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海洋初级生产光动力学及产品结构 总被引：5，自引：2，他引：5
运用14C同位素示踪方法现场研究了胶州湾四个季节浮游植物自然种群初级生产的光动力学特征和光合产品中颗粒有机碳(PPOC)和溶解有机碳(PDOC)的比例。结果表明,在冬、春季,网采浮游植物(Netphytoplankton,简记为Net-)和毫微型浮游植物(Nanophytoplankton,简记为Nano-)具有相对较小的光合半饱和常数(KI),而在夏、秋季,微微型浮游植物(Picophytoplankton,简记为Pico-)具有更小的KI.14C理论最大光合速率(Pm),在任何季节都是:Pico- >Nano- >Net-.Pm/KI的季节变化为夏季>秋季>春季>冬季,表明光合效率具有同样的季节变化顺序。Pm/KI在不同粒级类群间的顺序为Pico- >Nano- >Net-,可见,浮游植物细胞越小,对光能的竞争力越强。光合过程中PDOC的释放主要受光控制,太强和太弱的光均会使光合产品中PDOC的比例升高,但除光抑制情况之外,PDOC的绝对释放量随光强增加而增加。 相似文献
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浮游植物是海洋生态系统食物链的基础组成, 并通过光合作用影响着海表二氧化碳通量变化。文章基于高叶绿素a浓度水域面积指标构建南海浮游植物生物量的估算体系。利用遥感数据, 采用经验正交函数分解插值方法, 重构长时间序列的南海叶绿素a浓度场, 并研究了南海高叶绿素a浓度水域面积特征的时空分布。结果发现: 高叶绿素a浓度水域面积变化有着显著季节特征, 在冬季面积达到最大值, 在夏季达到最小值, 但是该水域对应的叶绿素a浓度却在冬季达到最小值, 在夏季达到最大值, 这一特征可能是由于风驱动的海表动力过程使得海表叶绿素重新分布; 空间分布上, 高叶绿素a浓度水域常年存在于海岸附近, 特别是在中国沿海、越南沿岸、泰国湾以及婆罗洲岛附近。在巽他陆架与湄公河口东部中央海盆, 高叶绿素a浓度区域面积呈年际变化。受厄尔尼诺调控的南海季风, 导致不同年份湄公河口东南沿海存在不同程度的北部冷水侵入, 北部冷水入侵可能是引起局地浮游植物生物量增减的原因。 相似文献
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通过对1950-2012年的南海混合层盐度数据进行分析,发现影响南海北部和南部盐度季节变化的最主要因素存在很大的差异.在南海北部,影响混合层盐度季节变化的最主要因素是蒸发降水,其次是水平平流.随着逐步南移,蒸发降水对盐度季节变化的影响递减,水平平流的影响逐渐增大;而在南海南部,水平平流的作用超过蒸发降水成为影响盐度的季节变化的最主要因素.在整个南海区域,冬季海水垂直混合变强,混合层变厚,下层高盐海水进入混合层,使混合层海水盐度变高,从而对冬季海水盐度的上升趋势产生促进作用;夏季南海北部混合层底存在上升流,南海东南部由于Ekman输运导致混合层变厚,都会将混合层以下高盐海水带入混合层,使混合层海水盐度变高,从而对夏季海水盐度下降趋势产生阻碍作用,但垂直混合对盐度季节变化的影响不大,远小于蒸发降水和水平平流. 相似文献
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基于POM(Princeton Ocean Model)海洋模式,对南海不同深度环流的季节性变化进行了数值模拟研究。模拟结果表明:南海表层和上层环流受季风影响,在夏季西南季风驱动下,南海表层环流在南部呈现强反气旋式结构,在南海北部则是一个弱的气旋环流;在冬季东北季风驱动下,南海表层环流结构呈气旋式,并且明显加强了沿越南沿岸向南流动的西边界流;春季和秋季为南海季风的转换期,其对应的环流特征也处于冬季环流与夏季环流的过渡流型,流速与冬季和夏季相比较弱。南海200m层环流的季节变化与表层相似。在500与1 000m层,则出现许多处中尺度漩涡,流场也变得较为紊乱。 相似文献
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2009年2月在南海北部海域现场观测粒度分级叶绿素a质量浓度和初级生产力(PP)的分布。结果表明,调查海域水柱平均叶绿素a质量浓度的变化范围为0.11～8.37 mg/m3,平均为(1.28±2.23) mg/m3,高值区出现在珠江口及近岸海域;初级生产力的范围为344.8～1 222.5 mgC/(m2·d),平均为(784.2±351.4) mgC/(m2·d),高值区位于近岸及陆架海域。浮游植物粒度分级测定结果表明,在生物量较高的近岸海域,叶绿素a的粒级结构以小型浮游植物占优势,其贡献率为40.9%,微型和微微型浮游植物对总叶绿素a的贡献率分别为34.6%和24.5%;而在生物量较低的陆坡和开阔海域,各粒级浮游植物对叶绿素a的贡献率由大到小依次为微微型浮游植物(78.9%),微型浮游植物(17.2%)和小型浮游植物(3.9%)。相关性分析结果表明,调查海域分级叶绿素a的区域化分布特征与洋流运动下营养盐的分布密切相关,同时叶绿素a又高度影响着此区域PP的分布。此外,我们将调查海域实测所得浮游植物最佳光合作用速率与采用垂向归一化初级生产力模型估算的数据进行对比,发现后者明显低于前者,这说明通过水温估算最佳光合作用速率的算法在冬季南海北部可能存在低估。 相似文献
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文章建立了基于真实场驱动的三维物理—生态耦合模型, 利用模型定量分析了夏季南海北部上升流和羽状流过程对浮游植物生物量空间分布的影响程度及作用机制。首先, 利用2006—2008年卫星遥感数据及2006与2008年夏季观测数据对模型进行了验证, 结果表明, 模型能较好地再现夏季南海北部上升流和羽状流过程, 较好地反映出浮游植物的空间分布特征。模拟分析结果显示, 夏季南海北部浮游植物主要分布在50m等深线以内。琼州海峡东部海域和汕头海域浮游植物垂向分布较为均匀, 上升流的贡献均达到90%以上, 表层水平平流输送是浮游植物主要的汇, 生物过程是浮游植物的源。珠江口和汕尾海域浮游植物存在表层和次表层两个高值区, 羽状流贡献35%~40%, 主要促进表层浮游植物生长, 而上升流贡献60%~65%, 主要促进中底层浮游植物的生长。粤西海域上升流对浮游植物的贡献占92%, 主要促进中底层浮游植物生长, 而表层浮游植物浓度极低。整体上, 夏季南海北部上升流和羽状流主要是通过输送营养盐的方式影响浮游植物的生长。上升流对营养盐的输送作用是向岸方向的爬升输送和平行于等深线的沿岸流输送共同作用的结果。跃层的存在改变了营养盐的垂向输送过程, 是导致上升流和羽状流过程对不同水层浮游植物贡献差异的关键因素之一。整体而言, 夏季南海北部浮游植物空间分布差异是以上升流、羽状流主导, 环流—营养盐—生物过程共同作用的结果。 相似文献
