1999/2000年夏季环南极表层海水叶绿素a和初级生产力

中国第 1 6次南极考察期间 ,作者随雪龙船于 1 999年 1 1月 2 2日至 2 0 0 0年 1月 1 8日从澳洲西南部到达东南极普里兹湾 ,后经南印度洋 -南大西洋 -德雷克海峡 -南大西洋 -南印度洋返回普里兹湾。航渡中定时采集表层海水 ,进行水温、盐度、营养盐、浮游生物现存量和光合作用速率的现场观测 ,研究环绕南极海域表层水叶绿素 a和初级生产力的分布特征。结果表明 ,南大洋表层水营养物质、浮游生物现存量和初级生产力分布具明显的区域性特征 ,南极辐合带以南的南极水营养盐浓度高于亚南极水和亚热带水。叶绿素 a浓度与营养物质的分布趋势一致 ,南极水、亚南极水和亚热带水的平均叶绿素 a浓度分别为 1 .77、1 .40和 0 .2 1 μg/dm3。在环绕南极的大洋中 ,南大西洋海域营养物质丰富 ,海水最为肥沃 ,叶绿素 a浓度和初级生产力高于南印度洋和德雷克海峡。在短期往返东南极 -西南极 -东南极的航渡观测中 ,由于南极夏季水温的升高 ,陆缘冰融化 ,冰藻释放 ,长城湾至普里兹湾的西 -东向航渡中观测的初级生产力、浮游植物细胞丰度、叶绿素 a浓度和光合作用同化数分别比普里兹湾至长城湾的东 -西向航渡中高 1 45%、1 1 3%、68%和 1 8%。与 1 0年前的观测结果比较 ,南大西洋仍为高生物量和高生产力海区 ;1 999/2 0 0 0     

南极普里兹湾及其邻近海域细菌生产力的研究

本文阐述了在中国第 1 6次南极科学考察期间 ( 1 999/ 2 0 0 0南半球夏季 )运用3H 胸腺嘧啶核苷示踪法研究南极普里兹湾及其邻近海域细菌生产力的分布特征。结果表明 :该海区细菌生产力比较低 ,变化范围在 4.5- 1 91ngC·dm- 3·h- 1 ,平均为 5 0 .4ngC·dm- 3·h- 1 ,其水平与Ross海相当。细菌生产力的变化较好地反映了浮游植物变化的特性 ,BP与PP的比值为 0 .41。表层水体中BP与DOC的分布特征呈反相关关系。普里兹湾及邻近海域细菌生产力、初级生产力及溶解有机碳之间的关系表明 ,细菌的活动受浮游植物活跃程度及其它环境条件的影响     

南极普里兹湾及其邻近海域浮游植物粒度分级生物量和初级生产力

本文报道了 1 990 /1 991年夏季在南极普里兹湾及其毗连海域对浮游植物细胞丰度 ,优势种类组成 ,粒度分级生物量和初级生产力和颗粒有机碳浓度的分布及其与环境因子关系的研究。结果表明 ,调查海区具有显著的空间区域化特征 ,普里兹湾及其毗连陆架由于水体较为稳定 ,有利于浮游植物和冰藻的生长 ,其生物量、生产力和颗粒有机碳均较高 ;在普里兹湾北部毗连南印度洋的近南极大陆海域 ,由于水团沿陆坡的扭曲运动和上升流的出现 ,致使西冰架和谢克尔顿冰架之间的北部区域浮游植物生物量 ,生产力和颗粒有机碳均较高。由于浮游植物的大量繁殖 ,使该二区域营养盐浓度降低 ,溶解氧增加。在调查海区的东西两侧则相反。粒度分级结果表明 ,微型 (<2 0 μm)和微微型 (<2 .0 μm)浮游生物在浮游植物群落生物量和生产力中占有重要比重 ,它们对总生物量和总生产力的平均贡献分别为 5 3 %和 6 9%。     

