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第1章　绪论 1

1.1 化学海洋学研究范畴 1

1.1.1 化学海洋学研究内容 1

1.1.2　化学海洋学与海洋化学 3

1.2　化学海洋学发展简史 3

1.2.1 化学海洋学的孕育阶段 4

1.2.2　早期探索与分析阶段 5

1.2.3 海洋营养盐的调查与研究 6

1.2.4　海水分析化学的发展 6

1.2.5 海洋物理化学的发展 7

1.2.6　深海大洋的探索，成果叠现 7

1.2.7　海洋对全球变化的响应与反馈 7

1.3 化学海洋学在社会经济中的作用 8

1.3.1 海洋资源的开发利用 8

1.3.2　海洋环境问题 8

本章小结 9

第2章　海水的化学组成 10

2.1 引言 10

2.2　海洋的形成 10

2.2.1 宇宙的形成 10

2.2.2 太阳的形成 11

2.2.3　地球的形成 11

2.2.4　月球的形成 12

2.2.5　海洋的形成 12

2.3 海水的化学组成 13

2.3.1 水的性质及其意义 13

2.3.2　原始海水的化学组成 15

2.3.3 海水化学组成的变迁 16

2.3.4　现代海水的化学组成 16

2.4　盐度和氯度 21

2.4.1　克纽森盐度公式 22

2.4.2　1969年电导盐度定义 23

2.4.3　1978年实用盐度（psu） 23

2.4.4　海水密度 24

2.4.5　海洋盐度的分布 25

2.5 海水化学组分的物理输送 27

2.5.1 水团运动 27

2.5.2　物质输送的平流—扩散方程 30

本章小结 32

第3章　海水中的溶解气体 33

3.1 引言 33

3.2　大气的气体组成 33

3.2.1 大气层的结构 33

3.2.2 大气气体组成的历史演化 34

3.2.3　现代大气的气体组成 35

3.2.4　道尔顿气体分压定律 38

3.3　气体的溶解度 39

3.3.1 气体溶解度的定义 39

3.3.2　气体溶解度的计算 40

3.3.3　气体饱和度 41

3.3.4　气体在海水中的溶解度 41

3.4　海-气界面气体交换 42

3.4.1 海-气界面气体交换的薄膜模型 42

3.4.2 海-气界面气体交换的影响因素 43

3.5 海洋中的非活性气体 45

3.5.1 非活性气体偏离饱和的影响因素 45

3.5.2　物理过程影响程度的定量计算 48

3.6　溶解氧 49

3.6.1 溶解氧的来源与消耗 49

3.6.2　溶解氧的分布特征 50

3.6.3　表观耗氧量（AOU） 53

3.6.4　AOU的空间分布 54

3.6.5　氧的全球生物地球化学循环 55

3.7　微量活性气体 56

3.7.1 一氧化二氮（N2O） 57

3.7.2 甲烷（CH4） 57

3.7.3 一氧化碳（CO） 57

3.7.4 氢气（H2） 58

本章小结 59

第4章 海水中二氧化碳－碳酸盐体系 60

4.1 引言 60

4.1.1 海洋碳体系的重要性 60

4.1.2　海洋碳储库 62

4.1.3 人类来源CO2 63

4.2　海水的pH值 64

4.2.1 海水酸化 64

4.2.2　pH定义 67

4.2.3　海水的pH值及其影响因素 69

4.2.4　海水pH值的空间变化 72

4.3 海水的总碱度 73

4.3.1　海水的总碱度 73

4.3.2　影响总碱度的海洋学过程 75

4.3.3　海洋总碱度的分布 75

4.4　海水的总二氧化碳 79

4.4.1 总二氧化碳 79

4.4.2　影响总二氧化碳的海洋学过程 79

4.4.3　海洋总二氧化碳的分布 80

4.5　海水二氧化碳分压 83

4.5.1 海水二氧化碳分压的表达方式 83

4.5.2　海水二氧化碳分压的分布及其影响因素 84

4.6 海水中二氧化碳体系的化学平衡 88

