春季季风间期赤道东印度洋浮游植物光合生理特征

Phytoplankton physiologies are dynamic and have sensitive responses to the ambient environment. In this paper,we examine photosynthetic physiologies of phytoplankton communities with Phyto-PAM in the eastern equatorial Indian Ocean during the spring inter-monsoon. Environmental parameters were measured to investigate the coupling between phytoplankton photosynthetic physiologies and their habitats. During the cruise, the water column was highly stratified. The mixed layer extended to about 75 m and was characterized by high temperature(28°C) and low nutrient level. The F_v/F_m values and chlorophyll a(Chl a) concentrations were lower at the surface, as consequences of nutrient depletion and photo-inhibition. Subsurface Chl a maximum(SCM) occurred between 75 and 100 m, and had the highest F_v/F_m values. The formation of SCM was a balance between nutrient availability and light limitation. The SCM may contribute significantly to pelagic food web and primary production in the water column. Phytoplankton in different layers encountered different light, trophic and hydrographic dynamics and evolved distinct photosynthetic characteristics. Despite of co-limitation of nutrient limitation and photo-inhibition, phytoplankton in the surface layer showed their acclimation to high irradiance, had lower light utilization efficiencies(α: 0.061±0.032) and could exploit a wide range of light irradiance. Whereas, phytoplankton in the SCM layers presented the highest light utilization efficiencies(α:0.146±0.48), which guaranteed higher photosynthetic capacities under low light level. These results provide insights into phytoplankton photo-adaption strategies in this less explored region.     

2000—2017年东印度洋季风带海域温度锋时空特征变化分析

基于2000-2017年的MODIS-Terra气候态月平均海表温度数据检测了东印度洋季风带海域的温度锋,统计了各锋面每月发生的锋点数量、锋面平均强度及中心线长度,并基于2000—2017年逐年海表温度数据,研究了以恒河-雅鲁藏布江河口锋和爪哇岛锋为代表的典型温度锋面的年际变化。结果发现:在3、4月,东印度洋季风带海域的锋面最弱、数量最少;5-10月期间,5°~15°N及5°~15°S一带的温度锋出现并发展;12、1、2月最北部锋面发展并趋向成熟。研究区存在恒河-雅鲁藏布江河口锋、爪哇岛锋、Palk海峡锋、东锡兰锋及伊洛瓦底江河口锋5个温度锋,其中最北部的恒河-雅鲁藏布江河口锋全年存在,东北季风时期长度较长,强度较大,最南部的爪哇岛锋存在于4—11月,西南季风时期较强,长度和数量也处于较高水平,其余锋面主要发生于西南季风盛行时期,且强度、长度等变化相对较小。两个典型温度锋空间位置的年际变化均不大,恒河-雅鲁藏布江河口锋平均强度的年际变化较大,最大超过0.03℃/km,长度变化相对较小;爪哇岛锋平均强度的变化相对平稳,但锋点数量和中心线长度存在较大的年际变化。     

季风转换期东印度洋的赤道流系结构和水文特征

基于2013-04夏季风转换期间航次观测数据,对赤道东部印度洋3支东向强流及其水文特征进行分析。结果表明,沿赤道在表层存在Wyrtki急流,在温跃层深度存在赤道潜流,它们携带着阿拉伯海的高盐水向东输运,81°E断面上,核心流量分别为4.76Sv和12.18Sv;南赤道逆流核心在5°S附近,核心流量7.4Sv,并伴有高盐特性。     

赤道东印度洋次表层高盐水的年际变化

本文利用2010—2019年东印度洋海洋学综合科学考察基金委共享航次数据、Argo(array for real-time geostrophic oceanography)和简单海洋再分析数据(simple ocean data assimilation,SODA),研究了赤道东印度洋次表层高盐水(subsurface high salinity water,SHSW)的年际变化,并探讨了其形成机制。仅限于春季的观测资料显示,来自阿拉伯海的高盐水位于东印度洋赤道断面次表层70～130m深度处,且具有显著的年际变化。基于月平均SODA资料的研究结果表明,不同时期SHSW盐度异常的变化趋势存在显著差异,2010—2015年趋势比较稳定,而2016—2019年则呈现出显著的上升趋势。通过对SHSW的回归分析表明,风场和次表层纬向流是控制该高盐水年际变化的主要因子。进一步的分析表明,赤道印度洋的东风异常导致水体向西堆积,产生东向压强梯度力,进而激发出次表层异常东向流,最终引起SHSW盐度异常升高。此动力关联在印度洋偶极子事件中尤为显著,这进一步反映了赤道东印度洋SHSW的年际变化受到印度洋偶...     

