基于声学方法的南黄海浮游动物垂直迁移季节变化研究

为研究南黄海浮游动物垂直迁移的季节变化, 分析了2006 年至2007 年4 个季节布放潜标中声学测流仪的观测数据。结果是: 声学测流仪测量的后向散射强度呈现显著的日变化特征, 这是由浮游动物垂直迁移造成的; 在4 个季节中都出现这一凌晨向下、黄昏向上的垂直迁移, 但是垂直迁移发生的时间有季节变化。利用南黄海辐射通量的直接观测数据, 讨论了垂直迁移发生时间与光照的关系,结果表明垂直迁移的季节变化主要受光照的影响。这对于研究浮游动物垂直迁移机制有一定意义。     

天文大潮对南海北部浮游动物生物量的影响

基于2020年8月至11月在南海北部获取的声学多普勒流速剖面仪观测数据,利用后向散射强度数据估算得到相对体积散射强度并用其表征浮游动物生物量的相对大小,对相对体积散射强度的半月变化与具有半月周期的潮流动能进行相关性分析,进而分析天文大潮对声学估算的浮游动物生物量的影响。结果表明：半月周期的相对体积散射强度与潮流动能之间呈负相关关系,即天文大潮时,潮流动能较强,水体相对体积散射强度较低,浮游动物生物量则较小,天文小潮时则情况相反。初步推测其原因为：天文大潮时,强潮流一方面导致浮游动物生存环境恶化,使其生物量下降,另一方面也改变了浮游动物垂直迁移特性,浮游动物迁移到近海底处使其难以被观测。     

基于声学仪器与粒径分析仪研究东海浮游动物昼夜垂直迁移过程

浮游动物的昼夜迁移活动与其种群变动和摄食节律紧密联系,浮游动物昼夜移动的研究已经成为种群动力学研究的一个重要组成部分。2013年夏季在浙江东部近海,结合声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和激光粒径分析仪(LISST-100)等仪器进行了一次定点周日连续观测。通过声学反演方法,得到后向散射强度剖面的时间变化,结合LISST-100得到的水体悬浮物粒径谱,研究了浮游动物垂直迁移及其习性。分析发现了可能是精致真刺水蚤的一次昼夜垂直迁移过程,其在夜间进入跃层附近进食,白天蛰伏于底层低温高盐的台湾暖流水中,垂向迁移速度达到了0.05 m/s。LISST-100观测还发现在夜间跃层边界处大粒径颗粒聚集和100～150 μm大小的颗粒物的减少,水体中不同粒径的悬浮颗粒物有明显的昼夜变化节律,推测水体中不同层次生物群落结构存在昼夜差异。     

南黄海浮游植物季节性变化的数值模拟与影响因子分析

用三维物理-生物耦合模式研究南黄海浮游植物(以叶绿素a为指标)的季节变化.对于物理模式采用Princeton ocean model(POM),对于生物模式考虑溶解无机营养盐(氮、磷、硅)、浮游植物、食草性浮游动物和碎屑.给定已知的初始场和外加边界强迫,模拟了观测到叶绿素a的主要时、空分布特征,如浮游植物的春、秋季水华和夏季次表层叶绿素a极大值现象等.研究表明,浮游植物春季水华最先发生于黄海中央海域,主要原因是该海域透明度较高,流速较小.春季水华开始于垂直对流减弱和层化开始形成之前(约3月底至4月上旬),显著地依赖水层的稳定性.水体层化以后(约5～9月)叶绿素a浓度高值区分布在南黄海的南部和锋区.夏季的南黄海中央海域,由于上混合层营养盐几乎耗尽,限制了浮游植物的生长,在紧贴温跃层下部的真光层,具有丰富的营养盐和合适的光照,次表层叶绿素a极大值得以形成.秋季(约9～11月份,略迟于海表面开始降温的时间,随地点不同而异)随垂直混合的增强,有利于营养盐向上输运,浮游植物出现一次较小的峰值.     

基于ADCP回声的黑潮-亲潮混合区浮游动物昼夜垂直迁移研究

利用深海潜标所搭载的声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profiler,ADCP)得到的后向散射强度Sv,研究了黑潮-亲潮混合区浮游动物的垂向分布、其昼夜垂直迁移(diel vertical migration;DVM)的基本特征、多时间尺度变化及对反气旋式中尺度暖涡的响应.结果表...     

