冬季大鹏澳海域微表层浮游植物色素特征的日变化研究

于2013年12月3日清晨、正午、傍晚采集了大亚湾大鹏澳海域3个站位的微表层和次表层水样,经过三级分级过滤(小型:20μm;微型:2.7~20μm;微微型:2.7μm)后,对其进行高效液相色谱(HPLC)色素分析,通过藻类色素化学分类法(CHEMTAX)分析不同浮游植物对Chl a的贡献,研究了微表层及次表层光合色素粒径特征及浮游植物群落结构差异。结果表明,冬季大亚湾海域水体中存在的浮游植物光合色素主要有17种,以岩藻黄素和Chl a含量较高。微表层总Chl a平均浓度为0.797μg/L,略高于次表层的0.714μg/L,不存在显著性差异(P0.05);微表层和次表层Chl a含量清晨最高,傍晚次之,正午最低。微表层不同粒径浮游植物对Chl a的贡献率从大到小依次为小型、微型、微微型浮游植物,分别为80.7%,10.1%和9.2%。CHEMTAX分析结果得出,冬季该海域硅藻占绝对优势,甲藻、定鞭藻、青绿藻、蓝藻、隐藻所占比重相差不大。微表层中定鞭藻、青绿藻和蓝藻等较小粒径浮游植物种群所占比重高于次表层,说明相对于次表层,微表层中的浮游植物群落有小型化趋势。     

珠江口浮游桡足类摄食研究

根据珠江口2002年7月(夏季)、2003年1月(冬季)和2003年4月(春季)3个航次浮游桡足类现场调查及其肠道色素实验数据,分析了浮游桡足类食性特点、肠道色素含量及其对浮游植物和初级生产力的摄食压力。根据齿缘指数对珠江口浮游桡足类食性分析,发现捕食性桡足类种数高于草食和杂食的滤食性种数,而其丰度低于后两者。珠江口桡足类个体肠道色素平均含量为冬季高于春季和夏季,而对浮游植物现存量和表层初级生产力的摄食压力均为夏季高于春季和冬季。夏、冬季桡足类肠道色素含量与水体叶绿素a浓度呈正相关,春季不相关。     

南海西部夏季表层浮游植物粒径结构分布特征分析

受夏季西南季风影响,南海西部会形成一支离岸急流,该急流通常与冷涡和暖涡组成偶极结构,共同影响该海域生态环境。本研究利用2014年9月现场和卫星数据,首次结合南海西部急流和冷暖涡过程,分析它们对该海域浮游植物粒径结构的影响。数据显示,表层以微微型浮游植物(0.2~2μm)为主,占总叶绿素a的平均比例为76.7%。在急流区中,微型浮游植物(2~20μm)和小型浮游植物浓度(20~200μm)占总叶绿素a平均比例相对较高,且与总叶绿素浓度呈线性正相关。暖涡区小型浮游植物比例(平均10.3%)高于冷涡区(平均3.6%)。结果表明,物理动力过程是南海西部夏季表层浮游植物粒径结构的主要影响因素。急流和冷暖涡可以提升小型浮游植物的比例,改变表层的粒径结构。急流对沿岸上升流区浮游植物的水平输送是表层小型浮游植物的主要来源。涡旋的辐合、辐散与急流的相互作用,导致各粒径浮游植物在冷涡边缘出现锋面分布,并且提高了暖涡区表层小型浮游植物的比例。冷涡的垂直抽吸作用加强了营养盐供给,也提高了冷涡中心表层小型浮游植物的比例。     

2015年夏季黄渤海表层浮游植物种群分布特征研究（英文）

海洋浮游植物在海洋生态、环境和全球气候变化中担当着非常重要的角色,也是测量水质的指示生物。黄渤海地理位置独特,研究黄渤海的浮游植物种群分布特征对我国海洋生态的研究有重要意义。本研究利用2015年8月对黄海、渤海海域浮游植物数据进行调查取样,经HPLC技术进行色素分析,通过CHEMTAX软件对获取的色素数据进行统计分析,由此获取浮游植物群落结构信息。研究发现,首先,从海域的角度来看,2015年夏季渤海表层浮游植物的生物量高于黄海,而北黄海表层的浮游植物生物量又高于南黄海。其次,从浮游植物优势种的角度看,黄渤海表层的浮游植物优势种为硅藻、定鞭金藻和绿藻,三类优势种占比分别为55.76%、14.56%、14.55%,其中硅藻占绝对优势。     