西太平洋、东印度洋、南大洋和中山站海域气溶胶的化学组成及其来源判别

1999年11月至2000年4月，在中国第16次南极科学考察往返航线上的海域，采集了22个海洋气溶胶样品，用原子吸收分光法测定了样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、A1、Mn、Cr、V、K、Na、Ca、Mg等13种元素的含量．研究表明气溶胶重金属微量元素的分布具有明显的地理区域性．应用元素富集因子、相关分析和因子分析等方法研究了西太平洋、东印度洋、南大洋、中国南极中山站邻近海域气溶胶中各元素的来源．     

赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的年际变化及其影响机制

Interannual variability(IAV) in the barrier layer thickness(BLT) and forcing mechanisms in the eastern equatorial Indian Ocean(EEIO) and Bay of Bengal(BoB) are examined using monthly Argo data sets during 2002–2017. The BLT during November–January(NDJ) in the EEIO shows strong IAV, which is associated with the Indian Ocean dipole mode(IOD), with the IOD leading the BLT by two months. During the negative IOD phase, the westerly wind anomalies driving the downwelling Kelvin waves increase the isothermal layer depth(ILD). Moreover, the variability in the mixed layer depth(MLD) is complex. Affected by the Wyrtki jet, the MLD presents negative anomalies west of 85°E and strong positive anomalies between 85°E and 93°E. Therefore, the BLT shows positive anomalies except between 86°E and 92°E in the EEIO. Additionally, the IAV in the BLT during December–February(DJF) in the BoB is also investigated. In the eastern and northeastern BoB, the IAV in the BLT is remotely forced by equatorial zonal wind stress anomalies associated with the El Ni?o-Southern Oscillation(ENSO). In the western BoB, the regional surface wind forcing-related ENSO modulates the BLT variations.     

东印度洋海域最优深度基准面模型构建

利用东印度洋海域周边长期验潮站实测数据、TOPEX/Poseidon等系列卫星测高反演结果,评估了DTU10,EOT11a,FES2014,GOT4.8,OSU12和TPXO8六种全球潮汐模型精度,根据卫星测高结果给出了浅水分潮改正量和长周期分潮改正量的经验模型,又在此基础上分析并构建了研究区域精度最优的深度基准面模型。考虑到全球潮汐模型在近岸的影响因素及验潮站位置,将13个验潮站分成开阔海域与近海海域两类,与潮汐模型的对比,结果表明,DTU10和FES2014模型分别在开阔海域和近海海域精度最优。根据潮汐模型在不同分潮处的精度,如EOT11a模型在O1和K1分潮处精度较高,DTU10在N2,M2,S2和K2分潮处精度较高等,分别构建了开阔海域与近海海域的组合深度基准面模型,计算得知误差分别为11.33和20.95 cm,其精度显著提高。     

热带东北印度洋海域管水母类的群落结构特征

管水母是海洋浮游动物中的重要类群,通常可作为海流或水团的指示种,其分布受温度、盐度和食物的影响。本文根据2011年4月在东印度洋海域(5°S~5°N,80°~98.5°E)26个站的调查资料,分析了管水母种类组成、丰度分布和群落结构特征。共鉴定管水母37种,以热带大洋广布种和赤道种为主,其中扭形爪室水母Chelophyes contorta、巴斯水母Bassia bassensis、双小水母Nanomia bijuga和短深杯水母Abylopsis eschscholtzi是调查海域的优势种。依据调查站位设置及环境特征,将调查海域分东部断面、赤道断面和西部断面3个区域。各个调查站种数变化范围为2~14种,东部和西部断面的种类较丰富,而赤道断面近岸区种数低,离岸区种数增多。管水母的平均丰度为(1.04±0.58)个/m3,分布不均匀,东部断面和西部断面的丰度比赤道断面高,特别是赤道断面近岸区丰度在1.0个/m3以下。调查海区的管水母属于比较典型的热带大洋性生态类群。群落结构分析表明,东部和西部断面的群落结构相似度较高,二者与赤道断面的相似度均较低。调查海域管水母种类和丰度的分布受水文和生物环境因子的综合影响。双小水母Nanomia bijuga可作为东部断面和赤道断面近岸区沿岸水团的指示种,锥体浅室水母Lensia conoides和褶玫瑰水母Rosacea plicata可作为西部断面100m以下涌升水团的指示种。     

