渤海湾天津近岸海域初级生产力及网采浮游植物种类组成

于2012至2013年调查了渤海湾天津近岸海域的初级生产力和网采浮游植物种类组成。2012—2013年春季调查海域初级生产力为2.20～23.18 mgC/(m²·d),平均值为9.54 mgC/(m²·d),高值区主要分布在塘沽附近海域;夏季初级生产力为6.37～138.37 mgC/(m²·d),平均值为44.13 mgC/(m²·d),高值区主要分布在北塘和汉沽附近海域。与1982—1983年和1992—1993年同期调查结果相比,近30 a来渤海湾初级生产力呈下降趋势。网采浮游植物经初步分析发现2门59种(包括未定名种),其中硅藻49种,占种类组成的83.1%;甲藻10种,占种类组成的16.9%;优势种主要为柔弱根管藻Rhizosolenia delicatula、布氏双尾藻Ditylum brightwellii、中华盒形藻Bidduiphia sinensis、中肋骨条藻Skeletonema costatum、旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus、尖刺菱形藻Nitzschia pungens、丹麦细柱藻Leptocylindrus danicus和浮动弯角藻Eucampia zoodiacus。调查海域春季浮游植物细胞丰度为3.32×10³～3.85×10⁷ cell/m³,夏季为2.48×10⁶～4.65×10⁹ cell/m³,夏季明显高于春季;从分布上看,北部和南部的浮游植物细胞丰度高于中部,主要是由天津近岸海域河流分布造成。浮游植物多样性指数在春季和夏季的均值分别为1.865和1.560。2012—2013年浮游植物细胞丰度及其分布主要与水深、化学需氧量、pH值、溶解氧和无机磷相关性较大。     

基于OC-CCI数据的南海高叶绿素a浓度水域面积的时空变化研究*

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。     

2015年春季南海北部陆架海域网采浮游植物群落结构及其与环境因子关系

根据2015年春季南海北部陆架海域的调查数据,分析了网采浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系。结果显示:共鉴定出浮游植物4门378种(含变种与变型),其中硅藻门209种,甲藻门157种,蓝藻门9种,着色鞭毛藻门3种。该海区的主要优势种有翼鼻状藻Proboscia alata、翼鼻状藻纤细变型Proboscia alata f. gracillima、佛氏海毛藻Thalassiothrix frauenfeldii、尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens、短角弯角藻Eucompia zoodiacus和洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus等,各断面优势种差异较大,仅佛氏海毛藻在4个断面成为优势种。浮游植物丰度范围为(0.63~1 430.04)×10⁴个/m³,平均为76.20×10⁴个/m³,丰度较高的站点主要集中在湛江断面D近岸站位和汕头断面H。春季南海北部浮游植物Shannon-Wiener多样性指数为1.06~5.56,均值为3.99。冗余分析显示,影响南海北部陆架海域浮游植物群落结构的主要环境因子为水温、盐度和活性磷酸盐。南海北部陆架海域浮游植物基本呈现近岸高离岸低的分布特点,水温和盐度是影响其分布的主要环境因子。     

南海典型海区浮游植物吸收光谱特征及遥感反演产品的精度评估

基于遥感手段准确估算浮游植物吸收系数a_ph(l), 可为长时间、大尺度范围识别浮游植物功能种群提供有力的数据和方法支撑。利用2003至2012年获取自南海、琼东、广东近岸和珠江口各典型海区的实测a_ph(l)数据, 对比分析表层光谱特征, 初步判断浮游植物种群结构差异; 基于MODIS-Aqua二级遥感反射率产品, 分别采用经验算法PL和半分析算法QAA对a_ph(l)遥感产品进行精度评估。结果表明, 以南海、琼东为代表的清洁海域和以广东沿岸、珠江口为代表的浑浊海域表层a_ph(l)光谱差异明显; a_ph(l)在清洁海域量值较小但在颗粒物吸收中居于主导, 而在浑浊海域并不占优; 浮游植物单位吸收系数a_ph^*(l)存在明显的空间差异, 色素打包效应以及色素组成是造成差异的可能原因。经验算法PL较之于半分析算法QAA反演得到的a_ph(l)(l=412, 443, 490)遥感产品精度更高, 平均相对误差APD小于22%; 采用区域优化算法NOCI获得的Chl-a产品作为输入参数, 算法PL所得的a_ph(l)遥感产品APD不超过14%。结果表明, 基于水色遥感产品进行a_ph(l)遥感产品精度评估和探讨不同海区浮游植物功能种群具有较强应用前景。     

