白令海夏季浮游细菌和原生动物生物量及分布特征

1999年7月21日至8月1日在我国首次北极科学考察期间,考察了白令海中部的浮游细菌和原生动物,分析了其丰度、分布、生物量及其生态作用,结果显示,浮游细菌表层生物量为1.5～20.2μg/dm3,平均为浮游植物生物量的30%,100m以上水柱柱总生物量(720～3123mg/m2)平均为浮游植物柱总生物量的67%,因而是白令海夏季与浮游植物处同等量级的优势类群;原生动物表层生物量为1.2～27.4μg/dm3,100m以上水柱柱总生物量为189～1698mg/m2,平均为浮游植物柱总生物量的21%,其中粒径小于5,5～20μm和大于20μm的原生动物分别占其柱总生物量的13%,47%和40%;作为主要类群的异养腰鞭毛虫占原生动物柱总生物量的39%.浮游细菌和原生动物生物量的总体分布趋势从西部向东北和东部递减、从表层向深层衰减,20～25m水层温跃层和表层海流的存在对这一分布特性可能有较大的影响.原生动物受潜在的大、中型浮游动物捕食压力的制约,维持了一个相对较低的生物量水平,在一定程度上限制了微食物环(microbial food loop)在该海域夏季生态系统营养中的作用.     

秦山核电站邻近水域异养细菌的的丰度及分布特征

本文描述了1989年4月～1990年4月在秦山核电站邻近海域异养细菌的调查研究,结果表明:水样中细菌量较高,年平均为10~5个/dm~3,而沉积样中菌数较低,仅为10~2～10~3个/g。菌群组成均以革兰氏阳性菌为主,优势菌为芽孢杆菌Bacillus,它们对碳水化合物和硝酸盐有较高的分解能力。     

东海大陆架异养细菌的生态分布

从海洋物质循环的观点来看,异养细菌在分解有机物质和无机化过程中起着极重要的作用。从海洋食物链的角度来看,分解各种类型有机物而得以增殖的异养细菌自身也是海洋原生动物、浮游动物及底栖动物的营养源。异养细菌在海洋生态系中占有极重要的位置。对海洋中某些细菌的代谢活动与其他海洋生物之间的相互关系的研究日益受到普遍的重视。 海洋异养细菌的生态分布资料已有不少报道。但至今尚未有人发表过东海大陆架海域海洋微生物生态调查的报告。东海大陆架海域江河交汇人海,大陆对海洋的影响极为突出,水文和底质情况复杂,水产资源丰富,因而特别富有多样化的有机物来源。调查和了解这一海域中异养细薗生态分布规律,并研究其参与物质转化过程的特异性,不仅有助于深入研究海洋生态学问题,而且对于阐述东海大陆架的特点也极有价值。本文着重讨论异养细菌在东海大陆架的生态分布特征及菌群组成的特点。     

胶州湾夏季异养浮游细菌的时空变化规律及影响因素

2001年夏季对胶州湾异养浮游细菌在一个潮周期内的变化规律及影响因素进行了研究。结果表明,胶州湾异养浮游细菌数量的垂直分布特征是表层大于底层,表层平均8.99×109个/L,底层平均5.23×109个/L。胶州湾水体异养浮游细菌日变化幅度在表层水体较为明显,底层相对较小,但其变化规律均为最高值在小潮期而最低值出现在大潮期。浮游动物摄食、浮游植物光合作用产生的溶解有机物及水温和日光中的紫外辐射是影响胶州湾异养浮游细菌昼夜变化的主要因素,水交换是影响其日变化的主要因素。     

利用遥感技术估算南海北部表层异养细菌丰度

常规异养细菌监测方法精度高但费时费力且不能连续观测, 而卫星遥感成本低、可以大面积同步、长时间周期观测, 可与常规方法互补。文章利用南海北部10个航次采集的表层异养细菌丰度和卫星遥感反射率, 采用统计回归的方法建立了异养细菌丰度的遥感模型, 其模型决定系数为0.81, 均方根误差为2.44×10⁸个·L^-1, 平均相对误差为21%, 具有较好表现。利用该模型估算南海北部表层异养细菌丰度, 结果显示: 从珠江河口到南海北部开阔海域, 异养细菌丰度逐渐减小。夏季河口地区平均异养细菌丰度最高, 春季最低; 近岸海域靠近珠江河口西侧的平均异养细菌丰度高于东侧; 冬季陆架地区平均异养细菌丰度最高, 夏季最低; 开阔海域的异养细菌丰度变化幅度较小。     

