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第1章 总论 1

1.1 北极海域海洋化学与碳通量考察专题目标 1

1.2 北极海域海洋化学与碳通量考察在专项中的作用 1

1.3 北极科学考察的主要范围、时段和时间 2

1.3.1 中国第五次北极科学考察 2

1.3.2 中国第六次北极科学考察 2

1.4 北极海域海洋化学与碳通量主要考察内容、工作量和分工 2

1.4.1 中国第五次北极科学考察 2

1.4.2 中国第六次北极科学考察 4

1.5 北极海域海洋化学与碳通量考察取得的主要成果 5

1.5.1 提出了北极快速变化下北冰洋中心区的碳汇效应由强变弱的预测 6

1.5.2 初步解释了加拿大海盆营养盐极大现象的形成机制 6

1.5.3 在北冰洋同位素示踪海洋学方面取得了重要进展 7

1.5.4 北极海域水体、沉积物和大气中DMS研究 7

1.5.5 “雪龙”船北极航迹典型有机污染物和重金属调查研究 8

1.5.6 北极地区大气中物质的来源、变化、迁移和海—冰—气交换研究 8

1.6 北极海域海洋化学与碳通量考察存在的主要问题和建议 8

第2章 北极海域海洋化学与碳通量考察的意义和目标 10

2.1 北极海域海洋化学与碳通量考察背景和意义 10

2.2 我国北极海域海洋化学与碳通量考察的简要历史回顾 14

2.3 考察海区概况 17

2.4 考察目标 19

第3章 北极海域海洋化学与碳通量考察主要任务 20

3.1 考察区域、断面、站位及路线 20

3.1.1 中国第五次北极科学考察的区域、断面、站位及路线 20

3.1.2 中国第六次北极科学考察的区域、断面、站位及路线 30

3.2 北极海洋化学与碳通量考察内容 42

3.2.1 海水化学 42

3.2.2 大气化学 43

3.2.3 沉积化学 43

3.2.4 海冰作业 43

3.2.5 沉积物捕获器观测锚系 43

3.2.6 受控生态实验 44

3.3 考察设备（包括实验室分析仪器） 44

3.3.1 “雪龙”船SBE CTD采水器 47

3.3.2 营养盐自动分析仪 47

3.3.3 高分辨率硝酸盐等多参数剖面仪 47

3.3.4 甲烷与氧化亚氮分析仪 48

3.3.5 膜进样质谱仪 48

3.3.6 岛津GC2010Plus色谱仪 49

3.3.7 汞在线监测仪Tekran 2537 X 49

3.3.8 不锈钢真空采样罐 50

3.3.9 总悬浮颗粒物（TSP） 50

3.3.10 EC9841氮氧化物分析仪 51

3.4 北极海洋化学与碳通量考察人员及分工 51

3.5 北极海洋化学与碳通量考察完成工作量 54

3.5.1 中国第五次北极科学考察完成工作量 54

3.5.2 中国第六次北极科学考察工作量 55

3.6 中国北极考察航次（路线）及考察重大事件介绍 57

3.6.1 中国第五次北极科学考察 57

3.6.2 中国第六次北极科学考察 57

第4章 北极海域海洋化学与碳通量考察获取的主要数据与样品 59

4.1 北极海域海洋化学与碳通量数据（样品）获取的方式 59

4.1.1 营养盐循环与生物泵结构考察各要素的分析方法 59

4.1.2 北极区域温室气体与碳通量评估 60

4.1.3 北极海域同位素与POPs考察 63

4.1.4 北极海域部分水体、沉积物及大气化学要素调查与研究各要素的分析方法 67

4.1.5 “雪龙”船北极典型航迹有机污染物和重金属调查 68

4.1.6 北极海洋边界层大气汞及生物气溶胶调查 69

4.2 北极海域海洋化学与碳通量考察获取的主要数据或样品数量 69

4.3 北极海域海洋化学与碳通量考察质量控制与监督管理 75

4.3.1 北冰洋营养盐循环与生物泵结构考察中的质量控制与监督管理 75

4.3.2 北极区域温室气体与碳通量评估的质量控制与监督管理 76

4.3.3 北极海域同位素与POPs考察的质量控制与监督管理 77

4.3.4 北极海域部分水体、沉积物及大气化学要素调查与研究的质量控制与监督管理 80

4.3.5 “雪龙”船北极典型航迹有机污染物和重金属调查的质量控制与监督管理 83

4.3.6 北极海洋边界层大气汞及生物气溶胶调查的质量控制与监督管理 84

4.4 北极海域海洋化学与碳通量数据总体评价情况 85

第5章 北极海域海洋化学与碳通量分析与评估 87

5.1 化学要素的分析和认识 87

5.1.1 海水化学要素的分布特征和变化规律 87

5.1.2 北极海域大气化学要素的分布特征和变化规律 251

5.1.3 沉积化学要素的分布特征和变化规律 267

5.1.4 海冰中化学要素的分布特征和变化规律 284

5.2 重点内容的分析与评价 285

5.2.1 海冰快速融化下北冰洋碳通量的变化与响应 285

5.2.2 同位素对水团和生物地球化学过程的示踪 285

5.2.3 海冰快速消融对营养要素生物地球化学循环的影响及生态效应 317

5.2.4 海冰快速消融及洋流循环过程对温室气体源汇的调控 329

5.2.5 极地海洋边界层大气化学环境过程对全球变化的响应和反馈 330

5.2.6 北极地区污染物质在各介质中的分布及污染状况评价 340

5.3 北极海域海洋化学与碳通量考察的主要成果（亮点）总结 353

5.3.1 北极快速变化对北冰洋碳汇机制和过程的影响 353

5.3.2 北冰洋海气CO2通量及碳循环研究 353

5.3.3 白令海峡淡水构成及其加剧北冰洋海冰融化的作用 354

5.3.4 加拿大海盆河水组分和海冰融化水组分近40年的变化规律 354

5.3.5 西北冰洋边界清除作用的重要性 355

5.3.6 白令海中心海盆深层水异常强烈的颗粒动力学作用 355

5.3.7 北冰洋太平洋扇区二甲基硫化物含量及分布的年际变化 355

第6章 北极海域海洋化学与碳通量考察的主要经验与建议 356

6.1 北极海域海洋化学与碳通量考察取得的重要成果 356

6.2 北极海域海洋化学与碳通量对专项的作用 357

6.3 北极海域海洋化学与碳通量考察的主要成功经验 358

6.4 考察中存在的主要问题及原因分析 358

6.5 对未来北极海域海洋化学与碳通量科学考察的建议 359

参考文献 360