渤海海峡悬浮体分布、通量及其季节变化

渤海海峡是渤黄海物质交换的重要通道,同时也是黄河入海泥沙向黄海搬运的必经路径。本文以2006—2009年渤海海峡8个站位四个季节的悬浮体、CTD数据为基础,将标准层悬浮体浓度数据与浊度数据对比获得高垂直分辨率的悬浮体浓度数据,分析其季节变化特征,并结合日均风场驱动的高精度数值模型模拟的渤海海峡流场,计算了四个季节渤海海峡悬浮体通量。结果表明,北黄海冷水团的入侵和退缩是渤海海峡温盐及其季节变化的重要特征之一,四季节流场特征均为"北进南出";渤海海峡中上层悬浮体浓度分布为海峡南部浓度高、北部浓度低,夏季海峡北部下层北黄海冷水团控制海域悬浮体浓度高于周围水体。春季、夏季、秋季、冬季悬浮体浓度依次增高。观测期间渤海海峡悬浮体的年净通量约为251.63万吨,其中输往黄海方向的悬浮体通量约占黄河年平均输沙量的4.27%。     

胶州湾不同季节浮游动物昼夜垂直移动规律初步研究

在胶州湾内设置连续站(36°5'54″N,120°15'20″E),分别于2006-2007年分春季、夏季、秋季、冬季四季进行垂直分段拖网,研究了胶州湾浮游动物垂直移动的规律。结果显示,浮游动物在不同季节显示不同的垂直迁移行为。同时,对该海域出现的优势种类的垂直移动规律进行了研究并分类,发现不同物种同一季节迁移方式不同,对于同一种类,在不同季节也表现出不同的迁移规律。因此,浮游动物垂直迁移规律不是一成不变的,由外界环境因子和内在因素共同作用决定。不同季节影响浮游动物垂直迁移的关键因子不同,其中春季、夏季、秋季三季主要影响因子是光照,冬季除了光照,还有温度、盐度和浮游植物密度。总体与温度和浮游植物密度正相关,与盐度负相关。对于不同种类,影响其垂直迁移的主要因子也不尽相同。     

黄、东海浮游动物物种多样性分布特征

为研究黄、东海浮游动物的种类组成及生物多样性特征,本文利用2006—2009年在黄海和东海进行的4个季节的断面调查所获得的大中型浮游动物样品进行了分析,并探讨了浮游动物与海洋环境因子的关系,特别是黑潮流系对黄、东海浮游动物物种多样性分布的影响。结果显示,4个季节共记录到浮游动物种类850个、浮游幼虫37类,合计种类887个。浮游动物的物种多样性存在显著的季节变化,但4个季节的生物多样性平面分布趋势基本一致,即黄海东海近岸东海外海。在黄海,多样性的纬向梯度较小而趋于均匀;而在东海,浮游动物的物种多样性变化梯度很大,呈现从外海到近岸、从南到北逐渐降低的趋势。浮游动物的物种多样性随黑潮流系影响的减弱而逐渐降低。黄海和东海的浮游动物群落存在显著差异。东海浮游动物群落的出现是黑潮流系对暖水种输运的结果。     

南黄海中部悬浮体垂直分布及其季节变化

南黄海中部悬浮体浓度垂直分布及其季节变化对该海域泥质区的生成有重要意义,为研究黄东海物质交换、南黄海中部泥质区生成机制,利用2006年至2009年四季节的温度、盐度数据,结合水样抽滤获得的悬浮体质量浓度数据和LISST观测到的悬浮体体积浓度数据分析南黄海中部断面悬浮体浓度垂直分布及其季节变化。结果表明,悬浮体LISST体积浓度和抽滤质量浓度具有较好的相关性,并将夏冬两季悬浮体体积浓度转换为质量浓度。四季节悬浮体浓度整体上表层低于底层,潮流是控制南黄海悬浮体分布的重要动力因素,秋季大潮期悬浮体浓度高于冬季小潮期,冬春两季悬浮体浓度分布相类似;受到强台风影响,夏季悬浮体浓度高于秋冬季,以温跃层为界,底层悬浮体浓度较高,最高达26.9mg/L,以细粉砂粒级为主,上层悬浮体浓度低于2mg/L,悬浮颗粒粒径大于31.6μm。夏季,黄海冷水团西边界锋面处为粉砂为主的高悬浮体浓度区,与南黄海中部泥质区西侧厚沉积带位置对应。冬季,黄海西部沿岸流流经区域悬浮体以极细砂粒级为主,黄海暖流海域各个粒级悬浮体浓度都比较高,以粉砂粒级以上为主,整个断面中较粗颗粒的悬浮体含量较多。     

南黄海近表层实测流速谱研究

南黄海浅水陆架区是我国重要经济海域之一,对该海域海流结构的研究是研究陆架环流的一个重要环节。虽然关于这项研究的论著颇多。但根据描述统计学方法研究中国海海流结构的论述至今却极少。本文根据我国海洋地质调查局较长时间的海流观测资料，以描述统计学的分析方法,对南黄海实测流速的统计特征进行了初步分析。 文中引用的实测流速数据的观测站分布于偏近我国的南黄海陆架上。共选取三个观测站,分别以A,B,C标示,三者近似地呈等腰三角形分布,A,B站的连线近似地与经线平行。观测日期颇长,分别是1975年4-5月。1976年4-8月和1977年4-7月。本文着重研究南黄海近表层(5米层)4-6月实测流速谱的特性,所以,统计分析结果反映的是南黄海近表层海流在春夏交替季节的特性。实测流速数据的采样时间间隔均取每15分钟一次。观测仪器系国产HLP1-1印刷海流计。各观测站上截取的观测数据组数见表1。     

