50 114.60 114.70 114.80 114.90
22.45
22.50
22.55
22.60
22.65
22.70
22.75
22.80
澳头
核电站
惠东
1
2
3
4
5
9
8
7
6
N
E
°
°
°
°
°
°
°
°
° ° ° ° °
Ao tou
Hui dong
Nuclear power plant
76 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

范围分别为 33.75～34.60‰和 33.83～34.74‰。
2.1.4 溶解氧
大亚湾 5 月份水体中溶解氧表底层呈现不同的
分布特征，就表层而言，呈现自西而东逐渐降低的分
布趋势，而底层则呈现中间区域（主要在大辣甲水域
一带）较高，东西两边较低的分布趋势。表、底层溶
解氧的含量范围分别为 6.73～8.47 mg·L-1 和 6.03～
6.82mg·L-1。
2.1.5 叶绿素 a
5 月份大亚湾表层叶绿素 a 含量分布总体呈自西
向东逐渐降低的分布趋势，这可能主要与西岸水域处
于生活集中区，接纳陆源营养物质较多，水体中浮游
植物生长较为旺盛有关。而底层叶绿素 a 含量自西北
向南逐渐递减的分布趋势。表底层叶绿素 a 的含量分
别为 1.24～6.85mg·m-3 和 1.50～8.30 mg·m-3。

2.2 DIC 的垂直分布特征
2010 年 5 月大亚湾水域 DIC 监测结果见表 1。
结果显示，整个大亚湾表层（水面以下 0.5m 处）水
域的 DIC 含量为 24.26～26.13mg·L-1 之间，均值为
24.93mg·L-1；底层（水底以上 0.5m 处）水域的 DIC
含量为 24.06～26.89mg·L-1之间，均值为 24.99mg·L-1。
从表底层 DIC 含量来看，大亚湾水域并没有呈现出
统一的差异规律，整个大亚湾表底层水体中 DIC 含
量均值基本处于同一水平。这与高学鲁等[9]的研究成
果较为类似，他们的研究成果显示，南黄海秋季海水
中 CO2体系各分量在 0～20 m 垂直方向上的分布基
本是均匀的。盐度和温度对海水溶解无机碳体系影响
重大，一般而言，高盐低温海水更有利于海水无机碳
的保存[10]，从表底层分布上看，大亚湾水域水体没
有出现盐度和水温典型的分层现象，在不考虑其他影
响因素的情况下，这也可以较好地解释 DIC 表底层
分布差异较小的现象。海水中 DIC 的变化往往会受
水温、盐度、pH、DO、生物活动以及海-气界面交换
作用等诸多因素的影响[11]，从本次研究结果来看，大
亚湾水域中水温、盐度、pH 和 DO 等并没有出现明
显的表底分层特征，因此 DIC 在表底层分布上较为
均匀亦可能与前述因素有关。

2.3 DIC 的平面分布特征
从平面分布来看，大亚湾表层水体中 DIC 含量
的高值区集中在大辣甲－桑洲连线以北水域，然后呈
现出向四周逐渐递减的分布趋势，湾内水域 DIC 含
量总体呈现比湾口水域高的平面分布特征（图 2，最
低值位于 7 号和 1 号站位）。大亚湾底层水体中 DIC
含量的平面分布特征与表层有所不同，高值区集中于
西南部水域（大辣甲南部），总体呈现出由南部向北
部逐渐递减的分布趋势（图 3），这可能与浮游植物
的分布特征有关，本次监测结果显示，大亚湾底层叶
绿素 a 含量呈自西北向南逐渐递减的分布趋势，因为
Chla 含量高的海域通常具有相对较高的初级生产力，
能够将较多的 IC 转化为 OC[12]。


图 2 表层 DIC分布图
Fig.2 Distribution of DIC at surface waters

2.4 DIC 含量与 pH、水温、盐度、DO 及叶绿素 a 含
量的关系
海水中 DIC 含量分布是多种环境因素作用的结果
[13～15]，而且大亚湾海域环境条件较为复杂，DIC

表 1 2010 年春季大亚湾 DIC 监测结果（mg·L-1）
Tab.1 Concentration of DIC in Daya Bay in Spring 2010(mg·L-1)
站位 Sampling
station
1 2 3 4 5 6 7 8 9
均值 Average
value
表层 Surface layer 24.38 24.36 26.13 25.92 25.14 25.03 24.26 24.50 24.61 24.93
底层 Bottom layer 25.44 24.52 25.49 24.06 24.95 24.25 26.89 24.67 24.65 24.99
114.50 114.60 114.70 114.80 114.90
22.45
22.50
22.55
22.60
22.65
22.70
22.75
22.80
澳头
核电站
惠东
N
E
°
°
°
°
°
°
°
°
° ° ° ° °
Hui dong
Ao tou
Nuclear power plant
1 期 黄道建，等. 大亚湾春季溶解无机碳的分布特征 77

