西北太平洋海洋净初级生产力与柔鱼资源量变动关系的研究

海洋初级生产力在海洋生态中扮演重要角色,其变化影响了海洋渔业的潜在产量。本文根据2004-2013年中国鱿钓组提供的西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)捕捞数据和海洋遥感净初级生产力数据,研究了柔鱼冬春生西部群体资源量变动与净初级生产力的关系。结果发现,柔鱼渔场范围内净初级生产力在经度方向上呈明显的季节性变化,冬春季低,夏秋季高。捕捞月份7-11月对应的适宜净初级生产力范围分别为500~700 mg/(m2·d)(以碳计),500~800 mg/(m2·d),500~1000 mg/(m2·d),500~800 mg/(m2·d)和300~500 mg/(m2·d),最适净初级生产力分别为700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d),700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d)和400 mg/(m2·d)。7-11各月最适净初级生产力平均纬度与捕捞努力量纬度重心呈显著正相关关系(P<0.05),说明了捕捞努力量位置在渔场中不是随机分布,可能受最适净初级生产力的纬度分布的影响。柔鱼年间资源丰度与各年3月份净初级生产力以及7-11月份平均净初级生产力大小显著正相关(P<0.05)。推测每年柔鱼资源量大小可能是由3月份产卵场海域和7-11月捕捞月份渔场净初级生产力水平交互作用的结果。研究表明,异常环境条件(厄尔尼诺和拉尼娜事件)对柔鱼产卵场和渔场的净初级生产力具有显著影响,但调控机制不同。     

234 Th示踪法测定北太平洋西北海域冬季真光层中颗粒态有机碳输出通量

讨论了1997年冬季在北太平洋西北海域7个站位的表层至200m水深水柱中溶解及颗粒态234Th,颗粒态有机碳(POC)、氮(PON)及叶绿素a浓度的垂直分布剖面.溶解态、颗粒态及总的234Th的放射性在真光层中显著低于母体238U的放射性,总的234Th放射性在水深大于100m时趋于平衡.利用234Th-238U在海洋表层海水中的放射性不平衡推导出了北太平洋西北海域冬季真光层海水中234Th的平均停留时间和输出通量以及颗粒态有机碳和有机氮的输出通量.在亚北极环流区溶解态234Th的停留时间为40~50d,而在黑潮-亲潮共同影响区为20d左右.颗粒态有机碳和有机氮从真光层的输出通量范围分别为3.8~8.2和0.50~0.98mmol/(m2·d),西部海区高于东部海区,南部海区高于北部海区.在黑潮-亲潮共同影响区较高的颗粒态有机碳输出通量表明光照量及陆源营养盐物质的提供是两个决定生产力的主要因素.叶绿素a的水深分布和POC/PON的值同Redfield的比值的一致性表明这个海区的冬季颗粒物主要由浮游植物构成.北太平洋西北海域在冬季的颗粒有机碳输出通量可高于世界大洋一些海区春、夏季的颗粒有机碳输出通量.     

植被演替对杭州湾南岸盐沼物质循环的影响

本研究选择杭州湾庵东浅滩作为研究区,选取盐沼区三个不同植被带进行柱状样的采集,通过测量沉积物的粒度、沉积速率、碳氮含量(有机碳、总碳、总氮、碳氮比)等参数,系统分析研究区盐沼湿地植被演替对盐沼物质循环产生的影响。研究结果发现,不同植被覆盖下沉积物粒径差异显著,沿海向陆逐渐变细;沉积速率从海三棱藨草滩、互花米草滩、植被交错区依次递减;总碳、总氮、有机碳含量特征为互花米草滩植被交错区海三棱藨草滩,碳氮比介于6～9,有机碳以海源物质为主;通过计算,发现有机碳埋藏速率为互花米草[159 g/(m2·a)]海三棱藨草[140 g/(m2·a)]植被交错区[119 g/(m2·a)]。从整体上来看,杭州湾南岸盐沼从海三棱藨草群落向互花米草群落演替时,沉积物颗粒发生细化,沉积速率有所变化,而总碳、有机碳、总氮含量增加,盐沼有机碳埋藏速率增加。     

