冬季南海北部海域微型浮游动物及其对浮游植物摄食压力研究

2009年1月在南海北部海域的5个站位,采用稀释法和显微分析技术研究了浮游植物生长率及微型浮游动物对浮游植物的摄食压力,同时测定了微型浮游动物的丰度及类群组成.结果表明:南海北部微型浮游动物类群主要以无壳纤毛虫为主,南海北部微型浮游动物类群细胞丰度为33～529个/dm3.南海北部浮游植物生长率为0.45～1.83 d-1,微型浮游动物摄食率为0.44～1.76 d-1,摄食压力占浮游植物现存量的42.6%～82.8%,占初级生产力的97.3%～225.1%.近岸区摄食压力比陆架区高,表明冬季南海近岸区微型浮游动物摄食能够有效的控制浮游植物的生长,而陆架区浮游植物生长率大于摄食率,浮游植物存在着现存量的积累,微型浮游动物并不能完全控制浮游植物的生长.     

南海海域浮游植物叶绿素与海表温度季节变化特征分析

利用 SeaWiFS卫星遥感叶绿素质量浓度及TRMM微波遥感海表温度产品,研究了南海海表叶绿素a的季节变化特征及其同海表温度的关系。研究结果表明,南海叶绿素质量浓度具有很强的季节变化:通常低叶绿素质量浓度(<0.12 mg. m^-3)出现在弱风、高海表温度(>28 °C)的春、夏季节;高叶绿素质量浓度(>0.13 mg·m^-3)出现在有较强风速和较低海表温度(<27 °C)的冬季。线性回归分析显示,南海叶绿素质量浓度同海表温度呈显著负相关关系。尽管在南海南部、南海中部、南海西部及吕宋西北部4个代表子区域的显著性有所差异,但都暗示温度变化所反映的垂向层化调控了营养盐质量浓度和浮游植物量变化。可见,温度可能是影响海洋上层稳定程度及垂向交换强度的重要指标,从而可能调控营养盐及浮游植物的变化。     

南海海域浮游植物叶绿素与海表温度季节变化特征分析

利用 Sea WiFS卫星遥感叶绿素质量浓度及TRMM微波遥感海表温度产品, 研究了南海海表叶绿素a的季节变化特征及其同海表温度的关系。研究结果表明, 南海叶绿素质量浓度具有很强的季节变化:通常低叶绿素质量浓度(<0.12 mg·m^-3)出现在弱风高海表温度(>28°C)的春、夏季节;高叶绿素质量浓度(>0.13 mg·m^-3)通常出现在有较强风速和较低海表温度(<27°C)的冬季。线性回归分析显示, 南海叶绿素质量浓度同海表温度呈显著负相关。尽管在南海南部、南海中部、南海西部及吕宋西北部4个代表子区域的显著性有所差异, 但都暗示温度变化所反映的垂向层化调控了营养盐质量浓度和浮游植物量变化。可见, 温度可能是影响海洋上层稳定程度及垂向交换强度的重要指标, 从而可能调控营养盐及浮游植物的变化。     

2015年春季南海北部陆架海域网采浮游植物群落结构及其与环境因子关系

根据2015年春季南海北部陆架海域的调查数据,分析了网采浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系。结果显示:共鉴定出浮游植物4门378种(含变种与变型),其中硅藻门209种,甲藻门157种,蓝藻门9种,着色鞭毛藻门3种。该海区的主要优势种有翼鼻状藻Proboscia alata、翼鼻状藻纤细变型Proboscia alata f. gracillima、佛氏海毛藻Thalassiothrix frauenfeldii、尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens、短角弯角藻Eucompia zoodiacus和洛氏角毛藻Chaetoceros lorenzianus等,各断面优势种差异较大,仅佛氏海毛藻在4个断面成为优势种。浮游植物丰度范围为(0.63~1 430.04)×10⁴个/m³,平均为76.20×10⁴个/m³,丰度较高的站点主要集中在湛江断面D近岸站位和汕头断面H。春季南海北部浮游植物Shannon-Wiener多样性指数为1.06~5.56,均值为3.99。冗余分析显示,影响南海北部陆架海域浮游植物群落结构的主要环境因子为水温、盐度和活性磷酸盐。南海北部陆架海域浮游植物基本呈现近岸高离岸低的分布特点,水温和盐度是影响其分布的主要环境因子。     