东海异养细菌生产力的时空分布

1997年 2— 3月和 1 998年 7月 ,在东海海区乘“科学一号”考察船进行两个航次的调查 ,利用异养细菌特异示踪物 [甲基 - 3H]胸腺嘧啶核苷 (3H -Tdr)并入DNA的速率测定东海 (2 7°— 32°N ,1 2 2°— 1 30°E)异养细菌生产力 (BP)。结果表明 ,1 997年 2— 3月 (冬季 )异养细菌生产力较低 [0 46— 2 62 μgC/(L·h) ],1 998年 7月 (夏季 )异养细菌生产力较高 [3 50—1 5 70 μgC/(L·h) ]。冬季和夏季在长江口和 41 0站附近都有一个异养细菌生产力的高值区。通过两个连续站的昼夜观测发现冬季异养细菌生产力变化是底层 >中层 >表层 ,夏季是中层>底层 >表层。异养细菌生产力与初级生产力 (PP)之比 ,即BP PP ,冬季的均值为 0 1 7(0 0 4— 0 30 ) ,夏季的均值为 0 32 (0 2 1— 0 43)。BP PP冬季的高值区在长江口附近 ,夏季的高值区在 1 1 1站附近 ,这与长江冲淡水有密切相关。     

北冰洋楚科奇海浮游细菌丰度和生产力及其分布特征

2012年夏季中国第5次北极科学考察期间,对北冰洋楚科奇海及其北部边缘海浮游细菌丰度和生产力进行了测定,并将其与环境因子进行了相关性分析。结果显示,楚科奇海浮游细菌丰度的变化范围为0.56×108~6.41×108 cells/dm3,平均为2.25×108 cells/dm3;细菌生产力介于0.042~1.92mg/(m3·d)(以碳计)之间,平均为0.54mg/(m3·d)(以碳计),与已有研究结果基本相当。陆架区细菌丰度和生产力要明显高于北部边缘区,但前者的单位细菌生产力则较低。与环境因子的相关性分析显示,细菌丰度与温度和叶绿素a浓度存在显著正相关(p0.01),表明北极变暖导致的海水升温及浮游植物生物量的增加均会促进细菌的生长,从而进一步提高细菌在海洋生态系统和碳循环中的作用。但陆架区的细菌生产力与环境参数均没有显著相关性,表明其影响因素较为复杂;生产力在北部边缘区则仅与叶绿素a存在显著正相关(p0.01),表明浮游植物生长过程产生的溶解有机碳(DOC)是细菌生长最为主要的碳源,碳源的单一可能制约细菌的生产从而导致该海域无冰状态下细菌丰度的增加不如预期,但融冰过程带来的大量DOC将促进细菌活性的增加。     

北部湾北部海域水体异养细菌的时空分布特征研究

为探讨环境因素对异养细菌丰度的影响,2016年9月至2017年8月通过月度航次调查对北部湾北部海域异养细菌丰度的时空分布特征进行了系统研究。结果表明,调查海区异养细菌丰度介于（2.75~56.86）×105 cell/mL,平均值为（11.01±6.31）×105 cell/mL。各季节细菌丰度从高至低依次为:夏季、春季、冬季、秋季。异养细菌丰度由近岸海域向西南深水区方向逐渐降低,在近岸浅水区垂直分布均匀,在水深大于20 m的海区出现季节性分层现象:表层细菌丰度较高,底层细菌丰度较低。主成分分析显示温度对异养细菌时空分布有重要影响,秋、冬季异养细菌丰度与温度呈显著负相关,在春、夏季呈显著正相关。细菌丰度与盐度呈显著负相关,说明海水盐度变化是细菌时空分布重要影响因素。异养细菌丰度与叶绿素a和溶解氧含量呈显著正相关,表明浮游植物初级生产过程影响了异养细菌的时空分布。在秋、冬和春3季异养细菌丰度与营养盐水平呈显著负相关,二者关系受浮游植物生物量间接影响。异养细菌时空分布差异取决于环境条件的变化,温度、盐度、叶绿素a和溶解氧含量是影响异养细菌丰度分布的主要因素。     

海洋异养浮游细菌参数的测定和估算

海洋中的异养细菌利用溶解有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)转换为自身颗粒物(Particular Organic Matter,POM),然后被原生动物(主要是鞭毛虫和纤毛虫)捕食后再传递到后生动物构成微食物环(microbialloop)。近20多年的研究证实异养浮游细菌作为二级生产者对海洋生态系统的稳定和发展起到重要的作用。过去十几年国内研究海洋异养细菌的参数一直是细菌生物量(bacterialbiomass,Bb)、细菌生产力(bacterial production．Pb);     