2010年秋季黄河口及其邻近海域中小型浮游动物的群落特征

为掌握黄河口邻近水域中小型浮游动物的现状并弥补此类重要浮游生物类群在以往调查研究中的欠缺, 于2010 年9 月在黄河口及其邻近海域用浅水Ⅱ型浮游生物网采集了浮游动物样品, 分析了中小型浮游动物的种类组成、丰度分布、优势种、生物多样性及群落结构。本次调查共鉴定浮游动物成体48 种, 浮游幼虫21 类, 桡足类和水螅水母为最主要的浮游动物类群, 分别占浮游动物成体种数的37.5%和20.8%。浮游动物丰度为2 300.1～266 232.0 个/m³, 平均丰度为37 074.3 个/m³。优势种(类)8种, 分别为夜光虫、强额拟哲水蚤、小拟哲水蚤、背针胸刺水蚤、异体住囊虫、桡足类无节幼虫、双壳类幼体以及腹足类幼体, 其中夜光虫为研究水域最主要优势种。对各站位物种组成和丰度进行分析,调查水域中小型浮游动物可划分为4 个组群, 各组群的分布格局受到水温、盐度和海流的共同影响。该研究为此水域生态系统的长期变化研究提供了重要基础资料和参考依据。     

热带东北印度洋海域毛颚类的群落结构特征

毛颚类(Chaetognaths)是海洋浮游动物中的一个特殊类群,其种类和数量分布对探索海流和水团变化以及海洋食物链中能量传递具有重要意义。文章根据2011年4~5月在印度洋东北海域(80°E~98.5°E,5°S~6°N)29个站的调查资料,分析了毛颚类种类组成、丰度分布和群落结构特征。共鉴定毛颚类14种,以暖水大洋广布种为主,其中肥胖箭虫Sagitta enflata、太平洋箭虫Sagitta pacifica、飞龙翼箭虫Pterosagitta draco和凶形箭虫Sagitta ferox是调查海域的优势种。依据调查站位设置及环境特征,将调查海域分东部断面、赤道断面和西部断面。种数变化范围为5~14种,种数分布不均匀,东部断面每站一般低于10种,而赤道断面及西部断面的种数相对较丰富。毛颚类平均丰度为5.35(±2.82)ind·m-3,分布亦不均匀,西部断面的丰度比赤道和东部断面均高。群落结构分析表明,调查海域毛颚类可分3个组群(相似度水平50%),组群I包括11种,是调查海域的主要种类,分布较广,而另外两个组群仅3种,主要出现在东部和西部断面的少数调查站;调查站之间的相似度较高,特别是西部断面站位之间的相似度70%。西部断面受沿岸水和涌升水的影响,出现较高的物种多样性和丰度。     

热带东印度洋春季浮游植物群落结构空间特征分析

基于2013年3月至5月采集的热带东印度洋海域(10.0°S～4.0°N, 83.0°～97.5°E)浮游植物水样样品,分析了其种类组成、优势类群、细胞丰度等群落特征参数,综合比较了水平和垂向上浮游植物种类及丰度的差异性,初步探讨了其成因。结果表明：2013年春季热带东印度洋微型浮游植物共鉴定出306种,主要由硅藻、甲藻、金藻、蓝藻、裸藻和隐藻六大门类组成,其优势类群主要以粒径较小的隐藻、微型甲藻、菱形藻、环沟藻等为主。水平分布上,各水层浮游植物细胞丰度分布趋势相似,但斑块特征明显,其高值区位于88°E断面赤道以南次表层水域(30 m、75 m),局部区域细胞丰度值可达10⁴ cells/L以上;与其毗邻的东南部、东部水域为低值区,并向赤道延伸。垂直剖面上,硅藻和甲藻广泛分布在各取样深度,但分布特征有明显的空间差异和规律,0 m、30 m大部分站位硅藻种类比例在0.2～0.3甚至更低,甲藻在0.7～0.8,随着水层加深(75 m、100 m、150 m、300 m),硅藻种类占比上升到0.5～0.6,甲藻降低到0.4～0.5,无论硅藻还是甲藻种类数75 m层最丰富。30 m和75 m水层细胞丰度明显高于其他水层。甲藻是热带东印度洋微型浮游植物种类和细胞丰度的重要贡献者,低生物量海域表现的更为明显,贡献率大于80%。该研究将极大丰富东印度洋浮游植物群落空间特征基础信息较匮乏的现状,为量化、评估该海域的生物资源提供数据支撑。     