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。     

台湾海峡南部夏季微型浮游动物对不同色素类群浮游植物的摄食压力

2005年7月在台湾海峡南部4个站位应用“稀释法”结合高效液相色谱(HPLC)色素分析技术研究了不同色素类群浮游植物的生长率及微型浮游动物对其的摄食死亡率.结果表明,不同色素类群浮游植物的生长率(k)和摄食死亡率(g)分别为0.52～ 1.34 d-1和0.25 ～ 1.10 d-1,微型浮游动物对不同色素类群浮游植物的现存量和初级生产力的摄食压力分别为22％～ 66％和40％～ 151％.通过比较不同类群浮游植物的g/k值,发现颗粒较大的浮游植物(硅藻和甲藻)的净生长率要大于那些微型藻类(蓝细菌、隐藻和定鞭金藻等)的净生长率,说明本次研究中微型藻类更易受到微型浮游动物的摄食控制.     

冬季大亚湾微表层浮游植物群落结构与DNA指纹的日变化

为了解海洋微表层浮游植物群落结构的日变化特征,于2013年12月3日清晨(6:00)、正午(12:00)、傍晚(18:00)采集了大亚湾海域3个站位微表层和次表层水样,利用PCR-变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)和显微镜观察对浮游植物DNA指纹及群落结构进行了分析比较。共分析鉴定出浮游植物79种,微表层和次表层浮分别为61种、68种,清晨、正午和傍晚观察的种类数分别为49种、61种、51种;清晨、正午和傍晚的平均细胞密度分别为1.2×106、1.6×106、1.6×106个/L,微表层和次表层平均细胞密度分别为1.72×106和1.22×106个/L。硅藻占有绝对优势,硅藻的数量百分比均在98%以上,主要优势硅藻为角毛藻(Chaetoceros spp.)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)等。微表层对总浮游植物、硅藻及优势硅藻具有明显富集作用,其中对中肋骨条藻和丹麦细柱藻的富集系数分别为4.20和5.47,富集率均为100%。浮游植物DNA指纹条带也较丰富,每个样品DNA指纹条带数为12~28条,其中傍晚指纹条带最为丰富。由于优势种类对非优势种的屏蔽作用,DNA指纹条带数低于浮游植物种类数,但在剔除数量上小于0.5%的非优势种后,DNA指纹条带数与浮游植物种类数相近,说明PCR-DGGE技术对浮游植物检测灵敏度为优势度0.5%左右。     

南海东北部叶绿素a浓度对台风“风泵”和黑潮共同作用的响应

南海东北部是寡营养海域，夏季浮游植物叶绿素浓度较低，热带气旋“风泵”效应带来的上层海洋扰动可能引起表层浮游植物的显著增长。以往的研究通常关注热带气旋风应力和海洋中尺度涡对上层海洋浮游植物的影响，本文利用航次CTD、实测叶绿素a浓度、Argo温盐剖面和遥感数据，探讨了台风“风泵”和黑潮共同作用下真光层内浮游植物的变化特征及其成因。结果表明，2015年台风“莲花”过境1周后产生向吕宋海峡西北侧南海海域(A区)入侵的黑潮流套，该入侵的黑潮流套使台风前原有的气旋涡消失，抑制了台风产生的上升流对表层(0～40 m)营养盐供给，使次表层(60～90 m)营养盐富集，进而抑制了表层的叶绿素a增长，促进了次表层叶绿素a的增长；吕宋海峡西侧南海海域(B区)表层的浮游植物叶绿素a浓度增加不仅是源于叶绿素最大层浮游植物的向上输运，更是由于浮游植物的繁殖增长；A区台风引起的流套式的黑潮入侵，促进了B区台风后气旋式流场的形成，产生的持续增强的气旋涡为B区表层叶绿素持续增长提供了充足的营养盐供给。     

2008年春季东海近海浮游植物群落

根据2008年春季对东海产卵场及邻近水域的33个大面站位的调查,对春季东海产卵场及邻近水域的浮游植物群落进行了研究。通过Utermhl方法对调查区样品的初步分析,共鉴定浮游植物4门66属155种(不包括未定名种),硅藻占主要优势,甲藻在物种组成上也占有重要的地位。浮游植物生态类型主要以温带近岸种为主,少数为暖水种和大洋种,主要的优势种为具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)、中肋骨条藻(Skeletonema costa-tum)、锥状斯比藻(Scrippsiella trochoidea)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)。调查区浮游植物的细胞丰度介于0.311~22 273.15×103cell/L,平均为266.36×103cell/L。在表层水体,浮游植物细胞丰度由近岸向外海逐渐降低,在长江口门附近存在高值区,杭州湾南部存在另一个次高值区;在垂直方向上,细胞丰度随着深度的增加而降低,高值存在表层。调查水域表层的Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数的分布基本一致,在调查区域长江口门附近和杭州湾南部的多样性水平较低。     