图 3 底层 DIC分布图
Fig.3 Distribution of DIC at bottom layer waters

含量分布是多种环境因素作用的结果，所以很难确定
其具体的影响因素。
本次研究的DIC与pH、水温、盐度、DO及叶绿
素a含量的相关系数（相关性拟合采用本次采集的18
组数据）。DIC与pH、水温、盐度、DO及叶绿素a含
量的相关关系见图4。
Lee 等人[13]的研究显示，盐度和温度对海水溶解
无机碳体系影响重大，一般而言，高盐低温海水更有
利于海水无机碳的保存。研究水域DIC含量随着水温
的升高而降低，与水温呈负相关关系，这与高学鲁等
[9]对南黄海及Louanchi 等[16]对大西洋的研究结果一
致。DIC与温度呈负相关，其主要的原因是随着海水
温度的升高，生物活动会逐渐加强[14]，它们的光合
作用也会随之消耗大量的无机碳而导致DIC浓度的
降低。本次研究结果显示，随着盐度的增加，研究水
域DIC的含量也升高，与盐度呈正相关关系。但张正
斌等人[15]的研究却得出了相反的结果，南黄海春季
表层海水中DIC含量与盐度呈负相关关系。不同水域
DIC含量与盐度的关系可能与水域水团运动和生物
活动有关，但有待进一步的研究。但从相关的显著性
来看，本次监测结果中DIC与水温、盐度的相关系数
均不高，说明水温、盐度的变化对DIC的水平分布影
响的程度并不是很大。
叶绿素a反映海域初级生产力，是浮游植物光合
作用的直接表现，研究结果显示，调查水域DIC含量
与叶绿素a含量呈现负相关关系，通常情况下，叶绿
素a含量高的海区，光合作用比较强烈，浮游植物不
断地将海水中的游离CO2转化为OC
[9]，因此，在不考虑

图 4 DIC与 pH、水温、盐度、DO和叶绿素 a的关系
Fig.4 Relationship between DIC and pH, salinity, temperature,
DO and Chl a
114.50 114.60 114.70 114.80 114.90
22.45
22.50
22.55
22.60
22.65
22.70
22.75
22.80
澳头
核电站
惠东
N
E
°
°
°
°
°
°
°
°
° ° ° ° °
Hui dong
Ao tou
Nuclear power plant
y = 5.5475x - 21.018
R2 = 0.0545
P=0.351
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
D
IC
含
量

V
a
l
u
e
s
o
f

DI
C
(m
g•
L-
1
)

pH
y = -0.0915x + 27.193
R2 = 0.0087
P=0.713
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
23.0 23.6 24.2 24.8 25.4 26.0
D
IC
含
量

V
a
l
u
e
s
o
f
D
I
C

(m
g•
L-
1
)
水温 Water temperature(℃)
y = 0.3554x + 22.521
R2 = 0.0639
P=0.312
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
D
IC
含
量

V
a
l
u
e
s
o
f
D
I
C

(m
g•
L-
1 )

溶解氧 DO(mg•L-1)
y = 0.179x + 18.837
R2 = 0.0073
P=0.736
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
33.0 33.4 33.8 34.2 34.6 35.0
D
IC
含
量

V
a
l
u
e
s
o
f
D
I
C

(m
g•
L-
1 )

盐度 Salinity(‰)
y = -0.1098x + 25.384
R2 = 0.1295
P=0.142
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
D
IC
含
量

V
a
l
u
e
s
o
f
D
I
C

(m
g•
L-
1 )

叶绿素a Chlorophyll(mg•m-3)
78 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

其它影响因素的前提下，DIC应该与叶绿素a含量呈负
相关关系[9]。而叶绿素a与DIC的相关系数较水温、盐度
等参数的相关系数高，但亦未达到显著的相关程度，这
说明生物的呼吸作用、细菌对有机物的分解作用或者其
他一些非生物影响因素等对DIC在大亚湾水域的水平
分布的影响超过浮游植物光合作用对其影响。