2008年夏季白令海营养盐的分布及其结构状况

中国第3次北极考察对白令海营养盐的分布及结构状况进行了观测分析,结果表明,白令海营养盐分布和结构状况区域性特征明显。海盆区表层DIN、磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为9.73,0.94,11.06 μmol/dm3;陆架区表层DIN,磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为0.60, 0.43, 3.74 μmol/dm3。营养盐高值主要出现在白令海西南部的海盆区和海峡口西南侧水域,低值出现于陆架边缘的陆坡区和陆架东部水域。白令海盆区真光层DIN,磷酸盐、硅酸盐浓度普遍较高,叶绿素浓度则较低,具有典型的高营养盐、低叶绿素(HNLC)特征。海盆区生物作用不是营养盐空间分布的主要调控因子,而陆架区营养盐的分布变化不仅受控于物理海洋输运过程的变化,同时也受夏季浮游生物生长、营养盐吸收消耗所影响。陆架和陆坡区表层海水N/P,Si/P比值平均分别为1.8, 9.9和3.2, 2.2,呈明显的低N/P,Si/P比值结构特征,陆坡区缺硅明显,陆架区缺氮显著。在白令海水域磷酸盐浓度普遍较高,它不可能成为浮游植物光合作用限制因子。受硅限制水域主要限于陆坡区硅藻大量繁殖时期,属偶然性限制,在白令海陆架区绝大部分水域主要表现为氮限制。     

夏季北极太平洋扇区和白令海对流层结构分析

利用我国第六次—第九次北极科学考察雪龙船走航探空数据,计算北极太平洋扇区和白令海的夏季对流层高度,分析对流层内的风速、温度、水汽廓线,从而确定对流层结构,并分析各要素的垂直分布和经向分布特征。结果表明:夏季北极太平洋扇区和白令海的递减率对流层顶、冷点对流层顶平均值分别为10 003 m、10 116 m,对流层高度随纬度增加而降低。夏季北极大气对流层低层和对流层顶存在逆温,对流层顶的逆温高度和厚度随纬度增加而降低。大气可降水量与纬度呈负相关,且集中于对流层中低层。近地面的风速受地表摩擦力的影响较明显,对流层内的风速随高度增加而增大,高空急流的强度和高度随纬度增加而减小,风廓线和急流易受天气尺度过程的影响。研究结果揭示了夏季北极太平洋扇区和白令海的对流层结构,并可用于检验数值预报模式对北极大气垂直结构的预报效果、评估再分析资料描述北极大气垂直结构的能力。     

Phytoplankton growth and microzooplankton grazing in the subarctic Pacific Ocean and the Bering Sea during summer 1999

Phytoplankton growth and microzooplankton grazing rates were measured by the dilution technique in the subarctic North Pacific Ocean along a west–east transect during summer 1999. Average phytoplankton growth rates without added nutrients (μ₀) were 0.33, 0.41, 0.20 and 0.49 d⁻¹ for the four regions sampled: the Western Gyre, the Bering Sea, the Gulf of Alaska gyre and stations along the Aleutian Trench. Average grazing mortality rates (m) were 0.34, 0.27, 0.20 and 0.49 d⁻¹. Limitation of phytoplankton growth by macronutrients, such as NO₃ and SiO₂, was identified only at a few stations, with overall μ₀/μ_n (μ_n is nutrient-enhanced growth rate) averaging 0.9. Phytoplankton growth and microzooplankton grazing were approximately balanced, as indicated by high m/μ₀ ratio, except in the Bering Sea, where the m/μ₀ ratio was 0.65, indicating the relative importance of the diatom-macrozooplankton grazing food chain and possible higher export flux to the deep layer. Flow cytometric analysis revealed that the growth rates of picoplankton (Synechococcus and picoeukaryotes) were usually much lower than the total phytoplankton community growth rates estimated from chlorophyll a, except for stations in the Gulf of Alaska Gyre, where the growth rates for different populations were about the same. Lower than community-average growth rate for picoplankton indicates larger phytoplankters, presumably diatoms, were growing at a much faster rate. Suppressed phytoplankton growth in the Gulf of Alaska was probably a result of iron limitation.     