台湾东部黑潮区海源碳的沉积物记录与近千年来生产力与气候变化的反演

本文基于对台湾以东黑潮主流区沉积物的粒度和定年，通过解析沉积物总有机碳及其同位素组成获取海源碳变化特征，首次报道了该海区近千年来的初级生产力与气候变化反演结果。研究显示，台湾以东黑潮主流区近千年来的平均沉积速率为34.44 cm/ka，沉积环境较为稳定。另外，台湾以东黑潮主流区沉积物中的总有机碳和总氮含量主要受台湾东部河流输入、海洋初级生产力的沉降过程、成岩作用和粒度效应影响。对沉积物海源碳的定量估算表明，近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物中40.02%~73.88%的有机质为海源输入，陆源输送次之。同时，近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物记录较好地反映了中世纪暖期、小冰期和现代暖期3个气候变化阶段。1150-1420年期间，沉积物中总有机碳、总氮和海源碳含量缓慢升高，较高的表层海水温度有利于海洋初级生产力水平的升高。1500-1840年期间，较低的表层海水温度和亚洲大陆风尘输送水平使得海洋初级生产力较低，同时台湾地区小冰期较高的降水量有利于台湾东部河流向海输送，增强的水动力条件可能会加强海底沉积物的东移，从而导致该区域沉积物中总有机碳含量的增加。进入现代暖期以来研究区的海水温度逐渐增暖，而东亚季风强度和降水量却表现出波动的年际变化特征，并体现在研究区1930-1950年和1970年期间沉积物的中值粒径、总有机碳和总氮含量的快速波动。     

南海北部生源要素的垂直输运和保存及其与东太平洋的对比研究

通过对南海北部夏、冬两个季节的生源要素垂直输运剖面和时间系列沉积物捕获器的测量资料进行综合研究表明:南海北部颗粒物质主要是由钙质生物壳、生物硅、海洋浮游生物的有机质以及岩源物质组成,颗粒物质通量在1 000 m处大约为90.0 mg/(m2·d);研究还表明颗粒有机碳在进入沉积物保存之前被大量溶解,南海北部来自底层顺坡搬运的有机碳远大于垂直沉降;与开阔大洋(东太平洋海域)的对比研究表明,边缘海对于季节的变化更加敏感,而东太平洋调查区位于热带赤道高生产力带,生物作用十分明显,其海洋生物呼吸和物质转移同样也较活跃.     

北太平洋大气沉降的时空特征及其对副极区海洋生态系统的影响

北太平洋副极地海区作为全球海洋三个高营养盐低叶绿素(high nutrient and low chlorophyll, HNLC)海区之一, 其浮游植物生长受到微量元素铁的限制。对于开阔大洋, 大气沉降是海洋表层铁的一个重要来源, 铁元素沉降进入海洋后能够促进浮游植物生长, 进而引起海洋初级生产力和生物泵的响应。本文利用SPRINTARS(Spectral Radiation-Transport Model for Aerosol Species)模式的时长为20a的日均大气沉降数据, 对北太平洋海区大气沉降的时空特征进行了分析。结果表明, 进入北太平洋海区的大气沉降量为26.81Tg·a^-1, 并且存在显著的季节变化: 春季最高, 冬季最低, 5月份进入海洋的沉降量达到峰值。大气沉降主要来源于陆地区域, 在风场的驱动下向海洋传输, 因此大气沉降量的空间分布呈现出西高东低的特征。本文以2010年8月中旬卫星观测到的一次强沙尘(即高大气沉降量)事件为例, 研究了大气沙尘的传播路径。进一步结合2001年4月9—12日及2008年4月20—22日的沙尘事件, 分析了西北太平洋K2站位(47°N, 160°E)附近海域海洋初级生产力对大气沉降——沙尘事件的响应。结果表明, 三次沙尘事件后, K2站位的颗粒有机碳通量、叶绿素浓度均有明显增加, 即沙尘事件对北太平洋副极区海洋初级生产力存在促进作用。     

利用14C标记技术测定海洋初级生产力的绉议

<正>海洋初级生产力是指海洋中初级生产者(主要是浮游植物)通过光合作用或化学合成生产有机物的能力或速率[1-2],它是海洋生态系统中其他异养生物的生存基础,并从根本上影响着全球生物地球化学循环[3]与气候变化[4]。研究表明,海洋浮游植物通过光合作用不仅贡献了生物圈内的一半净初级生产力(以碳计约为5×1013 kg/a)[4],提供了生态系统中其他有机体生长与新陈代谢所需要的初级有机物能源,限制     