长江口海域浮游植物分布及其与径流的关系

利用 2 0 0 1— 2 0 0 2年 4个季度月航次调查资料 ,研究了长江口海域浮游植物的分布及其与长江径流的关系 ,共鉴定浮游植物 1 5 4种 (含变种和变型 ) ,其中属硅藻类的有 1 1 3种 ,甲藻类 36种 ,近岸低盐性的中肋骨条藻 (Skeletonemacostatum)是最重要的优势种。夏季浮游植物密集区位于长江口海域的北部及靠近浙江近海的上升流区 ,春季和秋季密集区出现在调查区的南部。浮游植物数量高峰出现在夏季 (平均为 9 2 7× 1 0 6 个 /m3) ;冬季 (枯水期 )数量最少(平均为 2 91× 1 0 5 个 /m3) ,且分布相对较均匀 ,显示出该海域浮游植物种类组成与数量的季节变化同长江径流量有明显的关系。由于大量营养盐被长江径流携带入海 ,造成河口区严重富营养化 ,这为赤潮生物大量孳生提供了适宜的环境条件 ,长江口海域已成为我国沿海赤潮多发区之一。     

2004年秋季南海北部浮游植物组成及其数量分布特征

根据2004年9月18日—10月2日南海北部航次所获得的表层浮游植物群数据, 对其组成及数量分布进行了探讨分析。该次调查鉴定浮游植物共53属152种(含变种和变型), 分别属于硅藻门35属88种、甲藻门15属60种、蓝藻门1属2种及金藻门1属1种等; 优势种中分布较广泛的有柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschia delicatissima、反曲原甲藻Prorocentrum sigmoides、微小原甲藻P. mininum、锥状施克里普藻Scrippsiella trochoidea和红海束毛藻Trichodesmium erythraeum等; 浮游植物细胞丰度的数量范围为(0.11—23.61)×106cells•m-3, 呈现近岸区域高于远岸区域的平面分布格局, 最大值和最小值分别出现在海南岛东北部海域的E506站和海南岛东南部海域的B3站; 浮游植物物种丰富度也是近岸的站点较高, 以靠近珠江口E708站的51种为最多。硅藻类细胞丰度范围为(0.02—8.13)×106cells•m-3, 主要分布在高盐的外海水域, 其中产二甲基磺酸丙酯(DMSP)的小环藻Cyclotella spp.在多个站点出现; 甲藻类以近岸水域居多, 细胞丰度最高达15.67×106cells•m-3(E506站), 其中数量较多的赤潮种类主要有锥状施克里普藻、反曲原甲藻、微小原甲藻、环沟藻Gyrodinium spp.等; 固氮的红海束毛藻在调查海域广泛分布, 但主要集中于东部, 以E206站最多, 高达1.8×107cells•m-3。结合水文资料和其他层次的浮游植物资料进行对比分析, 结果表明, 红海束毛藻的分布与黑潮水的入侵存在一定关系, 其分布受水团和海流的影响。     

南海中部海域浮游植物生物量的数学模型

近年来对南海中部海域以及西沙、中沙群岛周围海域的浮游植物进行了多次调查^[1,2]。浮游植物是海洋中的生产者,是直接吸收和转换能量的,是生态系中关键的一员,尤其是浮游植物的生物量的多少,是决定次级和三级甚至层次更高的生物量的,只有摸清了浮游植物的生物量,才能估算其它层次的生物量,所以,若要构作海洋生态系的模型,第一步就必需作出浮游植物的亚模型。     

南海东北部海域次表层水与中层水之流径

１９９２年春季以及１９９４年夏季，台湾海峡两岸同时出动多稻研究船在南海东北部海域协力执行两次较大区域的调查作业，根据温盐曲线之类聚情形，发现盐温变率比是除了盐度极大值与极小值外另一个简单又好用的温盐特征盐参数。此值乍视之下仅与温盐曲线之形状有关，但因其陷涵了时间的效应，故可有效反映了水闭之变性程度，对分析，推断水团之流径其有助益。     

