Picarro L2120-i（當(dāng)?shù)睾恿鲗?duì)海岸酸化的影響）

沿海生態(tài)系統(tǒng)是碳循環(huán)高度活躍的區(qū)域，也是最有可能受到海洋酸化加劇的區(qū)域。本研究通過(guò)以密西西比海峽的溶解無(wú)機(jī)碳（DIC）和總堿度（TA）為研究重點(diǎn)，了解當(dāng)?shù)睾恿鲗?duì)海岸酸化的影響。此區(qū)域除了間歇性通過(guò)溢洪道（Bonnet Carr&eacute; Spillway，以下簡(jiǎn)稱BCS）引入的密西西比河水外，主要接收來(lái)自當(dāng)?shù)睾恿鞯拇罅康?。?018年8月至2019年11月期間，每月在海灣內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣。而在2019年6月至8月期間，由于溢洪道的延長(zhǎng)而進(jìn)行每周現(xiàn)場(chǎng)采樣。在2019年溢洪道開(kāi)放之前，當(dāng)?shù)氐蛪A度河流對(duì)海灣的貢獻(xiàn)可能使研究區(qū)域在冬季更容易受到海岸酸化的影響，文石飽和態(tài)（&Omega;ar）<2。當(dāng)溢洪道開(kāi)啟后，盡管整個(gè)海灣的總堿度（ta）大幅增加，文石飽和度仍較低，可能是由于地下水中缺氧和co_{2濃度增加。密西西比河輸入量的增加可能代表著春季和夏季海灣水文的新常態(tài)。由于氣候的變化，密西西比河流域的降水量不斷增加，溢洪道的使用頻率越來(lái)越高密。未來(lái)淡水排放量的增加以及與之相關(guān)的海水鹽度、溶解氧和&Omega;ar的下降，可能會(huì)對(duì)牡蠣種群和類似生態(tài)系統(tǒng)對(duì)海岸酸化的恢復(fù)力造成不利影響。}

為了區(qū)分淡水源，我們利用了基于水的氧同位素組成（&delta;¹⁸O）的端元混合模型的結(jié)果，使用Sanial等人（2019）的方法采集水同位素樣品，并使用van Geldern和Barth（2012）的方法測(cè)量BCS和河流采樣。簡(jiǎn)言之，將酸洗過(guò)的瓶子連接到非金屬桿上，以收集水樣。瓶子被沖洗三次，并由戴著聚乙烯手套的取樣器填充。

樣品被轉(zhuǎn)運(yùn)回岸邊，用0.45&mu;m過(guò)濾器過(guò)濾并儲(chǔ)存在玻璃瓶中，用Parafilm密封，以防止蒸發(fā)，然后通過(guò)水同位素分析儀（L2120-i腔衰蕩光譜儀，Picarro Inc.）進(jìn)行分析。

正如Sanial等人（2019）所描述的，墨西哥灣海水、密西西比河水和當(dāng)?shù)睾恿鞯?amp;delta;¹⁸O和鹽度末端值不同。因此，通過(guò)對(duì)&delta;¹⁸O測(cè)量，可以得出所有BCS樣品中這三種水類型的水分?jǐn)?shù)。我們利用這些分?jǐn)?shù)，根據(jù)端元值和保守混合假設(shè)預(yù)測(cè)DIC和TA，我們的觀察結(jié)果與這一預(yù)測(cè)的偏差程度是評(píng)估非保守行為的一種方法。

如上所述，BCS采樣期間，密西西比河河水在地表水中的比例通過(guò)使用水中氧同位素和鹽度的線性混合模型（如Sanial等人2019所述）。本質(zhì)上，來(lái)自密西西比河（MR）、海區(qū)（SW）和當(dāng)?shù)睾恿鳎↙R）的H₂O&delta;¹⁸O是不同的。因此，使用三端構(gòu)件線性混合模型，得出這三種來(lái)源水的分?jǐn)?shù)。值得注意的是，當(dāng)?shù)氐拿芪魑鞅群?阿拉巴馬河被分為一個(gè)末端成員，因?yàn)樗鼈兙哂邢嗨频?amp;delta;¹⁸O值。簡(jiǎn)言之，該模型基于&delta;¹⁸O和鹽度呈現(xiàn)保守混合的原理。因此，可以使用一組兩個(gè)線性混合方程來(lái)描述這三個(gè)端部構(gòu)件之間的混合：

其中&delta;¹⁸O_sample和Sal_sample是樣品的水同位素組成和鹽度；f_SW、MR、LR是海水、密西西比河和當(dāng)?shù)睾铀姆謹(jǐn)?shù)；&delta;¹⁸O_{SW、MR、LR}和Sal_{SW、MR、LR}是三個(gè)末端成員的同位素組成和鹽度（根據(jù)Mg/Ca比率）。

背景知識(shí)：Aragonite Saturation State文石飽和度(&Omega;文石)作為衡量海洋酸化狀況的指標(biāo)之一,在評(píng)估海洋鈣質(zhì)生物的生存環(huán)境中發(fā)揮著重要的作用。

密西西比州和阿拉巴馬州當(dāng)?shù)剌^低堿性的河流可能更容易使密西西比灣在秋冬月份發(fā)生海岸酸化。低TA與&Omega;ar觀測(cè)值是相關(guān)的，因?yàn)樗鼈兣c幼齡牡蠣成熟的脆弱期同時(shí)發(fā)生。在本研究期間，TA和&Omega;ar在夏季和初秋月份均增加，這可能是由于BCS的巨大影響。BCS在2019年2月至7月期間將密西西比河的高堿度水輸送至海灣。盡管表面TA和&Omega;ar值平均增加，但整個(gè)夏季底水&Omega;ar仍小于2。這可能是由于淡水分層導(dǎo)致的缺氧和pCO₂升高，以及地表水初級(jí)生產(chǎn)力增加，從而增強(qiáng)了地下呼吸。由于氣候變化導(dǎo)致流域降雨量增加（Lindsey，2021），來(lái)自BCS的密西西比河水的大量季節(jié)性輸入，可能代表了春季和夏季桑德水文學(xué)的一個(gè)新常態(tài)。TA和&Omega;ar的季節(jié)性波動(dòng)以及通常較低的平均文石飽和度狀態(tài)表明該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化沒(méi)有很好的緩沖。低文石飽和度將對(duì)密西西比海峽的牡蠣種群有害，因此我們必須了解影響密西西比灣生態(tài)系統(tǒng)的碳系統(tǒng)和區(qū)域環(huán)境壓力源。