胶州湾浮游植物初级生产力粒级结构及固碳能力研究

根据2006年3月-2007年2月逐月对胶州湾浮游植物分粒级初级生产力的调查研究,分析了该海湾初级生产力的季节变化和空间分布、粒级结构特征以及碳流途径,计算了胶州湾浮游植物光合作用固碳量以及其对富营养化物质氮、磷的净化能力.结果表明:胶州湾的初级生产力平均为408.8 mgC*m-2d-1,存在明显的季节差异和空间分布的不均匀性;微微型浮游植物(Picophytoplankton)对总初级生产的贡献率最高(42.14%),小型浮游植物(Microphytoplankton)和微型浮游植物(Nanophytoplankton)贡献率相当(分别为27.81%和30.03%);浮游植物光合作用固定的碳超过50%通过微食物环再向高营养级传递并入经典食物链,微食物环在胶州湾生态系统碳循环中具有重要作用;胶州湾海域每年通过浮游植物光合作用固碳量为52 809.1 tC,按照Redfield比值(C∶N∶P=106∶16∶1)每年吸收N和P的量值分别为9 299.7 t和1 287.0 t,浮游植物对大气CO2的吸收及对富营养化物质的净化均具有重要作用.     

1999年夏季南海北部和北部湾海域粒度分级叶绿素a和初级生产力的分布特征

南海是一个半封闭的边缘海，与中国和东南亚大陆相毗连。以往对南海海域物理海洋学的研究较多，对浮游植物生物量和生产力的研究较少，且大多研究均集中于西沙和南沙群岛(杨嘉东，1993；陈兴群等，1989)，对南海北部海域的研究较少(黄良民，1992)。目前，尚未见有关南海北部海域粒度分级的研究报道。 南海北部湾是中国的第四大渔场，除1994年对北部湾全海域进行过生物资源调查外(刘子琳等，1998)，其他仅见小范围的调查，如在菜州湾邻近海区(昌瑞华等，1995)，但未见其他有关浮游植物现存量和初级生产力的研究报道。 海洋光能自养浮游植物作为海洋食物网结构中的基础环节，在海洋生态系的物质循环和能量转化过程中起着重要作用。叶绿素a(Chl a)浓度是表征光能自养生物量和反映海水肥瘠程度的重要指标；初级生产力(PP)反映海域自养浮游生物生产有机碳的能力，是海洋生态系研究的重要内容，也是海域生物资源评估的重要依据。 本文报道了南海北部海域和北部湾海域粒度分级叶绿素a和初级生产力的分布特征，可为渔业资源评估和海区环境质量评价提供科学依据。而且调查中对叶绿素a和初级生产力分三级(Net级份，>20μm；Nano级份，2~20μm；Pico级份，<2μm)进行粒度分析测定，从更深层次上来研究该海区浮游植物群落生物量和生产力的粒度结构及其环境调控。     