4 结论（Conclusion）

由 2010 年 5 月对大亚湾监测的结果可知：
（1）从表底层 DIC 含量来看，大亚湾水域并没
有呈现出统一的差异规律，整个大亚湾表底层水体中
DIC 含量均值基本处于同一水平。
（2）从平面分布来看，大亚湾表层水体中 DIC
含量的高值区集中在大辣甲－桑洲连线以北水域，然
后呈现出向四周逐渐递减的分布趋势，湾内水域 DIC
含量总体呈现比湾口水域高的平面分布特征；底层水
体中 DIC 含量高值区集中于西南部水域（大辣甲南
部），总体呈现出由南部向北部逐渐递减的分布趋势。
（3）各物理和生物因素对DIC的影响程度不同，
从目前的初步研究结果可知，大亚湾DIC与水温和叶
绿素a呈现负相关系，与pH、DO和盐度呈现正相关
关系，但从相关的显著性来看，本次监测结果中DIC
与温度、盐度、pH、DO的相关系数均不高，说明水
温、盐度、pH、DO的变化对DIC的水平分布影响的
程度并不显著。而叶绿素a与DIC的相关系数较其他
参数的相关系数高，但亦未达到显著的相关程度。
（4）随着经济的快速发展，大亚湾原有的生态
系统功能必然会受到较大的影响，从而也会对DIC分
布产生某些影响，而除了水温、盐度、pH、DO和叶
绿素a可能会对DIC产生较大影响外，生物的呼吸作用、
细菌对有机物的分解作用或者其他一些非生物影响因
素也可能对DIC产生较大的影响，因此有必要长时期
对该海域的DIC及相关参数的变化情况进行监测。

参考文献（References）

[1] Schlesinger W H. Biochemistry: An analysis of global
change. San Diego: Academic press, 1991, 2-7.
[2] Baliňo B M, Fasham M J R, Bowles M C. IGBP Science
No.2. Ocean biogeochemistry and global change: JGOFS
Research highlights 1988-2000, 2001, 32.
[3] Watson R T, Noble I R. Carbon and the science-policy nexus:
the Kyoto challenge. In: Steffen W, Jager J, Carson D, eds.
Challenges of a changing earth proceedings of the global
change open science conference. Berlin: Springer, 2001,
57-64.
[4] Suchet P S, Probst J L. A global model for present-day
atmospheric/soil CO2 consumption by chemical erosion of
continental rocks[J].Tellus,1995,47B(2):273-280.
[5] Ludwig W, Probst J L and Kempe S. Predicting the oceanic
input of organic carbon by continental erosion[J]. Global
Biogeochemical Cycles, 1996, 10:23-41.
[6] Petit J R, Jouzel J and Raynaud D. Climate and atmospheric
history of the past 420000 years from the Vostok ice core
Antarctical[J]. Nature, 1999, 399:429-436.
[7] 黄道建, 于锡军, 郭振仁, 綦世斌. 大亚湾大辣甲水域溶
解无机碳垂直分布特征及季节动态[J]. 生态科学, 2010,
29(6) :532-537.
[8] Atekwana E A, Krishnamurthy R V. Seasonal variations of
dissolved introgenic carbon and δ13C of surface waters:
Application of a modified gas evolution technique[J].
Journal of Hydrology, 1998, 205(3-4):265-278.
[9] 高学鲁, 宋金明, 李学刚, 李宁, 袁华茂. 南黄海秋季溶
解无机碳的分布特征[J]. 海洋环境科学, 2009, 28(1):17–
21.
[10] Lee K, Millero F J, Wanninkhof R. The carbon dioxide
system in the Atlantic Ocean[J]. Journal of Geophysical
Research, 1997, 102(C7):15693-15708.
[11] 张正斌, 张闯, 刘莲生, 宫海东, 皇华伟, 刘春颖. 黄海
春季表面海水溶解无机碳的分层研究[J]. 海洋科学, 2008,
32(11):36-43.
[12] Beardsley R C. Discharge of the Changjiang(Yangtze River)
into the East China Sea[J]. Continental Shelf Research,
1985,4:57-76.
[13] 刘辉, 姬泓巍, 辛梅. 胶州湾水体中的二氧化碳体系[J].
海洋科学, 1998,6: 44-47.
[14] 王保栋, 王桂云, 刘峰. 南黄海春季海水化学要素的分布
特征[J]. 海洋环境科学, 1998, 17(3): 45-50.
[15] 张正斌.南沙群岛海域化学过程研究[M]. 北京: 海洋出版
社, 1996. 71.
[16] Louanchi F, Ruiz-Pino D P, Jeandel C, Brunetb C, Schauer
B, Masson A, Riala M and Poisson A. Dissolved inorganic
carbon, alkalinity, nutrient and oxygen seasonal and
interannual variations at the Atlantic Ocean J
GGOFS-KERFIX site[J]. Deep-sea Research Part Ⅰ
-Oceanographic Research Papers, 2001, 48:1581-1603.
[17] 谭敏, 陈燕珍. 渤黄海水体中的二氧化碳[J]. 海洋环境科
学,1990, 9(1): 35-40.
1 期 黄道建，等. 大亚湾春季溶解无机碳的分布特征 79