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为了进一步了解霞浦长表岛附近海域浮游植物群落特征,文章利用2019年5月(春季)、9月(夏季)、12月(秋季)和2020年2月(冬季)4个航次调查的浮游植物和水环境数据,分析了浮游植物群落结构特征,通过冗余性分析(RDA)研究了影响浮游植物群落结构的主要环境因子,结果共鉴定出浮游植物4门60属170种,其中硅藻48属131种,甲藻10属26种,蓝藻1属2种,金藻1属1种。浮游植物以近岸广温广盐种和暖水种为主,全年优势种有13种,春季以东海原甲藻和夜光藻为主,夏季、秋季和冬季以中肋骨条藻和琼氏圆筛藻为主。浮游植物丰度在空间分布上整体呈现近岸高、远岸低、南部低、北部高的趋势特点。RDA和Person相关性分析表明,浮游植物丰度的季节动态变化主要受水温影响;春季和夏季适宜的温度与营养盐促进了浮游植物的大量增长,秋季和冬季则主要受到温度的影响。浮游植物大量繁殖增长甚至暴发出现在春季和夏季,霞浦长表岛海域滨海核电应在春季和夏季重点加强该海域赤潮灾害的监测预警。 相似文献
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利用11年高分辨率的(OGCM for the Earth Simulator,OFES)模式数据,计算南海涡致热输运(EHT),分析其时空变化特征。并利用卫星高度计数据验证OFES模式模拟南海涡致热输运的可靠性。研究结果表明,南海涡致热输运高值区主要分布在西边界流区,在南海北部和越南东南条带状区域,沿着中尺度涡运动路径,北部条带为向极输运,南部条带为向赤道输运,最大值达到了180MW/m。两高值区中间输运很小,沿着2500m等深线,为涡中心运动路径。南海中部涡致热输运较小。无论暖涡、冷涡,产生的致热输运均为顺时针方向。南海涡致热输运也存在明显的季节和年际变化。越南东南秋季输运最大,春冬季次之,夏季最小;南海北部则是春冬季最大,夏季最小。而在年际上,越南东南在2003、2007、2011年较大,南海北部则在2004、2007、2010年较大。 相似文献
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本文基于南海SEATS站的观测资料,利用垂直一维海洋生态系统动力学模式(MEM-1D)模拟了南海北部生态要素垂直结构的季节变化。结果表明,南海北部表层Chla浓度具有明显的季节变化特征,夏季呈现低值(<0.05 mg·m-3),冬季呈现高值,12月为0.38 mg·m-3。春季,风速相对变小,垂直混合变弱,次表层Chla浓度极大值现象形成(80~100 m),并可一直持续到10月末。冬季,海表温度降低,东北季风爆发,垂直混合增强,出现表层水华现象。浮游动物和细菌的垂直结构相似,冬季上层水体中浮游动物和细菌出现最大值,分别为13 mg·m-3和18 mg·m-3。3~10月细菌(12 mg·m-3)同浮游动物(14 mg·m-3)一样出现次表层最大值,其存在深度与浮游动物相似。 相似文献
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Primary productivity (PP) and phytoplankton structure play an important role in regulating oceanic carbon cycle. The unique seasonal circulation and upwelling pattern of the South China Sea (SCS) provide an ideal natural laboratory to study the response of nutrients and phytoplankton dynamics to climate variation. In this study, we used a three-dimensional (3D) physical–biogeochemical coupled model to simulate nutrients, phytoplankton biomass, PP, and functional groups in the SCS from 1958 to 2009. The modeled results showed that the annual mean carbon composition of small phytoplankton, diatoms, and coccolithophores was 33.7, 52.7, and 13.6 %, respectively. Diatoms showed a higher seasonal variability than small phytoplankton and coccolithophores. Diatoms were abundant during winter in most areas of the SCS except for the offshore of southeastern Vietnam, where diatom blooms occurred in both summer and winter. Higher values of small phytoplankton and coccolithophores occurred mostly in summer. Our modeled results indicated that the seasonal variability of PP was driven by the East Asian Monsoon. The