2012年楚科奇海及其邻近海域浮游植物现存量和初级生产力粒级结构研究

通过2012年夏季第五次北极科学考察期间在楚科奇海及其邻近海域现场调查所获得的数据分析研究了海域的粒度分级叶绿素a浓度和初级生产力。结果表明,叶绿素a浓度和初级生产力的高值均出现在楚科奇海陆架区,并且远高于深海区。去程时调查海域水层平均叶绿素a浓度的变化范围为0.32~15.66mg/m3,平均(2.77±3.96)mg/m3,高值区出现在南部邻近白令海峡海域、北部阿拉斯加巴罗近岸和冰缘区;初级生产力的范围为50.11~943.28mg/(m2d),高值出现在冰缘水华区。返程时水层平均叶绿素a浓度的变化范围为0.07~1.52mg/m3,平均(0.41±0.40)mg/m3,高值仍出现在陆架区,但比去程时低了一个数量级;初级生产力的分布范围为12.31~41.35mg/(m2d),高值出现在陆架区。浮游植物粒度分级测定结果表明,在生物量较低的深海区,叶绿素a浓度和初级生产力的粒级结构以微微型浮游生物(Pico级份)占优势(其贡献率分别为46.1%和56.9%),小型(Net级份)和微型(Nano级份)对总叶绿素a浓度的贡献差异极小,分别为26.6%和27.3%,对总初级生产力的贡献分别为23.8%和19.3%;而在生物量较高的水深小于200m的陆架区,Net级份叶绿素a浓度所占百分比最高,Pico级份次之,Nano级份最低,分别为59.8%、27.9%和12.3%,初级生产力的粒级结构中叶绿素a浓度所占百分比由高到低同样是Net、Pico和Nano,所占百分比分别为60.6%,32.2%和7.2%。     

2016年春季西太平洋M2海山浮游植物粒级结构与初级生产力研究

2016年3月对西太平洋马里亚纳区域M2海山浮游植物粒级结构和分粒级初级生产力进行了观测,同时结合温度、盐度和营养盐浓度,研究了M2海山的总叶绿素a浓度的分布规律,不同粒级浮游植物对总叶绿素a的贡献率及其与环境因子的关系,初级生产力结构和分布特征。结果表明：M2海山各水层叶绿素a浓度变化范围分别为0.004—0.304mg/m³,平均叶绿素a浓度为0.094mg/m³。微微型浮游植物在整个调查区域内为最优势类群,对总叶绿素a浓度的贡献率达到了85%,微型浮游植物和小型浮游植物的贡献率均较低,分别为10%和5%。M2海山的叶绿素a浓度最大层均在100m深度附近的次表层,其中西南部和东南部为叶绿素a浓度高值区。M2海山的平均初级生产力为71.31mgC/（m²·d）,初级生产力的主要贡献者为微型和微微型浮游植物,其中微型浮游植物贡献率达到了72%,微微型浮游植物贡献率为28%。M2海山的海山效应不明显,浅海山（<200m）可能对浮游植物的生长存在促进作用。     

冬季东海及南海北部海域初级生产力和新生产力的初步研究

采用14C与15 N核素示踪方法,于2008年12月—2009年1月对东海和南海北部海域的初级生产力和新生产力的分布进行了研究,并对其环境制约机制进行了初步探讨。结果表明:调查海域叶绿素a质量浓度在空间分布上呈近岸高、外海低,表层高、真光层底部低的分布趋势。东海海域的积分初级生产力(IPP)和积分新生产力(INP)均低于南海北部海域,f比值为东海海域>南海北部海域,东海海域新生产力(NP)对初级生产力(PP)的贡献大于南海北部海域。浮游植物对氨盐的吸收速率(ρNH4)显著大于对硝酸盐的吸收速率(ρNO3)(P<0.05)。水柱平均新生产力与环境参数的相关性分析结果表明,营养盐是影响冬季调查海域新生产力的主要因素,温度和盐度为次要因素。     

琼东水体后向散射系数与浮游植物生物量的关系模型*

海洋中光后向散射系数的变化包含了浮游植物生物量的信息, 可应用于卫星遥感和光学剖面观测平台获取海洋中大时空尺度-高分辨率剖面的浮游植物生物量变化特征。本文选取了琼东上升流影响下生物—光学变异性较为显著的海域, 基于2013年航次实测数据, 建立了颗粒物后向散射系数(b_bp)与叶绿素a浓度(Chl a)间的区域性关系模型。模型假定颗粒物后向散射系数由不随叶绿素浓度变化的固定背景值, 以及较大粒级(>2μm)和pico级(微微型, <2μm)两类浮游植物的后向散射贡献累加所得。采集的数据集进行了模型检验, 结果表明, 模型能很好地模拟琼东海域水体的b_bp与Chl a间的变化趋势, 性能优于常用的幂函数关系模型, 尤其在低叶绿素浓度范围, 很好地解决幂函数显著低估的现象; 琼东海域的b_bp和Chl a关系存在显著的水层变化, 底层后向散射固定背景值显著高于上层水体背景值, 表明底层受上升流的影响, 水体中不随Chl a共变的颗粒物浓度增大, 其后向散射相应增强; 叶绿素最大层的后向散射固定背景值显著低于上层其他水体的固定背景值, 后向散射固定背景值的贡献百分比约为21%~35%; 随着叶绿素浓度增大, 较大粒级的浮游植物对颗粒物后向散射系数的贡献也显著增大, 可达到50%以上, pico级浮游植物贡献稳定在40%附近。本研究的结果将为琼东海域浮游植物生物量的光学遥感、生物地球化学过程研究提供更为精确的区域性模型和基础支撑数据。     