围隔实验研究台湾海峡2005年夏季小型浮游动物对硅藻水华的摄食

为了研究小型浮游动物对近岸浮游植物藻华的摄食调控作用,于2005年7月,应用"稀释法"并结合高效液相色谱(HPLC)光合色素分析技术,研究了台湾海峡船基围隔实验条件下浮游植物生长率及小型浮游动物摄食率的日变动。结果表明:由于营养盐添加的影响,迅速形成了以尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)为优势种的藻华,生物量(叶绿素a)从实验初始7月6日的1.45μg/dm3迅速增加到7月8日的29.80μg/dm3,随后消退。镜检和光合色素分析的结果显示,实验期间一直以此硅藻占绝对优势。浮游植物的生长率在藻华峰值(7月8日)前保持了较高的生长速率(>1.0/d)且大于小型浮游动物的摄食率;小型浮游动物的摄食率也逐渐增加,7月7日时达到0.86/d,显示有57%以上的浮游植物现存量被摄食。7月8日后,水华迅速消退,摄食率除13日外,均大于浮游植物的生长率。小型浮游动物主要由急游虫(Strombidium spp.)、侠盗虫(Strobilidium spp.)等无壳纤毛虫、异养甲藻-螺旋环沟藻(Gyrodinium spirale)及砂壳纤毛虫等组成,其对浮游植物的生长迅速作出了反应,各类群的丰度在水华峰值后的7月9日均几达最大值,水华后期(11日)大型的无壳纤毛虫达最大值。小型浮游动物的这种组成及变动特点是其保持较高摄食率及一定程度上控制和促进藻华消退的原因之一。     

2000年8月长江口外海区冲淡水和羽状锋的观测

采用CTD、多参数环境监测系统 YSI等仪器设备 ,于 2 0 0 0年 8月在长江口外海区对长江冲淡水结构、羽状锋等进行了现场观测。 2 0 0 0年 8月长江冲淡水出口门后 ,朝东北偏北流动 ,而当年 8月为长江径流量偏小的月份。通过动力分析指出了近口门段长江冲淡水分布类型与径流量的关系。长江冲淡水主流在近口门附近朝东北偏北扩展后 ,在科氏力作用下朝东南扩展 ,在转向区域为沿水下河谷北上的高盐台湾暖流水。高盐的台湾暖流水和长江冲淡水混合 ,生成口外羽状锋 ,强度大 ,阻挡了长江冲淡水向东扩展 ,并使冲淡水在当年径流量偏小情况下朝东北偏北运动。部分台湾暖流水在中下层能穿越长江口外而向北流动。羽状锋主要存在于长江口外 1 2 2 .6°E附近的 1 5m水层之上。在浙江沿岸、长江口外水下低谷西侧、吕泗近岸存在着上升流现象     

Seasonal Variation of the Cheju Warm Current in the Northern East China Sea

The Cheju Warm Current has been defined as a mean current that rounds Cheju-do clockwise, transporting warm and saline water to the western coastal area of Cheju-do and into the Cheju Strait in the northern East China Sea (Lie et al., 1998). Seasonal variation of the Cheju Warm Current and its relevant hydrographic structures were examined by analyzing CTD data and trajectories of satellite-tracked drifters. Analysis of a combined data set of CTD and drifters confirms the year-round existence of the Cheju Warm Current west of Cheju-do and in the Cheju Strait, with current speeds of 5 to 40 cm/s. Saline waters transported by the Cheju Warm Current are classified Cheju Warm Current water for water of salinity greater than 34.0 psu and modified Cheju Warm Current for water having salinity of 33.5–34.0 psu. In winter, Cheju Warm Current water appears in a relatively large area west of Cheju-do, bounded by a strong thermohaline front formed in a "" shape. In summer and autumn, the Cheju Warm Current water appears only in the lower layer, retreating to the western coastal area of Cheju-do in summer and to the eastern coastal area sometimes in autumn. The Cheju Warm Current is found to flow in the western channel of the Korea/Tsushima Strait after passing through the Cheju Strait, contributing significantly to the Tsushima Warm Current.     