northeast winter monsoon results in more nutrients in the offshore area of the northwestern Luzon Island and the Sunda Shelf, while the southwest summer monsoon drives coastal upwelling to bring sufficient nutrients to the offshore area of southeastern Vietnam. The modeled PP was correlated with El Niño/Southern Oscillation (ENSO) at the interannual scale. The positive phase of ENSO (El Niño conditions) corresponded to lower PP and the negative phase of ENSO (La Niña conditions) corresponded to higher PP. 相似文献
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《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2003,50(3):417-434
Phytoplankton fluorescence has been used historically as a means of assessing phytoplankton biomass, rates of primary production (PP) and physiological status in laboratory, in situ, and satellite based investigations. Assumptions about the quantum yield of phytoplankton fluorescence, φf, are often overlooked and can become problematic when fluorescence based methods are applied. A time series of φf observations from the northwestern Sargasso Sea is presented with the goal of understanding the controls on fluorescence and its applicability for assessing upper ocean biological processes. Accurate estimates of φf require accounting for Raman scattering and the conversion of planar to scalar irradiance. Variability in φf occurs on both seasonal and episodic time scales. Seasonal variations show maxima in the surface layer during summer months while lower, more uniform values are found throughout the winter when deep mixing occurs. Large episodic variations in φf are observed throughout the record which dwarf seasonal changes. Predictions of depth-dependent and depth-integrated PP rates using φf and natural fluorescence fluxes are only marginally successful (r2∼50%), although comparable with results from global bio-optical models for the Sargasso Sea. Improvements in PP predictions are hindered by weak statistical relationships with other parameters. φf is largely decoupled from the quantum yield of carbon assimilation, φc, indicating that an inverse relationship between fluorescence and photosynthesis does not exist. Consequently, variability in the quantum yield of thermal de-excitation, φh, is found to be of similar magnitude as φf on the timescales observed. These observations show that assumptions about photochemical energy flow through the phytoplankton community must be made carefully and that the fluorescence–photosynthesis relationship is not straightforward. 相似文献
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Toshimasa Asahi Kazuhiko Ichimi Hitomi Yamaguchi Kuninao Tada 《Journal of Oceanography》2014,70(3):277-287