2013年赤道波动调制下的东印度洋春季Wyrtki急流季节内变化研究

A strong spring Wyrtki jet(WJ) presents in May 2013 in the eastern equatorial Indian Ocean. The entire buildup and retreat processes of the spring WJ were well captured by two adjacent Acoustic Doppler Current Profilers mounted on the mooring systems. The observed zonal jet behaved as one intraseasonal event with the significant features of abrupt emergence as well as slow disappearance. Further research illustrate that the pronounced surface westerly wind burst during late-April to mid-May, associated with the active phase of a robust eastwardpropagating Madden–Julian oscillation in the tropical Indian Ocean, was the dominant reason for the rapid acceleration of surface WJ. In contrasting, the governing mechanism for the jet termination was equatorial wave dynamics rather than wind forcing. The decomposition analysis of equatorial waves and the corresponding changes in the ocean thermocline demonstrated that strong WJ was produced rapidly by the wind-generated oceanic downwelling equatorial Kelvin wave and was terminated subsequently by the westward-propagating equatorial Rossby wave reflecting from eastern boundaries of the Indian Ocean.     

东印度洋细菌类群水平与垂直分布初探

作为海洋食物网的重要组成部分,微生物在海洋的生物化学循环以及能量和元素流动中起着重要的作用。目前对东印度洋中微生物的种群结构和分布知之甚少。本研究运用分子生物学手段,包括多聚酶链式反应-变形梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术和高通量测序技术,对东印度洋的赤道区域以及邻近的孟加拉湾区域水体中细菌的16S rRNA基因进行了探索。结果表明,Bacteroidetes, Proteobacteria (Alpha和Gamma类群), Actinobacteria, Cyanobacteria和Planctomycetes为研究区域微生物的主要类群。通过PCR-DGGE,发现微生物类群具有显著的水平分布模式;进一步的高通量测序的结果更加清晰的显示出细菌类群的垂直分布模式:相对其他两层,Cyanobacteria和Actinobacteria在25米水层出现更多;Bacteroidetes在25m和150m为主要类群,而在75m水层相对较少;Proteobacteria (主要为Alphaproteobacteria)类群在75m水层为优势类群。随着水层的加深,不同站位的细菌类群组成趋于一致。结果表明高通量测序能够把占据微小部分的微生物类群区分出来。本研究是针对东印度洋水体中细菌的水平和垂直分布以及多样性信息的首次报道,研究结果对于进一步发现潜在微生物功能类群以及探索这些微生物在东印度洋中的能量和物质循环中的作用有所帮助。     

The distribution of chlorophyll a in the tropical eastern Indian Ocean in austral summer

To study the effect of hydrographic factors on the spatial distributions of chlorophyll a (Chl a), an investigation was carried out in the tropical eastern Indian Ocean (80 -100 E along 7 S, and 7 -18 S along 80 E) in December 2010. The fluorescent method was used to obtain total Chl a and size-fractioned Chl a at the 26 stations. The results show that surface Chl a concentration averaged at (0.168 ± 0.095) mg/m 3 s.d. (range: 0.034-0.475 mg/m 3 ), concentrations appeared to be higher in the west for longitudinal variations, and higher in the north for latitudinal variations. Furthermore, the surface Chl a concentration was lower (0.034-0.066 mg/m 3 ) in the region to the south of 16 S. There was a strong subsurface Chl a maximum layer at all stations and the depth of the Chl a maximum increased towards to the east and south along with the respective nitracline. The spatial variation of Chl a was significant: correlation and regression analysis suggests that it was primarily affected by PO 3 4 , N(NO 3 -N+NO 2 -N) and temperature. Size-fractionated Chl a concentration clearly showed that the study area was a typical oligotrophic open ocean, in which picophytoplankton dominated, accounting for approximately 67.8% of total Chl a, followed by nanophytoplankton (24.5%) and microphytoplankton (7.6%). The two larger fractions were sensitive to the limitation of P, while picophytoplankton was primarily affected by temperature.     