春季东海近岸表层浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

采用HPLC-CHEMTAX方法分析了2008年春季东海近岸海域的表层浮游植物群落结构及其与环境因子的关系。结果表明,调查区表层浮游植物优势类群为硅藻和甲藻,对叶绿素a的平均贡献率分别为42%和32%。硅藻和甲藻均适于生长在低温、低盐和高氮磷比的环境,但硅藻水华发生在温度较低、盐度较高、氮磷比较高的长江冲淡水与外海水交汇的盐度锋面上,而甲藻水华发生在温度较高、盐度较低、氮磷比较低的冲淡水与台湾暖流交汇的温度锋面上。LOWESS回归表明,叶绿素a和甲藻分别随温度和盐度升高呈先增后降的趋势,硅藻随温度和盐度变化波动较大。叶绿素a和硅藻随氮磷比升高而递增,甲藻随氮磷比的变化波动较大。     

Summertime hydrographic features in the southeastern Hwanghae

CTD casts in the southeastern Hwanghae (Yellow Sea) were made in August 1983 and 1984 to describe the spatial structure of the summertime hydrographic features. Cold coastal water appeared around the southwestern coast of Korea, which was formed by strong tidal stirring. Tidal mixing in the study area seems to have been enhanced by the presence of many small islands. In the deeper region beyond the tidal front, stratification became much stronger and the bottom layer below seasonal thermocline was occupied mostly by the Hwanghae Cold Water characterized by a temperature lower than 10°C and salinity of 32.5–33.0%.The northeastward extension of the Changjiang Diluted Water was shown by a tongue-like plume of relatively warm fresh water, confined to the thin surface layer 10 m thick. There was no evidence for the Hwanghae Warm Current carrying high salinity water into the eastern Hwanghae along the Korean coast. The warm current was found to flow in a narrow band close to the west and north coast of Chejudo (Cheju Island) and then to pass eastward through the Cheju Strait. Thus the eastern part of the cyclonic circulation in the surface layer cannot be considered to be a northward continuation of the Hwanghae Warm Current. The local salinity maximum in the lower layer off Kunsan and the higher salinity on the west side of the central trough than on the east side would imply a northward flow on the west flank of the trough to compensate for the southward intrusion of the Hwanghae Cold Water, from which an anticyclonic circulation could be expected in the lower layer.     

长江口及邻近海域浮游动物生物量分布及季节变化

2006年7月—2007年12月,在长江口及邻近海域(29°30′N~32°30′N,120°00′E~127°30′E)布设150个观测站位,进行了4个季节生物、化学和物理海洋学综合调查。根据采集的浮游动物样品的分析鉴定结果及现场环境参数的测定数据,对浮游动物群落生物量分布及季节变化进行了研究。结果表明:长江口及邻近海域浮游动物生物量有明显的季节变化,主要表现为:春季>夏季>秋季>冬季。中华哲水蚤(Calanussinicus)、双生水母(Diphyeschamissonis)、百陶带箭虫(Zonosagittabedoti)和中华假磷虾(Pseudeuphausiasinica)是长江口及邻近海域浮游动物生物量的主要贡献者。化学营养盐是影响长江口及邻近海域浮游动物生物量分布的主要环境因素,除此以外,其它环境因子在不同季节对浮游动物生物量的影响存在差异。春季,温度和盐度是影响浮游动物生物量的主要因素;夏季,温度、溶解氧和叶绿素a是影响浮游动物生物量的主要因素;秋季,盐度、溶解氧和悬浮颗粒物是影响浮游动物生物量的主要因素。冬季,环境因子对浮游动物生物量影响不明显。     

长江河口盐度锋

根据1988－1991年河口锋面现场调查、上海市海岸带调查及历次标准断面调查资料对长江盐度场及盐度锋进行了分析，提出了由口门至外海纵向上存在着三级锋面现象：内侧锋面即长江河口锋为长江河口水与长江冲淡水的界面；羽状锋是长江口羽状流水与口外混合水的界面，它是长江口最主要的盐度锋面，也是长江口一个重要的生物地球化学带，对河口沉积过程及水下三角洲发育具有重要的影响。外侧锋面即海洋锋，是长江冲淡水的最外边缘。     

黄海、东海表、上层实测流分析

根据迄今为止所获得的142套锚碇浮标和58套卫星跟踪漂流浮标的大范围测流资料，综合分析了黄海、东海表、上层环流。研究结果更加清晰、形象、直观地展示了黑潮及其向对马暖流的分支，台湾暖流的分叉，和黄海暖流、长江冲淡水及涡旋发达海区的若干主要特征。     