2006-2007年长江冲淡水的扩展形态及季节变化

利用2006—2007年观测的高密集度CTD测站和海床基ADCP连续测流站资料,分析了长江冲淡水的扩展形态和垂向结构。结果表明,各季节观测时段内:春季、秋季和冬季的表层长江冲淡水扩展基本被限制在长江口、杭州湾及舟山水域附近。夏季长江冲淡水的扩展由内向外可分为3个阶段:射形流阶段,长江径流直接向东南冲入海;水舌形态扩展阶段,冲淡水以1个水舌的完整形态指向东北,其运动受台湾暖流和南黄海海盆气旋式环流等背景流场的影响明显;扩散阶段,冲淡水先以较大团块运动,后以不断变小的水块随着背景流场运动,其中一支向东北移动进入南黄海,另一支转向东偏南,绕东海东北部冷涡运动。     

基于ZooScan图像技术的南黄海夏季浮游动物群落结构分析

为验证运用浮游动物图像扫描分析系统(Zoo Scan Integrated System,Zoo Scan)研究浮游动物群落结构的可行性,作者利用Zoo Scan图像技术,对2013年8月在南黄海(30°—37°N,125°E以西)14个站位采集到的中型浮游生物网(孔径160μm)样品进行了处理,分析了浮游动物混合样品的体积生物量与实测干重、含碳量和含氮量的相关关系,在此基础上研究了南黄海夏季浮游动物群落结构,并与历史资料进行了比较。结果表明,浮游动物混合样品的总体积生物量与总实测干重、含碳量和含氮量具有极显著的相关关系,但在500—1000μm和2000μm粒径组相关关系不显著,这与粒径组的类群组成有关。南黄海夏季浮游动物可划分为四个组群:黄海中部组群、黄海近岸组群、黄东海交汇区组群1和2。其中,黄海中部组群和黄海近岸组群与历史研究中的稳定群落相一致。不同组群的地理分布受使用的浮游生物网型和季节变化的影响。研究表明,Zoo Scan图像技术为我国近海浮游动物群落结构的研究提供了一种快速、可行的方法。     

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。     

黄海盐度场季节循环时空模态与机制

根据黄海1977年5月—1981年11月逐月大面盐度调查资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、调和分析和延迟相关分析等方法,分析了黄海5层盐度场季节循环时空模态与机制。黄海盐度场季节循环主要有2种时空模态:第一模态是对黄海沿岸河流径流、苏北沿岸水、渤南沿岸水和蒸发量与降水量之差季节变化的响应;第二模态是对黄海暖流高盐度水输送季节变化的响应。第一模态空间分量垂直方向为双层结构;第二模态为单层结构。2种模态季节变化位相自表层传播至底层均需要2个月,同层第二模态季节变化位相滞后第一模态2~3个月。各层2种模态时间分量季节循环时间为准对称型。表层温盐模态之间同步显著负相关,表层以深各层温盐模态之间有1~2个月延迟显著负相关。黄海盐度场季节变化容易受到年际变化影响出现季节变异。     

秋末寒潮大风作用下南黄海西部流场及温、盐度变动特征分析

1983年11月中美首次在南黄海西部开展水文和地质联合调查,该调查共设5个浮标站和54个CTD站,其中CTD站所获的温、盐度和溶解氧、透光度资料早已有过一些报道,并获得了一些有益的结论(丁宗信等,1986;熊庆成等,1986;赵保仁等,1986)。但对这次调查所取得的浮标测流资料尚未有人进行认真的分析研究,也未曾报道过。这次测流还是比较成功的,所揭示的现象使人感到振奋,而且这也是迄今在南黄海西部使用浮标最多、时间最长的一次浮标阵测流工作。 本文试图结合1983年11月调查时的海上风速和沿岸水位变化进行综合分析,并对那里的环流状态提出一些初步看法,以利于对南黄海西部水域的海流变动特征和生成机制进行更深入的研究。     