To study the horizontal distribution and characterization of suspended particulate matter (SPM) in the coastal environment, the distribution and seasonal variation of particulate phosphorus (PP), divided as organic (POP) and inorganic (PIP) fractions with POC, PON, and Chl.a, in 4 seasons throughout Harima-Nada of the Seto Inland Sea, Japan, were investigated. A high concentration of PIP was observed not only in the northern coastal area, which received much freshwater discharge, but also in the channel parts. In winter, when Δσt was low, the difference between surface and bottom σt, resuspension of sinking particles or/and surface sediment which has a high PIP/PP ratio seems to have occurred, and then a high concentration of PIP in surface water was observed. In spring and summer, PIP/PP ratios (0.24) of surface waters were close to those of phytoplankton (0.1–0.2). On the other hand, PIP/PP ratios in autumn and winter, when Δσt was low, were similar to those of surface sediment in Harima-Nada (0.32–0.39). SPM in Harima-Nada showed higher PP contents than other coastal environments, and its mean value of 9.10 mg P/g was close to the phytoplankton P content of 9.75 mg P/g. This suggests that SPM in Harima-Nada was strongly affected by phytoplankton. The C/N ratio in Harima-Nada in spring was high (11), although high Chl.a and low PIP/PP were observed, possibly resulting from preferential decomposition of nitrogen in comparison with carbon. We consider that the PIP/PP ratio is a good indicator to characterize SPM and to predict its origin as well as the C/N. 相似文献
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初步构建了一个以浮游植物（P）、浮游动物（Z）和营养盐（N,包括无机氮和活性磷酸盐）为生态变量的NPZ简单生态模型,并通过与POM三维水动力模型的耦合,建立了三维浮游生态动力学模型,开展了厦门湾全海域三维浮游生态系统时空变化的模拟研究.结果显示,厦门海域浮游动植物有明显的季节变化,春、夏季生物量最高,秋、冬季较低,但不同的海区达到峰值的季节并不相同;活性磷酸盐含量冬季最高,春季最低,与浮游植物量值有较明显的反位相关系,表明厦门湾海域浮游植物的生长主要受活性磷酸盐含量限制.模拟结果符合历史观测特征,且模拟值与实测值量级比较吻合,因此所建立的三维浮游生态动力学模型可用于描述厦门湾海域浮游生态的时空变化特征. 相似文献
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A preliminary study on the response of marine primary production to monsoon variations in the South China Sea Basic characteristics 总被引：3，自引：3，他引：0
Seasonal, interannual and interdecadal variations of monsoon over the South China Sea （SCS） directly influence the ocean circulation and the mass transport process, etc. , especially the changes of horizontal circulation pattern and upwelling area. These changes directly influence the nutrient transport and the photosynthesis of phytoplankton, which induce the change of the marine ecosystem in the SCS, including the change of marine primary production in this sea area. On the basis of climatic data for long-time series and primary production estimated by remote sensing, the multi-time scale variations of monsoon, seasonal and interannual variations