珠江口海域营养盐比及与浮游植物的关系

根据2004-2006年珠江口海域的调查资料,对营养盐含量和比值与浮游植物群落结构的关系进行分析.结果显示,调查海域维持丰富的氮、磷、硅,其中氮、硅以东宝河口最高,磷以深圳湾最高;丰富的氮、磷、硅和较高的N:P均可能是形成调查海域多年来浮游植物群落以硅藻类占优势的主要原因;但是在深圳湾、桂山岛、万山列岛及横琴岛附近海域(主要是4月),营养盐含量及其之间的比例发生变化(深圳湾主要是 N:P,后三个岛屿附近海域主要是Si:N),对浮游植物群落结构变化产生影响;并且近年来珠海高速发展的养殖业造成其海域赤潮的频发.     

南海北部海域叶绿素a浓度时空特征遥感分析

利用2007-2010年MODIS的L2级叶绿素a浓度产品作为数据基础, 对叶绿素a浓度年平均和月平均数据进行分级分区处理, 研究南海北部海域叶绿素a浓度时空分布特征及其与海洋环境因素的关系。初步研究结果表明:2007-2010年在南海北部海域叶绿素a浓度的高值区(>5.0 mg/m3)主要分布在广东省沿岸河流的入海口, 分布范围在夏季最大, 在春秋次之, 在冬季最小;叶绿素a浓度的次高值区(1.0～5.0 mg/m3)主要分布在海岸线到50 m等深线之间的海域, 分布范围夏冬较大, 能扩展到50 m等深线附近, 而春秋较小, 会退缩到50 m等深线以内;叶绿素a浓度的中值区(0.3～1.0 mg/m3)主要分布在50 m到100 m等深线之间的海域, 时空变化复杂;叶绿素a浓度的低值区(<0.3 mg/m3)主要分布在100 m等深线以外的海域, 其区域平均值夏季最低, 春秋次之, 冬季最高, 同时该区域叶绿素a浓度在春夏秋三季空间分布较均匀, 而冬季受季风和黑潮入侵影响空间分布较为复杂。南海北部海域海表叶绿素a浓度的时空变化特征与季风、沿岸河流、海流、海表温度等海洋环境因素的变化有关。     

夏季南海东北部和东海陆架浮游植物群落结构昼夜变化的比较研究

于2008年和2009年夏季分别对南海东北部和东海陆架区浮游植物生物量和群落结构的昼夜变化进行了24 h时间序列连续观测和研究。通过高效液相色谱法分析浮游植物特征光合色素可以看出3个测站的叶绿素a浓度均呈现出明显的昼夜变化,最高值出现在夜间,而在中午至午后达到最低值,而这种昼夜变化主要是由于光照和潮汐作用所导致。各站均以硅藻为最主要的优势类群,受上升流影响的S702站硅藻生物量超过80%,S305和DH04站硅藻也占据了35%~50%,且3个测站硅藻生物量昼夜变化与叶绿素a一致,但所占生物量百分比却在叶绿素a高值的时间段较低,表明高生物量对应着更为丰富的浮游植物类群组成多样性。除硅藻外,S305站青绿藻也表现出与叶绿素a同步的昼夜变化规律。而在东海DH04站,由于存在明显层化特征,聚球藻是上混合层的主要优势类群,且表现出与叶绿素a一致的变化。黎明前后,甲藻出现了暴发式的生物量升高,所占生物量超过30%,由于其昼夜变化并不明显,分析可能由于水团的侧向输送所致。     

Relationship between phytoplankton composition and environmental factors in the surface waters of southern South China Sea in early summer of 2009

