答案：（1）500~1000m存在溶解氧极小值；（2）深水中相对较高的溶解氧；（3）北太平洋深层水溶解氧明显低于北大西洋。中层溶解氧极小值是有机物氧化分解与富含O2冷水的平流输送之间平衡的结果。在大西洋、太平洋和印度洋，表层至~900m深度区间，南极中层水（AAIW）的入侵可明显看出。北大西洋深层水（NADW）是高溶解氧海域，从60?N的表层~2000m向南至南大西洋3000m均存在溶解氧极大值。这些NADW在向太平洋、印度洋的北向输送过程中逐渐损失O2。南极底层水的形成也导致了南大洋高的溶解氧。
3、 下图为北太平洋与北大西洋文石的垂直分布图，请描述其
分布特征，并简单阐述其成因。（8分）
答案：大洋表层水对于文石是过饱和的，过饱和约4倍。随着深度的增加，文石的过饱和程度逐渐降低，直至其跨过
的线。在太平洋水深200-400m，文石已成为不饱和。至深层海洋，文石在深海水
中是不饱和的，其原因可能在于温度的降低、压力的升高及有机物的氧化等所致。另外，太平洋水体文石的饱和程度小于大西洋。原因在于太平洋深层水比大西洋深层水具有低的CO32-离子浓度（即高的CO2含量），换句话说，太平洋深层水更具腐蚀性。这是因为海洋环流与生物活动共同作用的结果：太平洋深层水年龄“老”于大西洋，因而它包含了更多由有机物再矿化所产生的CO2，从而降低CO32-离子浓度。
4、 下图为北大西洋与北太平洋总碱度的垂直变化，请描述其
分布特征，并简述其成因。（8分）
答案：太平洋表层水的Alk低于大西洋，而深层水的Alk高于大西洋。表层水的差异主要是因为大西洋由蒸发导致的高盐度，深层水的差异原因在于太平洋水年龄更老，其累积了更多由CaCO3溶解所释放的CO32-。
5、 下图为南大洋表层水中硅酸盐与硝酸盐随纬度的变化情况，
请比较二者的分布有何共同点与不同点，为什么？（8分）
答案：硅藻吸收上层水体的的硅酸盐是非常有效的，在40?~50?S的海域，硝酸盐浓度较高，但硅酸盐浓度仍接近于0，说明这些海域硅酸盐浓度限制着浮游植物的生长。在55?S以南，硝酸盐浓度和硅酸盐浓度均比较高，这是因为存在亚极地上升流和生物吸收速率低所共同形成的，这些海域浮游植物的生长被认为受光、低温度及痕量营养盐如Fe等所限制。 6、 下表为用沉积物捕集器于北太平洋环流区不同深度得到的颗粒物各组分百分含量的垂直变化，试用图形与简单文字描述出各组分的垂直变化特征，并计算出各层位有机物的C/N比，简单阐述C/N比垂直变化的产生原因。（10分） 深度（m） 378 978 2778 碳酸盐 有机物 OC N （%总重量） 35.1 59.5 72.1 16.2 68.4 14.0 （%有机组分） 52.3 6.8 45.1 5.7 45.4 4.9 4280 5582 71.6 61.4 10.7 13.5 48.9 44.3 5.3 5.4 答案：随着深度的增加，有机物、OC、N组分的含量均有所降低，而碳酸盐含量由378m-978m有所增加外，随深度变化不大。原因在于有机物的降解导致了有机物、OC、N组分的含量的降低，而碳酸盐的溶解速率要慢于有机物的降解，因此其随深度变化较小。 各深度C/N比分别为：378 m: 8.97; 978m: 9.23; 2778m: 10.81; 4280m: 10.76; 5582m: 9.57。其垂直分布显示随深度增加而增加，至2778m后相对稳定。原因在于颗粒有机氮组分的降解速率快于有机碳组分。 四、 计算题（15分） 1、 假设某组分仅由河流输入海洋，其在河水中的平均浓度为2 mg/L，在开阔海洋混合层与深层水中的浓度分别为4 mg/L和16 mg/L，试计算该组分从混合层中以颗粒沉降迁出的份额及其在海洋中的平均停留时间（已知混合层与河水的体积比为30；海洋水体周转一次的时间为1000 a）。（9分） 答案：已知Cr=2 mg/L, Cs=4 mg/L; Cd=16 mg/L; ；Tmix=1000 a，由： 得组分从混合层中以颗粒沉降迁出的份额（g）为：g=0.75. 由混合层颗粒物迁出进入深层箱子的元素最终埋藏于沉积物的份额（f）为： = 0.0055 该组分在海水中的停留时间为：1000/（fg）= 2.42×105 a 2、 假设开阔大洋与沿岸海域浮游植物的Fe:C原子比分别为1:33000和1:3300，已知全球海洋的初级生产力为2.6×1015molC/a，沿岸海域单位面积的初级生产力是开阔大洋单位面积初级生产力的4倍，且 沿岸海域面积是开阔大洋面积的1/9，试计算沿岸海域与开阔大洋浮游植物每年吸收的Fe量。（6分）
答案： 沿岸海域初级生产力 = 0.8×1015 molC/a；开阔大洋初级生产力 = 1.8×1015 molC/a
沿岸海域浮游植物吸收的Fe = 242×109 molFe/a；开阔大洋浮游植物吸收的Fe = 55×109molFe/a