在过去的几十年间,海底地下水排放(Submarine Groundwater Discharge,SGD)逐渐被认为是陆源化学物质,如营养盐,痕量元素及污染物等输入海洋的最重要的途径之一.已报道的绝大部分研究区域,经由SGD携带排放的化学物质入海通量大小与通过河流排放的入海输送量相当,其中在某些地区甚至超过河流的贡献.所以,SGD被认为在近海地区的生物地球化学循环过程和生态系统中扮演着重要的角色.本文利用天然放射性镭同位素活度的时空变化规律以及镭库的质量平衡模型,基于2012年6月,10月和2013年8月采集的样品对比研究了我国半封闭型养殖海湾——面临黄海的桑沟湾,相对封闭型养殖海湾——海南东部潟湖(老爷海和小海)和大河影响下的陆架边缘海——东海大陆架的海底地下水排放,并定量评估了通过SGD输入的营养盐等生源要素的入海通量,分析当地营养盐的源汇项,进而就其营养盐收支进行了再评估.半封闭型海湾——桑沟湾.基于2012年6月桑沟湾223Ra,224Ra,226Ra和228Ra的实测数据,建立镭同位素的质量平衡模型,估算出桑沟湾的SGD通量为(2.59-3.07)×107m3d-1,即0.13-0.15m3 m-2d-1,其中基于潮周期内连续观测的226Ra和228Ra算得潮汐动力驱动的SGD通量分别为(0.16～1.97)×107m3d-1和(0.33～1.00)×107m3d-1,平均值分别为1.00×107m3d-1和0.75×107m3d-1,潮汐动力下的SGD通量最大可占总SGD通量的76%.可见,尽管促使着SGD的驱动力有多种,但是在桑沟湾这样一个半封闭的养殖型海湾中,潮汐动力发挥着重要的作用.同时,本文还对通过SGD输入到桑沟湾的营养盐通量进行了估算,结果显示:与通过其他途径(如河流,贝类排泄,沉积物——水界面的营养盐交换和颗粒物沉降后再悬浮释放的营养盐等)输入到桑沟湾的营养盐通量相比,SGD驱动的营养盐输入是溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)的主要输入源,其贡献比其他输入源大1到2个数量级,渔业生产输出的DIN与SGD的输入相当,渔业生产输出的DIP则比SGD的输入高出一个数量级.因此,在这样一个半封闭的养殖型海湾中SGD在营养盐收支中具有不可忽视的重要影响.相对封闭型的海湾——海南东部潟湖.基于2012年10月对海南东部老爷海和小海的采样研究,建立镭同位素的质量平衡模型,结果表明SGD在老爷海和小海同样不可忽视,两个潟湖的平均SGD通量分别为1.7×106(0.094 m3 m-2 d-1)和1.8×106(0.041 m3m-2d-1)m3d-1,此数值落在已报道的全球潟湖区域的SGD的高值区.具有较小面积的老爷海的SGD通量比具有较大面积的小海更高,这是由老爷海周围高渗透性的砂质土壤和较大的岸线体积比导致的.此外,潮汐动力是老爷海和小海SGD的重要驱动力,两个潟湖的潮汐通道内潮汐动力下的SGD通量平均分别为1.7×1 05和1.4×105m3 d-1,大约占整个潟湖总SGD通量的10%.同时,老爷海和小海的营养盐收支平衡表明,老爷海水体中的营养盐主要来源于SGD输入,老爷海是DIN和DIP的源(△0),是DSi的汇(△0);而小海水体中的营养盐主要来源于SGD和河流的输入,小海是DIN和DSi的汇,是DIP的源.开阔海域——东海.东海陆架区是世界上著名的大河影响下陆架边缘海之一,本文基于2013年8月东海陆架223Ra,ex224Ra,226Ra和228Ra的实测活度值,对其SGD进行研究.结果表明,SGD在开阔陆架区同样具有不可忽视的重要影响.根据东海陆架区夏季水团的位置和物理特征,基于水量和盐量平衡模型估算了保守和非保守Ra同位素的活度,进而根据东海陆架区总的过剩228Ra和226Ra估算出东海陆架区的水体滞留时间平均为1.30±0.27 a.在226Ra和228Ra质量平衡模型的基础上,得到夏季输入东海的SGD通量为4.17×1011m3 a-1(228Ra)和5.42×1011 m3a-1(226Ra),该值占东海沿岸总河流径流量的36-47%.在东海陆架,由SGD驱动的 DIN,DIP 和 DSi 的输入通量分别为(5.63-7.32)×1010,(1.38-1.79)×109 和(1.21-1.59)×1011 mol a-1,可以发现通过SGD携带的DIN,DIP和DSi向东海的输入通量分别与东海沿岸总河流排放入海的营养盐通量相当,是东海陆架不可忽视的重要营养盐输入源.综上所述,本文运用天然放射性镭同位素示踪法对我国人文活动影响下的典型的半封闭型海湾,相对封闭型海湾和大河影响下的陆架边缘海的SGD展开研究.结果表明在河流流量较小,区域范围较小,相对封闭和半封闭的研究区域,SGD是主要的输入源,由其输入的营养盐通量可达营养盐总输入量的40%以上,甚至可达98%;在河流流量较大,区域范围较大且开阔的研究区域,由SGD输入的营养盐通量则与河流的输送量相当,同样是不可忽略的重要输入源.本文的研究将有助于人们充分认识到SGD的重要性,为海岸带地区典型人文活动(比如海水养殖业)的开展提供基础数据,同时为我国海岸带的SGD研究起到补充作用,为人们细化研究近海重要生源要素比如营养盐,微量气体和碳等在地下河口所发生的生物地球化学变化提供参考.