Horizontal distributions of phytoplankton abundance,species composition as well as environmental factors were investigated in the surface waters of southern South China Sea(SCS) in early summer(May 16 to June 7) of 2009.In most areas of southern SCS,the concentrations of nitrogen and phosphorus were very low and DIN/DIP ratios usually were lower than the Redfield N/P Ratio of 16:1.Nitrogen nutrients were significant lower in the upwelling region off Vietnam.A total of 144 taxa of phytoplankton were identified in the study area.The dominant genera were Prorocentrum,Gonyaulax,Gyrodinium,Scrippsiella and Chaetoceros,respectively.Spatial patterns of early-summer phytoplankton abundance and species composition should be mainly controlled by the upwelling off Vietnam and the discharge of Mekong River in the southern SCS.Diatoms dominated in the nutritious Mekong River Estuary or upwelling region off Vietnam;while dinoflagellates dominated in the oligotrophic pelagic region.The canonical correspondence analysis(CCA) indicates that most of diatoms favor higher levels of silicate and phosphorus,as well as lower temperature;while most of dinoflagellates favor the lower silicate and phosphorous and higher temperature.Correlation and CCA results indicate that silicate,nitrate and temperature were the most relevant environmental factors to regulate the horizontal pattern of early-summer phytoplankton in the surface waters of southern SCS.     

南海北部浮游植物生物量的研究特点及影响因素

介绍了浮游植物生物量变化的研究方法。综述了南海北部浮游植物生物量在营养盐、光照、季风等理化因子影响下出现的变化特点。该海域生态环境复杂,由富营养的珠江口、沿岸带、北部湾和广阔的陆架及贫营养的开阔海区等不同生态区组成,因此浮游植物群落和生物量有其自身复杂的空间和时间变化特点。     

夏季南海北部浮游植物对上升流与羽状流的响应

文章建立了基于真实场驱动的三维物理—生态耦合模型, 利用模型定量分析了夏季南海北部上升流和羽状流过程对浮游植物生物量空间分布的影响程度及作用机制。首先, 利用2006—2008年卫星遥感数据及2006与2008年夏季观测数据对模型进行了验证, 结果表明, 模型能较好地再现夏季南海北部上升流和羽状流过程, 较好地反映出浮游植物的空间分布特征。模拟分析结果显示, 夏季南海北部浮游植物主要分布在50m等深线以内。琼州海峡东部海域和汕头海域浮游植物垂向分布较为均匀, 上升流的贡献均达到90%以上, 表层水平平流输送是浮游植物主要的汇, 生物过程是浮游植物的源。珠江口和汕尾海域浮游植物存在表层和次表层两个高值区, 羽状流贡献35%~40%, 主要促进表层浮游植物生长, 而上升流贡献60%~65%, 主要促进中底层浮游植物的生长。粤西海域上升流对浮游植物的贡献占92%, 主要促进中底层浮游植物生长, 而表层浮游植物浓度极低。整体上, 夏季南海北部上升流和羽状流主要是通过输送营养盐的方式影响浮游植物的生长。上升流对营养盐的输送作用是向岸方向的爬升输送和平行于等深线的沿岸流输送共同作用的结果。跃层的存在改变了营养盐的垂向输送过程, 是导致上升流和羽状流过程对不同水层浮游植物贡献差异的关键因素之一。整体而言, 夏季南海北部浮游植物空间分布差异是以上升流、羽状流主导, 环流—营养盐—生物过程共同作用的结果。     

2007年夏季南海北部浮游植物的物种组成及丰度分布

2007年8月10-29日对南海北部41个站位进行了浮游植物群落结构的调查.调查结果表明,共发现浮游植物5门80属216种(包括变种、变形、未定种),调查期间南海浮游植物以硅藻为主,占所有物种数的64.81%,占总浮游植物细胞丰度的89.11%:甲藻次之,占所有物种数的30.56%,占总浮游植物细胞丰度的10.62%;蓝藻门的红海束毛藻Trichodesmium erythraeum在许多站位也占有相当的比例.绿藻和一些淡水的蓝藻只在珠江口附近的站位才被检出.主要优势种为海链藻Thalassiosira sp.、菱形海线藻Thalassionema nitzschioides、中肋骨条藻Skeletonema costatum、微小原甲藻Prorocentrum minimum和裸甲藻Gymnodinium sp..从平面分布来看,南海北部在珠江口外围和台湾浅滩海域存在2个浮游植物丰度高值区.表层和次表层浮游植物的平面分布格局差异很大,表层浮游植物的丰度平均为25.21×10<'3>个·L<'-1>,高值区在珠江口附近海域;次表层浮游植物丰度平均为9×10<'3>个·L<'-1>,高值区在台湾浅滩海域.调查区域的浅水站位(<200m)的浮游植物丰度远高于深水站位(>200m).从垂直分布来看,浮游植物的细胞丰度基本上自上而下随水深的增加而逐渐降低,最大丰度在10m水层.深水站位与浅水站位的浮游植物垂直分布结构有很大的差异.硅藻类在浅水站位中基本随深度的增加而减少,但在10m处出现最大值;而在深水站位则存在次表层(75m)最大值的现象.甲藻类在浅水站位中随深度增加显著减少,而在深水站位的75m以上其分布比较均匀.越靠近外海,浮游植物中硅藻所占的比例越小,硅甲藻比率大的海区一般具有高的生产力和较高的浮游植物丰度.调查海区表层和次表层的浮游植物Shannon-Wiener指数的平均分别为2.8和3.0,生物多样性高的区域分别位于珠江口、粤东近海和海南的东部近海,浅水站位的浮游植物多样性指数远高于深水站位.     