长江口叶绿素分布特征和营养盐来源数值模拟研究

利用POM(Princeton Ocean Model)模型在长江口及其邻近海域建立了三维斜压动力学模式,该模式开边界处考虑了潮汐、潮流、台湾暖流、沿岸流和长江径流。模式成功地模拟了长江口及其邻近海域的潮汐特征和环流特征。此外2004年11月的实测数据分析结果表明在观测区域的水下河谷西侧位置的强表面羽状锋内,存在着高叶绿素a浓度分布。为了分析长江口外存在的高叶绿素浓度分布和长江口的营养盐输入的相关关系,进行了两次数值试验:(1)给定长江口的径流量和径流输入的营养盐,把长江口的输入作为营养盐输入的惟一源;(2)在开边界处,根据实测资料给定营养盐的输入,同时考虑径流营养盐输入。在(1)、(2)两种情况下,把硝酸盐作为保守物质,进行了平流扩散数值试验。模式的模拟结果和实测资料的对比分析表明:沿岸流、台湾暖流的营养盐输入和上升流从底部输入的营养盐是此高叶绿素浓度区营养盐的重要来源。     

Organic carbon and nitrogen in the northern California current system: comparison of offshore, river plume, and coastally upwelled waters

During the first year of the Northeast Pacific GLOBEC program we examined the spatial distributions of dissolved and particulate organic carbon and nitrogen in the surface waters off the Oregon and Washington coasts of North America. Eleven east–west transects were sampled from nearshore waters to 190 km offshore. Hydrographic data and the distribution of inorganic nutrients were used to characterize three distinct water sources: oligotrophic offshore water, the Columbia River plume, and the coastal upwelling region inshore of the California Current. Warm, high salinity offshore water had very low levels of inorganic nutrients, particulate organic carbon (POC) and dissolved organic carbon (DOC). Warm, low salinity water in the Columbia River plume was relatively low in nitrate, but showed a strong negative correlation between salinity and silicate. The river plume water had the highest levels of total organic carbon (TOC) (up to 180 μM) and DOC (up to 150 μM) observed anywhere in the sampling area. Cold, high salinity coastal waters had high nutrient levels, moderate to high levels of POC and particulate organic nitrogen (PON), and low to moderate levels of DOC and dissolved organic nitrogen (DON). Each of these regions has characteristic C:N ratios for particulate and dissolved organic material. The results are compared to concentrations and partitioning of particulate and dissolved organic carbon and nitrogen in other regions of the North Pacific and North Atlantic Oceans.     

Grain size composition and transport of sedimentary organic carbon in the Changjiang River (Yangtze River) Estuary and Hangzhou Bay and their adjacent waters

Surface sediments from the Changjiang River(Yangtze River) Estuary,Hangzhou Bay,and their adjacent waters were analyzed for their grain size distribution,organic carbon(OC) concentration,and stable carbon isotope composition(δ13C).Based on this analysis,about 36 surface sediment samples were selected from various environments and separated into sand(0.250 mm,0.125–0.250 mm,0.063–0.125 mm) and silt(0.025–0.063 mm)fractions by wet-sieving fractionation methods,and further into silt-(0.004–0.025 mm) and clay-sized(0.004mm) fractions by centrifugal fractionation.Sediments of six grain size categories were analyzed for their OC andδ13C contents to explore the grain size composition and transport paths of sedimentary OC in the study area.From fine to coarse fractions,the OC content was 1.18%,0.51%,0.46%,0.42%,0.99%,and 0.48%,respectively,while theδ13C was –21.64‰,–22.03‰,–22.52‰,–22.46‰,–22.36‰,and –22.28‰,respectively.In each size category,the OC contribution was 42.96%,26.06%,9.82%,5.75%,7.09%,and 8.33%,respectively.The OC content in clay and fine silt fractions(0.025 mm) was about 69.02%.High OC concentrations were mainly found in offshore modern sediments in the northeast of the Changjiang River Estuary,in modern sediments in the lower estuary of the Changjiang River and Hangzhou Bay,and in Cyclonic Eddy modern sediments to the southwest of the Cheju Island.Integrating the distribution of terrestrial OC content of each grain size category with the δ13C of the bulk sediment indicated that the terrestrial organic material in the Changjiang River Estuary was transported seaward and dispersed to the Cyclonic Eddy modern sediments to the southwest of the Cheju Island via two pathways:one was a result of the Changjiang River Diluted Water(CDW) northeastward extending branch driven by the North Jiangsu Coastal Current and the Yellow Sea Coastal Current,while the other one was the result of the CDW southward extending branch driven by the Taiwan Warm Current.