海洋次表层叶绿素最大值的特征因子及其影响因素

在多数情况下,海水中叶绿素垂直分布是不均匀的。次表层叶绿素最大值是其中较为常见的一种形式,普遍存在于大洋及沿岸海域。次表层叶绿素最大值层(SCML)的深度、厚度与强度是表征海洋次表层叶绿素最大值(SCM)现象的主要特征因子,受海洋水文环境、营养盐分布以及浮游植物种类等因素共同影响,在不同季节不同海区的分布有较大差异。总体上,相对近海,大洋中SCML特征因子的季节变化较小,SCML深度较大,厚度较大,强度较小。寡营养盐海区SCML深度及强度的影响因素研究已有较明确结论,SCML深度主要受物理因素(光照条件及水体混合程度)影响,而强度则受物理、生物因素(光照条件、水体混合程度或浮游动物摄食等)共同影响。近海富营养盐海区,SCML特征因子的影响因素研究较为薄弱。长时间序列、高分辨率观测站在相应海区的建立,对推进海洋SCM,尤其是近海SCM的研究有重要意义。卫星观测、现场观测和数学模型相结合,定量研究SCML特征因子与各物理、生物、化学因子的普适性关系,是进一步研究SCML特征因子的重要方向之一。     

南海北部次表层叶绿素最大值年际变化特征分析*

次表层叶绿素最大值(subsurface chlorophyll maxima, SCMs)广泛存在于全球各海域, 该最大值层往往具有较高的海洋初级生产力和新生产力, 因此研究其年际变化特征对深入理解气候变化影响下海洋生态系统变化有重要意义。本文采用一维物理-生态耦合模型(one-dimensional physical-biological coupled model, MEM-1D)较好地模拟了1994—2019年南海北部海盆区海温、盐度、营养盐和叶绿素的垂向分布, 并采用3种统计方法, 分别从整体趋势、不同时间尺度及显著变化三方面分析了SCMs特征因子(强度、深度和厚度)的年际变化特征。总体而言1994—2019年SCMs强度整体减小趋势较弱(趋势斜率S<0), 具体表现为先减小(1994—2004年)后增大(2005—2012年)再减小(2013—2019年), 其中1999—2004年显著变小; SCMs深度呈变深趋势(趋势斜率S>0), 1994—2011年逐渐变深, 之后逐渐变浅, 但变化不显著; SCMs厚度整体呈增大趋势, 1999年起显著变大。相关分析发现, 海表面温度在年际变化上与SCMs特征因子间不存在相关性(P>0.05); 海表面温度对SCMs的影响主要表现在季节尺度上, SCMs深度和强度均与海表面温度呈一致性变化。季节性差分自回归滑动平均模型对SCMs三个特征因子的拟合效果较好, 平均绝对百分比误差分别为5.33%(强度)、0.62%(深度)、2.49%(厚度), 模型可用于对SCMs特征因子变化趋势的预测。