2008年夏季南海北部海区生物光学特性的垂向变化特征

Vertical variability in the bio-optical properties of seawater in the northern South China Sea(NSCS) including inherent optical properties(IOPs) and chlorophyll a concentration(Chl) were studied on the basis of in situ data collected in summer 2008 using an absorption/attenuation spectrophotometer. An empirical model was developed to estimate Chl profiles based on the absorption line height at long wavelengths, with a relative root mean square error of 37.03%. Bio-optical properties exhibited large horizontal and vertical spatial variability. As influenced by coastal upwelling and the Zhujiang River(Pearl River) discharge, both IOPs and Chl exhibited high values in the surface waters of the inner shelf, which tended to decrease with distance offshore. Subsurface maximum layers of IOPs and Chl were observed in the middle and outer shelf regions, along with significantly higher values of attenuation coefficients beneath this layer that rapidly increased towards the bottom. In the open ocean, both IOPs and Chl exhibited consistent variability, with the subsurface maximum layer typically located at34–84 m. Phytoplankton were found to be one of the major components in determining the vertical variability of bio-optical properties, with their vertical dynamics influenced by both physical forcing and light attenuation effects. The depth of the subsurface maximum layer was found to be closely related to the fluctuation of the oceanic thermocline and the depth of the euphotic zone, which also affected the total integrated biomass of the upper ocean. Typically high values of attenuation coefficients observed in the bottom waters of the continental shelf reflected the transport of particulate matter over the bottom boundary layer. Our results reveal large spatial differences in bio-optical profiles in response to complex marine ecodynamics in the NSCS. From the perspective of marine research, high-resolution optical measurements are clearly advantageous over conventional bottle sampling.     

南海表层沉积物生物标志物的分布特征及古生产力重建意义

作为一种新的地球化学指标方法,多参数生物标志物法已被广泛应用于重建浮游植物生产力。这个方法假设沉积物中生物标志物含量基本可以反映光合层浮游植物的生产力。但对于这个假设还缺乏现场的证据验证,尤其是西太平洋边缘海地区现场证据。本文对南海表层沉积物中的浮游植物生物标志物含量分布进行了研究。通过对南海77个站位的调查,发现硅藻、甲藻和颗石藻3种主要浮游植物生物标志物的总含量变化范围为551147ng&#183;g^-1,陆源生物标志物C27＋C29＋C21正构烷烃总含量变化范围为57—732ng&#183;g^-1。浮游植物生物标志物高值主要分布在近岸区、越南外部及巽他陆架北部的2个上升流区等高生产力区。研究表明,生物标志物的含量分布与现代海洋调查和其他古生产力指标对比显示生物标志物法基本可以用来重建生产力。相对于总有机碳含量（Total organic carbon,TOC）和蛋白石,生物标志物指标可以更准确地重建南海生产力。同时我们也发现,由于氧化降解和陆源冲淡效应的影响,在南海北部陆坡区和吕宋西北上升流区表层沉积物中生物标志物的含量与表层生产力的变化出现偏差,因此,在南海利用沉积物中生物标志物含量重建生产力存在区域性限制。