浙江沿岸上升流区叶绿素a和初级生产力的分布特征

本文叙述了1981年8月和10月在浙江近海上升流区(27°30'—30°30'N,124°00'E以西)所进行的叶绿素a含量,浮游植物优势种类、海面辐照度、海水光学参量、浮游植物光合作用速率和同化指数的测定,绘出了该水域夏季上升流盛期叶绿素a和初级生产力的分布图,并结合同步调查的海洋水文要素及化学营养盐资料,详细论述了叶绿素a和初级生产力的分布特征及其与海洋环境理化因子的关系。调查海区叶绿素a分布的高值区位于近岸和上升流锋层顶部,最大值为7.40mg/m3,真光带平均潜在初级生产力的分布,仍为近岸和上升流的中心区为高值区,调查海区上升流盛期平均现场初级生产力为1.25mgC/(m2·d),上升流中心区要超过2.0g C/(m2·d),整个水域有机碳生产量约为4.4×104t/d。     

楚科奇海陆架有机碳埋藏研究

分析了楚科奇海数个站位表层沉积物中有机碳含量、J8站位的沉积速率和有机碳含量的垂直分布.结果显示沉积物中有机碳含量为0.56%～2.00%,平均值为1.31%（m/m,下同）,J8站位有机碳含量随埋藏深度的增加呈略为降低的趋势,有机碳的埋藏速率约1.56mg/（cm2.a）,相对于楚科奇海和该站位的浮游植物光合作用合成的有机碳而言,进入沉积物的有机碳占初级生产力的比例很高.这说明楚科奇海沉积物有很高的接纳初级生产者产生的有机碳并将其固定、保存的能力.     

北冰洋西部表层沉积物中生源组分及其古海洋学意义

通过对中国首次和第二次北极科学考察在北冰洋西部所采取的66个表层沉积物中生源组分的分析,探讨了该海区表层生产力变化与水团的相互关系。楚科奇海西南部呈现出高的有机碳和生源蛋白石含量,而中部和东部哈罗德浅滩至阿拉斯加沿岸,以及楚科奇海台、北风脊和加拿大海盆表现出低的有机碳和生源蛋白石含量。楚科奇海陆架区表层沉积物以底栖有孔虫为主,丰度低;而楚科奇海台、北风脊和加拿大海盆则以浮游有孔虫占绝对优势,丰度较高。生源组分的分布特征显然与通过白令海峡进入楚科奇海的三股太平洋水和大西洋次表层水相关。楚科奇海西侧沿富营养的阿纳德尔流方向的区域呈现出高的表层生产力。而东侧受寡营养的阿拉斯加沿岸流及阿拉斯加西北沿岸陆源物质输入的影响,呈现出低的表层生产力。北纬75°以北及加拿大海盆受海冰覆盖影响,也表现出最低的表层生产力。而受北大西洋次表层水的影响,楚科奇海陆架外侧高纬海域表现出较高的钙质生物生产力。表层沉积物中Corg/N比值及其分布反映楚科奇海表层沉积物中的有机碳以海洋自身来源为主,且主要受生物泵过程控制。有机碳和生源蛋白石含量呈现高的正相关关系,说明硅藻等浮游植物的初级生产力可能控制着生物泵对碳的吸收和释放。     

The particle fluxes in sediment traps from Niulang Guyot area in the Northwest Pacific Ocean

The flux of settling particles in the ocean has been widely explored since 1980s due to its important role in biogenic elements cycling, especially in the transport of particulate organic carbon (POC) in the deep sea. However, research in the seamount area of the oligotrophic subtropical Northwest Pacific Ocean is lacking. In this work, two sediment traps were deployed at the foot and another two at the hillside of Niulang Guyot from August 2017 to July 2018. The magnitude and composition of particle fluxes were measured. The main factors influencing the spatial variations of the fluxes were evaluated. Our results indicated a low particulate flux from Niulang Guyot area in the Northwest Pacific Ocean, reflecting low primary productivity of the oligotrophic ocean. The total mass flux (TMF) decreased from 2.57 g/(m2·a) to 0.56 g/(m2·a) with increasing depth from 600 m to 4 850 m. A clear seasonal pattern of TMF was observed, with higher flux in summer than that in winter. The peak flux of 26.52 mg/(m2·d) occurred in August at 600 m, while the lowest value of 0.07 mg/(m2·d) was shown in February at 4 850 m. The settling particles at the deep layers had similar biochemical composition, with calcium carbonate (CaCO₃) accounting for up to 90%, followed by organic matter and opal, characteristics of Carbonate Ocean. The POC flux decreased more rapidly in the twilight layer because of faster decomposition, remineralization, and higher temperature. A small fraction of POC was transported into the deep ocean by biological pump. Particle fluxes were mainly controlled by the calcareous ballasts besides the primary productivity of the surface water. The advection may be another important factor affecting the flux in the seamount area. The combination of settled matters rich in foraminiferal tests with topography and currents may be the reason for regulating the local abundance of benthos on seamounts. Our results will fill in the knowledge gap of sedimentation flux, improve the understanding of ecosystem in Niulang Guyot area, and eventually provide data support for the optimization of regional ecological modeling.     