夏季珠江口及近岸海域悬浮颗粒物生物硅分析

2017年6月在珠江口及近岸海域61个站位采集了悬浮颗粒物生物硅(BSi,biogenic silica)和叶绿素a(Chl a)。利用RAGUENEAU et al(2005)提出的碱提取法测定了悬浮颗粒物生物硅,探讨不同环境条件下BSi浓度以及碱性提取液中岩源硅(LSi,lithogenic silica)的干扰程度。结果显示,Chl a质量浓度范围为0.06~8.64 μg·L^-1,悬浮颗粒物BSi浓度从低于检测限到14.3 μmol·L^-1,LSi浓度范围为0.00~9.56 μmol·L^-1;LSi/(LSi+BSi)比均值为0.38 mol·mol^-1。提取液中测得的Si/Al比均值为2.42 mol·mol^-1,与RAGUENEAU et al(2005)报道值接近。研究区域内的表层BSi反映了硅藻的生物量,与Chl a存在显著线性相关。LSi对BSi测量的干扰程度存在明显的空间差异,总体上近岸BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比低;外海BSi和LSi低,LSi/(LSi+BSi)比高;河口内BSi低,LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;上升流区BSi和LSi高,LSi/(LSi+BSi)比高;底层较表层具有更高的LSi和LSi/(LSi+BSi)比。最后,对常用的几种碱提取法在应用时存在的问题作了探讨。     

珠江口初级生产力和新生产力研究

1996年12月和1997年8月在珠江河口湾及其毗邻海域对浮游植物生物量、初级生产力和新生产力及其环境制约机制的研究.结果表明,调查海区的叶绿素a、初级生产力和新生产力均是夏季高于冬季,冬、夏两季的平均值分别为(0.95±0.41)和(1.08±0.52)μg/dm3,(69.2±75.5)和(198.7±119.1)mg/(m2·d),(1.46±0.79)和(3.05±3.09)mg/(m3·h).冬、夏两季平均f-比分别为0.45和0.38.分级叶绿素a结果显示,冬、夏两季均以微型和微微型级分(<20μm)占优势,其对海区叶绿素a的贡献分别为796%和81.6%,对初级生产力的贡献分别为70.7%和896%.调查海区具显著的空间区域化特征,叶绿素a和潜在初级生产力的高值出现在冲淡水区的中部,向口门区和远岸区逐渐降低.现场初级生产力的高值出现在远岸区,它与复合参数B_eZ_pI₀(B_e为真光层平均叶绿素a,Z_p为真光层深度,I₀为海面光辐射强度-PAR)呈很好的正相关,说明光是研究海区初级生产力的主要限制因子.新生产力冬、夏两季的高值分别出现在交椅湾和伶仃洋西南部.     

不同光强下长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)直立枝和匍匐枝的光生理特征及其对升温的响应