4.6.1 海水中二氧化碳体系的化学平衡关系 88

4.6.2　碳酸表观电离平衡常数pK值的含义 90

4.6.3 温度、盐度和压力对pK值的影响 90

4.7 海水中二氧化碳体系各分量的计算 91

4.7.1 观测量为pH值和TCO2 91

4.7.2 观测量为pH值和TA（忽略HBO-3的影响） 92

4.7.3 观测量为pH值和pCO2 92

4.7.4 观测量为TA和pCO2 93

4.7.5 观测量为TCO2和pCO2 93

4.7.6 观测量为TA和TCO2 93

4.7.7 海水中二氧化碳各分量计算的误差 94

4.8 海水中碳酸钙的沉淀与溶解平衡 94

4.8.1 海水中CaCO3的表观溶度积 94

4.8.2 海水中CaCO3的饱和度 97

4.8.3 海水中CaCO3的饱和深度 97

4.8.4 海水中CaCO3的溶解过程 99

4.9 海洋对人类来源CO2的吸收 102

4.9.1 大气中人类来源CO2的增加 102

4.9.2 二氧化碳－碳酸盐体系的缓冲因子（Revelle因子） 103

4.9.3 海洋吸收人类来源CO2潜力的评估 104

4.9.4 海洋中人类来源CO2含量的确定 105

4.9.5 海水中人类来源CO2含量的分布 107

4.9.6 冰期—间冰期大气CO2浓度的变化 110

4.9.7 人类来源CO2对海洋无机碳体系的影响 112

本章小结 112

第5章 主要生源要素的生物地球化学循环 114

5.1 引言 114

5.1.1 营养盐的构成 114

5.1.2 营养盐循环概述 115

5.2 海洋中氮的生物地球化学循环 117

5.2.1 海洋氮循环在气候变化中的作用 117

5.2.2 氮的存在形态与储库 119

5.2.3 海洋氮循环路径 121

5.2.4 海洋氮循环的关键过程 123

5.2.5 海洋中氮营养盐的分布 129

5.2.6 人类活动对海洋氮循环的影响 131

5.3 海洋中磷的生物地球化学循环 132

5.3.1 海洋磷循环的重要性 132

5.3.2 磷的存在形态与储库 134

5.3.3 海洋磷的收支状况 137

5.3.4 海洋中磷的停留时间 138

5.3.5 海洋磷循环 140

5.3.6 海洋中各形态磷的含量与分布 141

5.4 海洋中硅的生物地球化学循环 144

5.4.1 海洋硅循环的重要性 144

5.4.2　海水中硅的存在形态与储库 144

5.4.3　海洋硅循环 146

5.4.4　海水中活性硅酸盐的分布 149

5.4.5 沉积物中生源硅的分布 151

5.4.6　沉积物中生源硅的保存 153

本章小结 156

第6章　海洋中的痕量金属 158

6.1 引言 158

6.1.1 痕量金属在生物生长中的作用 158

6.1.2　海水痕量金属的测定问题 159

6.2　海洋痕量金属元素的来源与迁出 162

6.2.1　痕量金属的来源 162

6.2.2　痕量金属的迁出 164

6.3 海水中痕量金属的垂直分布 167

6.3.1　保守行为型 170

6.3.2 营养盐型 170

6.3.3　表层富集型 173

6.3.4 中层极小值型 175

6.3.5 中层极大值型 175

6.3.6 中层亚氧层的极大或极小值型 176

6.3.7　缺氧水体中的极大或极小值型 176

6.4　海水中痕量金属的水平分布 177

6.4.1 太平洋与大西洋深层水痕量金属浓度的比较 177

6.4.2　近岸海域与开阔大洋痕量金属浓度的比较 178

6.5　海水中痕量金属的存在形态 180

6.5.1 海水中痕量金属形态的生态学意义 180

6.5.2　海水痕量金属形态的计算 182

6.6　海洋中铁的生物地球化学循环 183

6.6.1　铁生物地球化学循环的重要性 183

6.6.2　海洋中铁的收支平衡 185

6.6.3 海洋铁生物地球化学循环的关键过程 188

6.6.4　海洋中铁的含量与分布 194