南极普里兹湾碳循环研究进展

普里兹湾是南大洋碳循环研究典型代表海区,也是中国历次南大洋考察的重点调查区域。从初级生产力、营养盐、叶绿素、海-气CO₂通量、真光层颗粒有机碳（POC）输出通量,净群落生产力（NCP）等方面综合阐述了其碳循环特征。生物泵运转效率和海冰过程是碳吸收的主要控制因素。普里兹湾总体上可以从陆坡划界,分为湾内和湾外两大部分。两者碳循环特征差异显著。湾内碳循环过程活跃,是南大洋夏季的高生产力区域。湾外则表现出高营养盐、低叶绿素（HNLC）特征,初步认为存在Fe限制。总体上,溶解有机碳（DOC）、POC、营养盐、叶绿素、二氧化碳分压（pCO₂）等存在从湾内向湾外随纬度递增或递减的规律。海冰消长对碳循环过程影响剧烈。夏季融冰造成的冰藻释放、水体垂直稳定性增加是提高生物生产力的首要原因。总体上普里兹湾的碳循环受各种生物、物理过程及其耦合作用控制,对南大洋碳循环机制研究有重要意义。     

2007/2008年和2008/2009年夏季南大洋以及普里兹湾POC的分布与变化

在中国第24次和第25次南极科学考察期间,利用航渡表层水观测和普里兹湾定点观测,对颗粒有机碳(POC)的分布及其影响因素进行了研究.结果表明,南大洋表层水体的颗粒有机碳分布具有明显的区域性特征,表层水体POC的含量与营养盐和叶绿素a有着明显的相关分布趋势.南极水、亚南极水的表层POC浓度明显高于亚热带水和热带水,第24...     

南大洋环极表层水浮游植物分级生物量、初级生产力和颗粒有机碳的分布

198 9/1 990年夏季作者在中国第六次南极考察环极航行中 ,对南大洋不同海区的浮游植物细胞大小分级叶绿素 a和初级生产力、颗粒有机碳及有关环境参数进行了测定。结果表明 ,在南极水域中以南大西洋最为肥沃 ,叶绿素 a浓度平均超过 2 μg/dm3 ,POC的平均浓度也最高 (>1 0 0 μg/dm3 ) ,而德雷克海峡和南印度洋较低。叶绿素 a和 POC的空间变异具有同步的波动。分级叶绿素 a结果表明 ,在肥沃的南大西洋以细胞 >2 0 μm的绢滤浮游生物 (主要是小型浮游生物 )所占比重最高 (6 5 %) ,而在较贫瘠的南印度洋则以微微型浮游生物 (<2 μm)最高 (47%)。分级初级生产力的结果表明 ,在南大西洋和德雷克海峡对总初级生产力的贡献以微微型浮游生物为最大 ,微型浮游生物和小型浮游生物的贡献大致相当。微微型浮游生物相对高的光合作用生理活性显示了它们在南大洋海洋生态系中的重要性。与南极水域相比 ,亚南极和亚热带水域较为贫瘠。     

南极普里兹湾沉积生物标志物记录及浮游植物群落结构变化

本文利用浮游植物标志物（菜子甾醇、甲藻甾醇和长链烯酮）作为重建单种浮游植物（硅藻、甲藻和颗石藻）的指标,对普里兹湾浮游植物群落结构的变化进行研究。结果表明研究海域表层沉积物和III-12柱样沉积物中的生物标志物记录具有明显的空间和时间变化特征。用生物标志物重建的浮游植物总量（菜子甾醇+甲藻甾醇+长链烯酮）变化范围在391.0~1470.6ng/g之间,在过去的大约100年时间里海洋初级生产力呈上升趋势,但近10年略有下降,这种分布趋势与区域气候变化密切相关。普里兹湾及其邻近海域表层沉积物中浮游植物标志物的总含量变化范围为215.2~1249.3 ng/g,重建的浮游植物生产量呈现湾内高、湾外低（陆坡、深海区最低）的特征,并与2005年现场调查资料表层海水叶绿素a、有机碳和生物硅含量分布趋势相符,最大值均出现在普里兹湾中心区域,这意味着底部被埋藏的浮游植物标志物总含量和硅藻植物群落有很高的一致性,反映出海洋底部对上层海洋过程的一致响应。     