海洋绿藻长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera, 又名海葡萄)因具有较高经济和生态价值而备受关注, 光照和温度变化均会改变长茎葡萄蕨藻生理代谢, 最终影响其经济价值和生态功能。文章比较研究不同生长光强下(40、80、120和160 µmol·photons·m^-2·s^-1)长茎葡萄蕨藻不同部位, 即直立枝和匍匐枝的生理和生化特征, 以及其对升温(+3℃、+6℃和+9℃)的响应。结果显示, 光强由40升至120µmol·photons·m^-2·s^-1时对长茎葡萄蕨藻相对生长率(RGR)的影响不显著, 但是光强升至160µmol·photons·m^-2·s^-1时可使RGR降低49%。弱光下(40µmol·photons·m^-2·s^-1)直立枝的叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量为匍匐枝的1.52和1.49倍; 直立枝的Chl a和Car含量随生长光强升高而降低, 匍匐枝随光强升高而升高, 二者蛋白含量则均随光强升高而先升高后降低。弱光下直立枝的净光合放氧速率(P_n)和呼吸速率(R_d)分别为匍匐枝的2倍和70%, 但是二者的最大光化学效率(F_V/F_M)差异不显著。光强升高提高直立枝和匍匐枝的P_n和R_d, 但对二者F_V/F_M的影响不显著。同时, 弱光下直立枝的超氧化物歧化酶(SOD)活性比匍匐枝低20%, 二者过氧化氢酶(CAT)活性差异不显著; 光强升高提高直立枝和匍匐枝的SOD活性, 降低CAT活性。研究还发现, 直立枝和匍匐枝的P_n随温度升高而降低, 但前者的降低程度即光合速率随升温的变化率随光强升高而降低, 后者的则随光强升高而升高, 可见温度升高在弱光下对长茎葡萄蕨藻直立枝的负面影响更大, 在强光下则对匍匐枝的负面影响更大。     

北部湾灯光罩网渔场时空分布与海洋环境关系分析 *

文章根据大型灯光罩网渔船调查数据和卫星遥感海面风场(Sea Surface Wind, SSW)、海表温度(Sea Surface Temperature, SST)和叶绿素a浓度(Chlorophyll a concentration, Chl a)资料, 基于广义线性模型(Generalized Linear Model, GLM)对北部湾渔业资源单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort, CPUE)进行标准化, 应用多元线性回归等方法, 对北部湾灯光罩网渔场的时空分布及其与海洋环境的关系进行了分析。结果表明, 北部湾灯光罩网渔场适宜SST为27~29℃, Chl a为0.5~1.5mg·m ^-3。较高资源量出现在10月份中上旬, 分布在18°—19°N及20°—21°N海域。北部湾灯光罩网渔场的时空分布与季风、19°N附近的暖水池和Chl a等环境因素有关。     

2012年夏季南海西北部网采浮游植物群落结构

根据2012年8—9月在南海西北部海区的采样调查,对网采浮游植物的群落结构进行了研究。本次调查共检出浮游植物206种(包括变种及变形),隶属于4门55属,其中硅藻门40属114种,占总种数的55.3%;甲藻门10属86种,占总种数的41.7%。浮游植物平均细胞丰度为66.67×10⁴cells·m^-3,硅藻平均细胞丰度为65.79×10⁴cells·m^-3,甲藻平均细胞丰度为0.88×10⁴cells·m^-3。优势种为伏氏海线藻 Thalassionema franenfeldii、翼根管藻 Rhizosolenia alata和菱形海线藻 Halassionema nizschioides。调查海区的Shannon-Weiner多样性指数(H′)平均值为2.67,高值区位于西沙群岛和调查区东部。对比分析浮游植物细胞丰度与环境因子可知,浮游植物细胞丰度高和种类多的区域,其水体营养盐含量也高,说明营养物质与该区浮游植物细胞丰度分布和群落结构密切相关。     

南海南部次表层叶绿素a质量浓度最大值及其影响因子*

文章分析了2013年南海南部4个季节航次的叶绿素a (Chl a)调查数据, 结果显示: 150m以浅水柱Chl a质量浓度均值分别为早春0.14mg•m^-3、初夏0.12mg•m^-3、初秋0.18mg•m^-3、初冬0.16mg•m^-3。早春和初夏偏低的原因与早春风速小, 初夏水温高, 不利于水体的垂直混合, 限制了深层海水中丰富的营养盐向上层水体补充有关。4个季节中海水次表层Chl a质量浓度最大值层(SCML)均出现在50m和75m, 这两个水层的Chl a质量浓度差异小, 季节变化不大, 平均值变化范围分别为0.24~0.26mg•m^-3和0.22~0.26mg•m^-3。受混合层深度和温跃层上界深度的共同影响, 50m水层Chl a质量浓度主要受制于深层富营养盐海水的向上补充, 75m水层Chl a质量浓度受水温的影响明显。