北冰洋西部沉积物有机碳、氮同位素特征及其环境指示意义

通过对楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中有机碳同位素含量(δ13C)、氮同位素含量(δ15N)及生物成因SiO₂(BSiO₂)含量分析,结果表明海源和陆源有机质的分布受海区环流结构和营养盐结构所制约.楚科奇海中西部和楚科奇海台受太平洋富营养盐海水的影响,海洋生产力高,沉积物中海源有机质和BSiO₂含量高;靠阿拉斯加一侧海域海水的营养盐含量和生产力都偏低,沉积物中陆源有机质比重增加;在研究区北部和东北部的楚科奇高地和加拿大海盆,冰封时间较长,营养盐供应少,海洋生产力低,但来自马更些河和阿拉斯加北部的陆源有机质增多,沉积物中BSiO₂含量小于5%,海源有机质百分含量小于40%.由于亚北极太平洋水通过楚科奇海向北冰洋海盆输送,研究区营养盐池表现为开放系统,营养盐的利用率与它的供应成反比,与海洋生产力成反比.     

西太平洋马尔库斯-威克海山区沉积物中生物硅含量分布

分析了大洋40航次在西太平洋马尔库斯-威克海山区山间海盆采集的表层沉积物中生物硅和有机质的含量,并对其分布特征和来源进行了初步的研究。结果表明,马尔库斯-威克海山区附近海域深海表层沉积物中生物硅含量总体较低,含量在0.88%～12.41%之间,平均含量为2.19%,分布上呈现西南含量高,向东北方向递减的趋势;深海表层沉积物中有机碳含量较低,δ¹³C同位素组成分布与生物硅相同。沉积物柱状样的研究表明研究区在过去的100～200 ka期间表层水体中硅质生物的初级生产力是逐渐增加的。     

Chlorophyll a and primary production in the northeastern Pacific Ocean

The primary production and chlorophyll a concentration of picoplankton （0.2 - 2 μm） , nanoplankton （2 - 20μm） and micro- plankton （20 -200 μm） are described in the northeastern Pacific Ocean near the Hawaii Islands during the six survey cruises from 1996 to 2003：DY85-4, DY95-7, DY95-8, DY95-10, DY105-11 and DY105-12.14. The primary production of carbon was in range from 76.8 to 191.9 mg/（m^2 · d） with an average of 116.1 mg/（ m^2 · d） in the east region, and from 73.1 to 222.5 mg/（ m^2 · d） with an average of 127.1 mg/（ m^2 · d） in the west region, similar to the other oligotrophic regions of the Pacific Ocean investigated. The chlorophyll a concentration was about 0.1 mg/m^3 from the surface to the 50 m depth, about 0.2 -0.4 mg/m^3from 50 to 100 m, and gradually decreased below the 100 m depth. The picoplankton accounted for more than 70% of the total chlorophyll a in the upper layer （ surface to 125 m）, but it decreased to less than 50% in depth below 125 m. The nanoplankton and microplankton combined only accounted for less than 30% of the total chlorophyll a in the upper layer, but showed a more even vertical distribution.     