Mesozooplankton in the Arctic Ocean in summer

The biomass, species and chemical composition of the mesozooplankton and their impact on lower food levels were estimated along a transect across the Arctic Ocean. Mesozooplankton biomass in the upper 200 m of the water column was significantly higher (19–42 mg DW m^-3) than has previously been reported for the Arctic Ocean, and it reached a maximum at ca. 87°N in the Amundsen Basin. The lowest values were recorded in the Chukchi Sea and Nansen Basin, where ice cover was lower (50–80%) than in the central Arctic Ocean. In the deeper strata (200–500 m) of the Canadian and Eurasian Basins, the biomass was always much lower (4.35–16.44 mg DW m^-3). The C/N (g/g) ratio for the mesozooplankton population was high (6.5–8.5) but within the documented range. These high values (when compared to 4.5 at lower latitudes) may be explained by the high lipid content. Mesozooplankton accounted for approximately 40% of the total particulate organic carbon in the upper 100 m of the water column. Mesozooplankton species composition was homogeneous along the transect, consisting mainly of copepods (70–90% of the total number). It was dominated by four large copepod species (Calanus hyperboreus, C. glacialis, C. finmarchicus and Metridia longa), which together accounted for more than 80% of the total biomass. According to measurements of gut pigment and gut turnover rates, the mesozooplankton on average ingested between 6 and 30% of their body carbon per day as phytoplankton. Microzooplankton may have provided an additional source of energy for the mesozooplankton community. These data emphasize the importance of mesozooplankton in the arctic food web and reinforce the idea that the Arctic Ocean should no longer be considered to be a “biological desert”.     

2008年夏季白令海陆架区微微型浮游植物分布及环境相关性分析

利用2008年夏季我国第3次北极科学考察资料,基于流式细胞技术,对白令海北部陆架区的微微型浮游植物丰度、细胞大小(碳含量)、色素浓度的分布特征进行了分析,并对该类群的环境适应性进行了研究.结果表明,微微型浮游植物中仅含聚球藻和真核藻,其丰度范围分别为0.14×106～2.69×106和0.23×106-12.49×10...     

2008年夏季白令海粒度分级叶绿素a和初级生产力

2008年7月我国第三次北极科学考察中在白令海不同区域设立BR断面、NB断面和BS断面,对200 m以浅海水进行叶绿素a浓度和初级生产力的现场观测,对部分观测站进行微型、微微型光合浮游生物的粒级结构分析,结果表明,在白令海叶绿素a和初级生产力区域性特征明显,深海海盆中BR断面表层叶绿素a浓度为0.190～0.976μg...     

白令海和西北冰洋表层沉积物磁化率特征初步研究

为了准确解释环境磁学参数记录的极地古气候环境变化信息,本研究对白令海和西北冰洋61个站位的表层沉积物进行了高、低频质量磁化率(χ)、非磁滞磁化率(χARM)和磁化率-温度(k-T)分析,以探明该区沉积物中磁性矿物的种类、来源与搬运路径。结果显示,样品的χ具有明显的地域分布特征。白令海的χ值整体高于楚科奇海,并在育空河口外侧和圣劳伦斯岛南侧较高,向北和向西南方向逐渐减小。楚科奇海中东部陆架上表层沉积χ值高于阿拉斯加沿岸,而西北冰洋深海平原和洋脊区的χ值最低。χARM的变化趋势与质量磁化率相似,但频率磁化率的变化趋势与质量磁化率正好相反。k-T分析结果显示阿留申海盆沉积物中的铁磁性矿物以磁赤铁矿占主导,白令海陆架育空河口外侧和圣劳伦斯岛南北两侧为磁铁矿,白令海陆架西部和楚科奇海陆架中东部为磁赤铁矿和磁铁矿,楚科奇海阿拉斯加沿岸为黄铁矿,而西北冰洋陆坡、深海平原和洋脊区为胶黄铁矿和黄铁矿,但高纬度区沉积物中的胶黄铁矿含量更高。沉积物中磁性矿物的区域性分布受沉积物来源、洋流和底质环境等因素的控制。白令海和楚科奇海陆架磁赤铁矿来源于亚洲大陆,白令海陆架东部的磁铁矿来自育空河流域,阿拉斯加沿岸沉积物中的黄铁矿,应为阿拉斯加西北部陆源侵蚀来源的或早期成岩作用形成的,西北冰洋深海盆区的胶黄铁矿,为自生成因的。     

南黄海夏季微微型浮游植物丰度的分布

2008年8月中韩合作对南黄海生态系统进行了整体调查,调查站位共计37个。利用流式细胞仪测定了南黄海微微型浮游植物丰度,结合理化环境因子,分析了它们在夏季南黄海的分布特征。所测微微型真核浮游植物丰度平均值为1.9×103个/mL,最大值为2.4×104个/mL;聚球藻丰度平均值为5.3×104个/mL,最大值为5.1×105个/mL;从河口近岸到南黄海中部的宽阔海域,随着环境因子的变化,微微型浮游植物在各海区的分布明显不同,表现为河口近岸区域丰度大,离岸丰度小的特点;各站位丰度垂直分布主要趋势是上大下小,在跃层突出。根据分布趋势,聚球藻可分为两种垂直分布类型,微微型真核浮游植物分为三种。这些分布差异源于长江冲淡水和黄海冷水团的影响。