南极普里兹湾营养盐分布特征及季节性消耗

利用中国南极科学考察CHINARE-25/27/29航次获取的普里兹湾营养盐数据,对该海域营养盐的含量分布特征进行了分析,利用水柱T_(min)层的存在估算了夏季的营养盐消耗量(NNU、NPU和NSiU),并对营养盐的吸收比例及结构做了初步探讨。结果显示,普里兹湾营养盐空间分布呈现明显的区域特征,上表层水营养盐浓度分布表现为冰架边缘区陆架区深海区的区域性特征。夏季普里兹湾受到浮游植物旺发的影响,湾内营养盐(NO_3-N、PO4_-P和SiO_3-Si)的消耗值相对湾外较高。营养盐吸收比值的变化表明,NSiU/NNU比值由湾内向湾外呈现升高的特征,与叶绿素a具有相反的分布趋势,推测这一现象与湾内陆架区铁的供应要高于湾外深海区有关。本文对营养盐结构与变化的探讨,将有益于进一步深入了解南极普里兹湾各生源要素的循环过程,为预测未来南极浮游群落结构的演变提供依据。     

1998/1999年南极夏季普里兹湾及北部海区叶绿素a和初级生产力的分布特征

1998 /1 999年南极夏季 ,作者随“雪龙船”在南极普里兹湾及其北部海区 (63° - 69°1 2′S ,70°30′- 75°30′E) 3条断面 2 4个测站进行浮游生物现存量和初级生产力的现场观测 ,研究叶绿素a浓度和初级生产力的分布特征。测区表层叶绿素a浓度为 0 .1 6 - 3 .99μg/dm3,普里兹湾内和湾西部四女士浅滩海域浓度在 3 .5μg/dm3以上 ;平面分布趋势从湾内向西北方向递减 ,深海区浓度在 0 .5μg/dm3以下。从垂向看叶绿素a浓度的最大值大多出现于 2 5m或 50m层 ,50m以下更深层的浓度随深度的增加而降低 ,2 0 0m层叶绿素a浓度分布范围为 0 .0 1 - 0 .95μg/dm3。粒径分级叶绿素a浓度以微小型浮游生物的贡献占优势 (56 % ) ,微型浮游生物的贡献占2 4 % ,微微型浮游生物的贡献占 2 0 %。测区潜在初级生产力为 0 .1 1～ 1 1 .67mgC/(m3·h) ,平均值为 2 .0 0± 2 .80mgC/(m3·h)。高生产力区位于普里兹湾 ,平均现场生产力达到 0 .86gC/(m2 ·d) ;依次为陆架区、陆坡区 ,深海区生产力较低 ,平均现场生产力为 0 .1 7gC/(m2 ·d)。光合作用同化数较低 (1 .53± 1 .1 1mgC/(mgChla·h) )。粒径分级初级生产力以微小型浮游生物的贡献占优势 (58% ) ,微型浮游生物的贡献占 2 6 % ,微微型浮游生物的贡献占 1 6 %。浮游植     

南极普里兹湾及邻近南大洋水体N_2O分布特征

利用中国第25、26次南极科学考察航次获得南极普里兹湾及邻近南大洋附近水样,采用顶空气相色谱法分析其中N_2O含量,结果表明普里兹湾陆架水体N_2O浓度较低,介于13.2―17.4 nmol·L~(-1),且呈现不饱和状态,饱和度异常值为-7%;而普里兹湾附近南大洋水体中N_2O浓度较高,介于15.5―23.3 nmol·L-1,除表面一层极薄的不饱和层外,中层至底层水体相对工业革命前大气浓度为高度过饱和状态。该区域N_2O的分布格局与复杂的水团特性和水文过程有密切关系。N_2O含量不饱和的普里兹湾陆架水(SW)和绕极深层流(CDW)混合下沉形成南极底层水(AABW),可能为温室气体N_2O提供向深层海洋输运的通路。这个过程为大气N_2O提供了一个汇的机制,使南极近岸水体成为大气N_2O的汇区。     