The late Miocene onset of high productivity in the Benguela Current upwelling system as part of a global pattern

We have examined the history of the elevated primary productivity associated with the Benguela Current upwelling system off southwest Africa using sediments from 7.5 to 4.8 Ma at Ocean Drilling Program Site 1085 in the middle Cape Basin. Sedimentation rates are low until 6.9 Ma. Low accumulation rates of benthic foraminifers and organic carbon indicate that biological productivity was also low. Paleoproductivity dramatically increased at 6.7–6.5 Ma and was highly variable until 4.8 Ma with productivity maxima during cooler periods. The presence of radiolarian opal only between 5.8 and 5.2 Ma suggests an interlude of silica-rich intermediate water in the Cape Basin. The onset of heightened productivity under the Benguela Current is mirrored by similar increases reported between 6.9 and 6.7 Ma in the tropical eastern Pacific, the western and northern Pacific, and the Indian Ocean. The similarity between the patterns at Site 1085 and in the Pacific and Indian Oceans suggests that the dramatic productivity increase off southwest Africa is part of a global response to paleoceanographic changes.     

基于光合有效辐射的西北太平洋柔鱼资源丰度和空间分布变动研究

光合有效辐射(PAR)对于海洋初级生产力具有显著的调控作用，会间接影响到头足类的资源丰度和渔场分布。本文根据2006?2015年上海海洋大学鱿钓科学技术组提供的柔鱼鱿钓数据和光合有效辐射卫星遥感数据，研究了光合有效辐射与西北太平洋柔鱼种群的关系，并评估了异常环境条件下光合有效辐射对柔鱼的影响。结果发现，柔鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)、渔场纬度重心、PAR，及其空间分布均具有显著的月间变化。7?11月各月适宜PAR范围分别为36～39 E/(m2·d)、33～36 E/(m2·d)、24～27 E/(m2·d)、18 E/(m2·d)和12 E/(m2·d)，最适宜PAR值分别为36 E/(m2·d)、33 E/(m2·d)、27 E/(m2·d)、18 E/(m2·d)和12 E/(m2·d)。此外，CPUE与PAR有显著正相关关系(p<0.05)，且CPUE与各月适宜PAR范围占渔场比例也呈显著正相关(p<0.05)；同时渔场纬度重心随各月最适PAR平均纬度变化而变化。在异常环境条件下，拉尼娜年份CPUE值比厄尔尼诺年份高，该年份PAR值异常增高可能是导致柔鱼资源丰度增加的因素之一。研究表明，光合有效辐射对于西北太平洋柔鱼资源丰度和空间分布具有显著影响。     

Sedimentary record of climate change in a high latitude fjord——Kongsfjord

The sedimentary record of climate change in the Arctic region is useful for understanding global warming.Kongsfjord is located in the subpolar region of the Arctic and is a suitable site for studying climate change.Glacier retreat is occurring in this region due to climate change,leading to an increase in meltwater outflow with a high debris content.In August 2017,we collected a sediment Core Z3 from the central fjord near the Yellow River Station.Then,we used the widely used chronology method o...     

Organic carbon and nitrogen isotopes in surface sediments from the western Arctic Ocean and their implications for sedimentary environments

1 IntroductionFor several reasons, the Arctic Ocean and itsmarginal seas are key areas for understanding ocean-ic circulation and global climate system ( Clark,1982; Hansen et al., 1983; Walsh et al., 1996;Overpeck et al., 1997). First, the Arctic Ocean i…     

南海北部海域沉积物中生物钡、碳氮同位素的组成特征及其与表层水体初级生产之间的关系

通过对采集自南海北部的D06和S0612两个短柱状沉积物样品中的不同赋存形态钡、有机碳和生物硅的含量以及有机质碳氮同位素组成的分析，结果表明沉积物中的钡主要以碎屑钡和自生的生物钡形式存在。沉积物中生物钡的含量在10.3~385.2 μg/g之间，平均值为177.0 μg/g，据此计算的新生产力在12.3~146.7 mg/（d·m2）（以碳计）之间，平均为78.9 mg/（d·m2）；D06站计算的结果和附近站位的实测值相当。沉积物中有机碳的含量在0.64%~1.34%之间，平均值为0.89%，C/N比值为4.96~5.93，平均值为5.54。有机碳的δ13C值在-22.98‰~-20.73‰之间，平均值为-21.46‰，依据端元组份同位素组成计算的陆源有机质比率显示，D06站位的有机质主要来自海洋生物，而S0612站位则受陆源有机质的影响较大。沉积物中有机质的δ15N值在3.96‰~6.29‰之间，平均值为5.26‰，反映的是该海区氮源的同位素组成，而不受硝酸盐利用率的影响。