of primary production, and the response of primary production to monsoon variations were analyzed. Furthermore, the spatio-temporal variations of primary production in different sea areas of the SCS and their relations to the monsoon variations were given. The results showed that the strong southwesterly prevailed over the SCS in summer whereas the vigorous northeasterly in winter. The seasonal primary production in the entire sea area of the SCS also produced a strong peak in winter and a suhpeak in summer. And the seasonal primary production distributions displayed different characteristics in every typical sea area. The variations of the annual and summer averaged primary production in the entire sea area of the SCS showed almost the same rising trend as the intensity of the summer monsoon. Especially for 1998, the summer monsoon reached almost the minimum in the past 54 a when the primary production was also found much lower than any other year （ 1999--2005 ）. The responses of annual primary production to monsoon variation were displayed to different extent in different sea areas of the SCS ; especially it was better in the deep sea basin. Such research activities could be very important for revealing the response of marine ecosystem to the monsoon variations in the SCS. 相似文献
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南海北部表层颗粒有机碳的季节和年际变化遥感分析 总被引：1，自引：1，他引：0
海洋颗粒有机碳（POC）是海洋固碳的一个关键参数。为了研究南海北部陆架及海盆表层POC浓度的时空分布特征以及变化趋势,本文利用2009-2011年4个季节的实测数据,对NASA发布的MODIS/AQUA卫星月平均POC遥感产品,进行了验证和校正;并利用校正后的遥感数据分析了2003-2014年POC的时空分布特征和变化趋势。发现POC遥感产品与南海北部实测数据具有较好的线性关系（R2=0.72）,但存在系统性偏高,需利用实测数据对遥感数据进行区域性校正。分析校正后的遥感数据发现,南海北部陆架POC浓度较高,平均为（33.34±8.02）mg/m3;吕宋海峡西南海域浓度较低,平均为（29.25±6.20）mg/m3;中央海盆区浓度最低,平均为（27.02±4.84）mg/m3。春夏季POC浓度较低,最低值一般出现在5月,冬季（12月至翌年1月）POC浓度达到最高。利用2003-2014年的长时间序列遥感叶绿素（Chl a）和海表温度（SST）、混合层深度（MLD）模式数据,以及实测数据对南海北部POC浓度的影响机制进行了分析。发现POC与Chl a在秋冬呈现较好的相关关系（R2=0.51）,但在春夏季较离散,表明秋冬季生物作用对POC影响较大。2003-2014年期间,POC与Chl a、MLD及SST存在明显的年际变化,但并没有显著的上升或下降趋势。 相似文献
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大亚湾核电站温排水对其邻近海域的生态效应日益突出。文章结合现场调查和室内模拟实验, 研究了夏季和冬季大亚湾海域沿温排水温度梯度的浮游植物粒径结构特征, 探讨了营养物质的输入可能对其产生的影响, 以期深入了解浮游植物对升温以及富营养化作用的响应机制。结果表明, 适温条件对浮游植物的生长起促进作用, 在极高温(36.0℃)环境下则产生抑制作用, 在排水口邻近高温区夏季和冬季浮游植物叶绿素a含量均呈较低分布。交互模拟实验发现不同季节浮游植物对于温度和营养盐的敏感性存在差异, 夏季营养盐对浮游植物生长的促进作用比温度明显, 冬季温度的作用则更为显著。现场观测和模拟实验均显示, 水温升高和营养盐加富均可造成小粒级浮游植物 (<20μm)所占比例的增加; 因此, 升温和营养盐输入均可能导致浮游植物粒级结构呈小型化趋势, 并对食物网能量流动与物质循环、生态系统的结构稳定性以及海洋渔业的产量造成潜在影响。 相似文献
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首次通过2008-2009年在西北地中海和东地中海海域投放的两台Bio-Argo浮标的观测数据,分析与研究了该海区黄色物质次表层极大值的季节变化规律.研究表明次表层黄色物质在夏季开始爆发,伴随着叶绿素a浓度的逐渐降低;到冬季在强烈的垂向混合作用下结束.且黄色物质极大值的深度与叶绿素a浓度极大值(DCM)的深度基本一致,说明虽然黄色物质与浮游植物之间并不存在直接联系,但浮游植物的降解是黄色物质的主要来源.文中推测,可能由于该海区浮游植物与微生物的强耦合,导致了黄色物质与叶绿素a之间存在明显的反变关系. 相似文献