南大洋普里兹湾沉积物中生物硅的溶解度研究

本文利用中国南极科学考察航次获得的沉积物样品,采用分批（batch）实验方法,获取实验室生物硅溶解度,并结合间隙水中可溶性硅剖面,对普里兹湾沉积物中生物硅的溶出过程进行了初步研究。研究结果如下：在25℃,pH 8条件下,普里兹湾IV-10、 IS-4站表层沉积物中生物硅的实验室溶解度分别为1936、1539μmol/dm3,不同层次沉积物溶出结果显示随深度增加溶解度值降低。根据实验室溶解度数据与间隙水硅酸盐Cd的分析比较,表明研究站位沉积物生物硅的早期成岩过程中生物硅的溶出还伴随有其他化学过程。     

The distribution feature of size-fractionated chlorophyll a and primary productivity in Prydz Bay and its north sea area during the austral summer

The investigation of size-fractionated chlorophyll a and primary productivity were carried out in three longitudinal sections (63°-69°12'S, 70°30'E, 73°E and 75(30'E) at December 18-26, 1998 and January 12-18, 1999 in Prydz Bay and its north sea area, Antarctica. The results showed that surface chlorophyll a concentration were 0. 16 -3. 99 μg dm-3. The high values of chlorophyll a concentration (more than 3.5 μg dm -3) were in Prydz Bay and in the west Ladies Bank. The average chlorophyll a concentration at sub-surface layer was higher than that at surface layer; its concentration at the deeper layers of 50 m decreased with increasing depth and that at 200 m depth was only 0. 01 -0. 95μg dm -3. The results of size-fractionated chlorophyll a showed that the contribution of the netplanktion to total chlorophyll a was 56% , those of the nanoplankton and the picoplankton were 24% and 20% respectively in the surveyed area. The potential primary productivity at the euphotic zone in the surveyed area wa     

Phytoplankton-bacteria relationship in the Antarctic marine ecosystem

Time series data of phytoplanktonic and bacterial biomass during the ice retreat period at different latitudes in the Weddell Sea and Prydz Bay areas show a distinct delay in the development of bacteria with respect to phy'oplankton. Use of a general ecophysiological model of bacterial growth, along with direct in situ measurements of growth and mortality rates, allowed the simulation of the observed timing of bacterial development. It is suggested that the uncoupling between phytoplanktonic and bacterial development at the earliest stage of the spring ice-edge related algal bloom is not the result of the low temperatures occurring in the Southern Ocean but rather is due to the macromolecular nature of the dissolved organic matter released from phytoplankton.     

Distribution characteristics of planktonic nano－and microalgae in the Prydz Bay and its adjacent Southern Indian Ocean，during austral summer

Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｌａｎｋｔｏｎｉｃｎａｎｏ－ａｎｄｍｉｃｒｏａｌｇａｅｉｎｔｈｅＰｒｙｄｚＢａｙａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔＳｏｕｔｈｅｒｎＩｎｄｉａｎＯｃｅａｎ，ｄｕｒｉｎｇａｕｓｔｒａｌｓｕｍｍｅｒＺｈ...     

南极普里兹湾真光层下水体中有机碳和无机碳的分解比例的估算

本文利用中国第25次南极科学考察数据,运用数学模型对南极普里兹湾有机碳与无机碳的分解比及上层水体POC的再矿化效率进行了估算。结果表明:普里兹湾及其邻近海域POC的浓度范围为24.38~446.40μg?dm-3,平均值为118.16μg?dm-3。在普里兹湾P2断面陆架区,上层水体中的有机碳和无机碳向下层水体输出埋藏过程中,两者分解速率比为1.27（摩尔比）,根据相关结果我们推测上层水体中的颗粒有机碳向底层输出埋藏的过程中有81%发生了转化重新参与海洋碳循环。     

南极普里兹湾的海水化学特征

本文利用 1 989/1 990年度中国第六次南极考察期间所获得的调查资料 ,探讨了普里兹湾营养盐分布及其与生物生产力间的相互关系。结果表明 ,在艾默里冰架外侧存在大片温暖高盐水域 ,该水域真光层内营养盐含量较低 ,溶解氧饱和度高达 1 2 0 %,叶绿素 A含量大于 1 .0 0 mg/m3 ,表明了普里兹湾是南极高生产力区。化学要素垂直分布如温度一样出现了强跃层 ,并于3 5 0 m层出现了异常的营养盐垂直分布 ,但盐度无明显跃层存在。最后讨论了引起异常分布的原因。     