赤道印度洋中部断面东西水交换的季节变化及其区域差异

采用海洋再分析资料和实测资料研究了热带印度洋中部东西水交换特征。结果表明存在两个相互独立的过程,即北印度洋过程(4°~6°N)和赤道过程(2°S-2°N)。北印度洋过程受季风影响显著,11月至翌年3月冬季风期间表现出很强的低盐水向西输送,5-9月夏季风期间则为高盐水向东输送;由于冬季风期间的输送较强,年平均表现为低盐水向西输送。赤道过程分为表层过程和次表层过程。表层赤道过程受局地风场驱动,有明显的半年周期;4-5月和10-11月的东向流将赤道西印度洋的高盐水向东输送,其余月份相反;向东的输送较强,年平均表现为净高盐水向东输送。在次表层赤道过程没有明显的季节变化,海流全年一致向东,将海盆西部的高盐水向东输送。     

北太平洋西部和印度洋东部及其邻近海域表层水体中137Cs的分布

对北太平洋西部海域、苏禄海及印尼海、中国南海、印度洋东部海域、孟加拉湾及安达曼海等表层水体中放射性核素137Cs的活度进行了测定。结果表明,上述海域表层水体中137Cs活度显示了较大的变化范围,最低值出现在南极附近的南大洋(1.1Bqm-3),较高的活度值则出现在北太平洋西部海域及中国南海(3Bqm-3)。在所研究水域范围内,137Cs活度的纬度分布特征并没有完全有效地反映出137Cs的全球理论大气沉降趋势及其纬度效应。综合本研究及Miyake等人(1988)的测定结果,我们计算出137Cs自表层海水中的析出速率在苏禄海及印尼海约为0.016/a,在孟加拉湾及安达曼海约为0.033/a,在中国南海约为0.029/a,这一结果明显低于西北太平洋日本沿海表层水体中137Cs的析出速率。这可能是因为在这些海域,横向及纵向的水体混合过程相对都较慢,而且颗粒物对137Cs的吸附析出过程也比较弱所致。     

Spatiotemporal variation and mechanisms of temperature inversion in the Bay of Bengal and the eastern equatorial Indian Ocean

In the northern Bay of Bengal, the existence of intense temperature inversion during winter is a widely accepted phenomenon. However, occurrences of temperature inversion during other seasons and the spatial distribution within and adjacent to the Bay of Bengal are not well understood. In this study, a higher resolution spatiotemporal variation of temperature inversion and its mechanisms are examined with mixed layer heat and salt budget analysis utilizing long-term Argo（2004 to 2020） and RAMA（2...     

赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的季节内和准半年变化

利用2002—2015年ARGO网格化的温度、盐度数据, 结合卫星资料揭示了赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的季节内和准半年变化特征, 探讨了其变化机制。结果表明, 障碍层厚度变化的两个高值区域出现在赤道东印度洋和孟加拉湾北部。在赤道区域, 障碍层同时受到等温层和混合层变化的影响, 5—7月和11—1月受西风驱动, Wyrtki急流携带阿拉伯海的高盐水与表层的淡水形成盐度层结, 同时西风驱动的下沉Kelvin波加深了等温层, 混合层与等温层分离, 障碍层形成。在湾内, 充沛的降雨和径流带来的大量淡水产生很强的盐度层结, 混合层全年都非常浅, 障碍层季节内变化和准半年变化主要受等温层深度变化的影响。上述两个区域障碍层变化存在关联, 季节内和准半年周期的赤道纬向风驱动的波动过程是它们存在联系的根本原因。赤道东印度洋地区的西风(东风)强迫出向东传的下沉(上升)的Kelvin波, 在苏门答腊岛西岸转变为沿岸Kelvin波向北传到孟加拉湾的东边界和北边界, 并且在缅甸的伊洛瓦底江三角洲顶部(95°E, 16°N)激发出向西的Rossby波, 造成湾内等温层深度的正(负)异常, 波动传播的速度决定了湾内的变化过程滞后于赤道区域1~2个月。