南黄海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据南黄海断面1977—2016年历年8月标准层温度、盐度与气候要素观测资料,采用时空分析等方法,分析了南黄海断面夏季温度、盐度年际时空变化与气候响应。断面温度主要有4种时空模态,夏季风生环流、冷水团强度、面积与断面冬季温度模态是主要温度模态年际变化的主要影响因素;夏季风生流场形态、春季PDO指数与断面冬季温度模态是次要温度模态年际变化的主要影响因素;温度模态时间分量均为准平衡态长期变化。断面盐度主要有4种时空模态,夏季苏北沿海低盐度水体、南黄海中部高盐度水体与夏季黄海风生流输送作用是盐度主要模态年际变化的主要影响因素;夏季南黄海降水量减少与风生流输送减弱是盐度次要模态年际变化的主要影响因素。盐度主要模态时间分量为准平衡态长期变化,次要模态时间分量存在显著线性低盐趋势变化。断面夏季温盐多年平均分布主要受到夏季多年平均风生环流影响。断面核心冷水团月平均温度为准平衡态长期变化;面积存在显著线性减小趋势,黄海风生流场季节与年际变化是南黄海核心冷水团年际变化主要影响因素,春季PDO指数对冷水团面积年际变化有显著非线性影响。断面冷水团、核心冷水团月平均盐度为显著线性低盐趋势周期年际变化。由于黄海温盐长期线性趋势变化,与30多年前状况相比,目前黄海温盐场季节循环时空变化形态可能已经发生显著改变。     

南黄海溶解氧的垂直分布特性

根据中韩黄海水循环动力学合作研究项目1996～1998年对南黄海全海域6个航次的现场调查资料,对南黄海溶解氧的断面分布和垂直分布特征及其季节变化规律进行了系统、全面地研究,并对更半年溶解氧垂直分布最大值的地理分布、强度及与温跃层和生物活动的关系等进行了进一步的探讨.     

渤、黄海冬、夏季节风生流场年际变化时空模态与环流变异

根据1975—2017年冬、夏季节渤、黄海沿岸25个气象站风观测资料,采用二维非线性垂直平均风生流模式、旋转经验正交函数(REOF)等方法,研究了渤、黄海冬、夏季节平均风生流速度势与流函数场年际变化时空模态与环流变异.由于冬、夏季节渤、黄海风应力场强度年际变化显著线性减弱趋势,冬季渤、黄海平均速度势与流函数强度年际变化线性减弱速率大于夏季,黄海冬、夏季平均速度势与流函数强度年际变化线性减弱速率大于渤海.渤、黄海冬、夏季节平均风生流速度势与流函数场年际变化主要有两种时空模态,冬季渤海垂直环流显著线性减弱以及水平环流准平衡态年际变化是主要分量,冬季黄海垂直与水平环流准平衡态年际变化是主要分量.夏季渤海垂直环流显著线性减弱以及水平环流准平衡态年际变化是主要分量,夏季黄海大部分海域垂直环流显著线性减弱与局部垂直环流显著线性增强年际变化是主要分量,夏季黄海水平环流形态此消彼长显著线性增强及减弱年际变化是主要分量.冬季黄海暖流暖水向南黄海西侧以及向渤海中部输送过程是在3～4个环流之间传递形成,并非由单一环流输送形成.冬季渤海中部辐散下沉反气旋环流与黄海中部至渤海海峡的气旋环流、黄海东部辐散下沉反气旋环流是冬季黄海暖流强度与范围的控制环流,夏季渤海中部辐散下沉反气旋环流与黄海中部辐合上升气旋型环流是夏季渤、黄海冷水团强度与范围的控制环流,冬、夏季节渤、黄海控制环流年际变化形态的变换形成冬季黄海暖流与夏季渤、黄海冷水团暖年或冷年的年际变化.     

南黄海表层沉积物粒度特征季节变化及其影响因素

通过对南黄海春季和秋季27个相同站位表层沉积物的粒度分析,并结合水文观测资料,研究了南黄海表层沉积物粒度的季节变化,参考文献资料初步讨论了粒度变化的影响因素。研究结果显示,按照Folk分类,南黄海表层沉积物可以分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种类型。秋季与春季相比,总体上砂和粉砂的含量增加,黏土含量降低,相应地平均粒径相对变粗,分选系数和峰态的变化较小,而偏态表现为更加正偏。季节性变化还表现出明显的区域差异,主要是受环流系统、河流来沙及波浪的季节性变化的影响。     

基于LOPC的夏季南黄海35°N断面浮游动物水平和垂直分布初探

用集成在移动船载温盐剖面仪(MVP)的激光型浮游生物光学计数仪(LOPC),于2012年7月底在南黄海35°N断面调查浮游动物丰度的水平和垂直分布情况,并对获得高时空分辨率的数据资料进行分析。结果表明,本次调查海域浮游动物的丰度为西高东低,浮游动物分布可能受温度、浮游植物分布、潮致涌升等因素影响,其中温度为最主要因素。该仪器可以作为中国近海浮游生物调查,特别是对浮游动物资源的走航大面调查、垂直分布及其生态学研究的一种有效的手段。