南极普里兹湾营养盐消耗及新生产力的估算

研究了ＣＨＩＮＡＲＥ－６和ＣＨＩＮＡＲＥ－９普里兹湾内营养盐的分布及变化,采用化学质量平衡方法估计了该海区新生产力的大小。结果表明在ＣＨＩＮＡＲＥ－６期间,ＮＯ３－Ｎ、ＰＯ４－Ｐ、ＳｉＯ３－Ｓｉ消耗分别为１０６４．８、６９．２、２１９６．９ｍｍｏｌ／ｍ２,ＮＰ、ＳｉＰ吸收比分别为１５．３、３１．７,平均新生产力为９９２．４ｍｇＣ／（ｍ２ｄ）。在ＣＨＩＮＡＲＥ－９期间,ＮＯ３－Ｎ、ＰＯ４－Ｐ消耗分别为５５１．９、４１．２ｍｍｏｌ／ｍ２,ＮＰ吸收比为１３．４,平均新生产力３９０．１ｍｇＣ／（ｍ２ｄ）,表现出很大的季节和／或年际变化。估算的新生产力值都大于１４Ｃ测定的初级生产力值,表明普里兹湾海区夏季有很大的新生产力。元素吸收比和外海测定值不同,表明营养盐的吸收和循环在南极海区有很大的区域差异性。     

南极普里兹湾及其毗邻南印度洋夏季微小型浮游植物的分布特征

1990年 1 2月～ 1 991年 1月从南极普里兹湾及其毗邻南印度洋获得的微小型浮游植物样品 ,经鉴定、分析表明 :调查海区有 5门 40属 1 2 2种、变种和变型 ,其中硅藻类占 73 .0 %,甲藻类占2 0 .5 %,其它仅占 6 .5 %。表层水样微小型浮游植物平均丰度为 2 5 5 1× 1 0 4个 /m3 ,其密集区主要分布在普里兹湾内邻近陆架区的 7站和西冰架与沙克尔顿冰架之间的以北海域 ( 3、 4、 2、 3、 1站及 1站 ) ;位于普里兹湾西北部海域断面 和 1～ 5站丰度最低。网采浮游植物平均丰度为 81 2× 1 0 4 个 /m3 ,其密集区则分布在普里兹湾邻近陆架区 ( 2、 4、 5、 7、 4、 5站 )和西冰架北部海域 ( 1、 3站 ) ;低丰度位于沙克尔顿冰架东部海域 (断面 、 的测站 )。微小型浮游植物垂直分布密集区位于测区中部 ( 3、 3站 )和东部 ( 3站 ) 0～ 5 0 m水体 ,水深1 0 0 m以下至 2 0 0 m随深度的增加而丰度逐渐减少。微小型浮游植物丰度与大磷虾的丰度和营养盐 (N、P、Si)浓度成显著的负相关。     

The depletion of nutrients and the estimation of the new production in the ice edge of the Prydz Bay, Antarctica

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒａｎｄｔｈｅｅｘｐｏｒｔｔｏｔｈｅｄｅｐｏｃｅａｎａｒｅｋｅｙｐｒｏｃｅｓｅｓｔｏｔｈｅｏｃｅａｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ,ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｙｃｌｅａｎｄｔｈ...     

南极普里兹湾及邻近海域二氧化碳的分布及其海气通量

本文根据１９９１年１２月至１９９２年１月在普里兹湾及其邻近海域所作的现场观测，采用红外分析法测定了表层水和大气ＣＯ２分压，结果表明，表层水ＰＣＯ２的分布大致呈近岸低、远岸高的特征，其分布变化主要受生物活动控制。利用通量计算模式，估算出ＣＯ２在调查海域的平均海－气通量为－７１．９ｇ／（ｍ２ａ），通量的可能误差主要来自与风速有关的交换系数。