滆湖水体光学性质初步研究

基于2009年7月至2010年6月滆湖全湖15个采样点的水体光学参数及相关水质理化因子数据,分析滆湖水体周年光合有效辐射(PAR)衰减特性,以期为滆湖沉水植物生态修复提供相关水体光学资料.结果表明,滆湖水体PAR衰减系数(Kd)周年变化范围为1.32～17.42 m-1.秋季Kd相对最小,平均值为2.35 m-1,变化范围为1.32 ～3.70 m-1;夏季Kd相对最大,平均值为6.23 m-1,变化范围为3.68～17.42 m-1.春、秋、冬季,滆湖水体真光层平均深度均满足沉水植物的生长需求,而在夏季滆湖水体真光层平均深度仅为0.84m,小于全湖平均水深(1.20 m),因此夏季PAR是限制沉水植物恢复的因子之一.滆湖水体Kd与透明度(SD)在秋、冬季的关系为:Kd =2.089 +0.705/SD.叶绿素a浓度和悬浮物浓度是影响滆湖水体Kd的重要因子之一.     

大洋真光层中的新生产力和N的来源

新生产力是理解海洋生物生产和碳循环的重要概念。20世纪80年代初,用地球化学方法得出的大洋的新生产力大大高于用生物方法估计的数值,这一结果在海洋学界引起不小的轰动,并成为海洋学研究的主线之一。在随后的时间里,许多海洋学家致力于解释这一差异形成的原因,直到今天,这一努力还在继续。作者对该研究的发展历程和研究现状做一综述。     

基于卫星遥感的南海真光层底颗粒有机碳输出通量时空特征研究

在加强海洋强国建设、实现我国碳达峰和碳中和愿景目标背景下准确掌握南海碳通量时空变化格局具有重要的现实意义。根据2009—2018年10 a有机碳通量月度数据集,分析了南海真光层底颗粒有机碳通量变化特征。结果表明：(1)南海区域多年真光层底有机碳输出通量年平均值为55.40 mgC·m^-2·d^-1;其值大小在空间上的分布存在近岸>陆架>海盆的趋势。(2)从季节上看,南海真光层底颗粒有机碳输出通量冬季最高,春、秋季次之,夏季最小;真光层底颗粒有机碳输出通量1、4、7、10月平均值分别为82.43、47.37、46.34、54.75 mgC·m^-2·d^-1。研究结果可为全面掌握南海碳循环过程和机制提供技术支撑。     

悬浮物浓度对水下光照和初级生产力的影响

采用太湖湖泊生态系统研究站生态实验室的模拟生态槽进行水动力模拟实验研究(1999年5月8日～6月24日),探讨了水动力的扰动引起悬浮物的增加、改变水下光强的分布,并由此造成了初级生产力的变化.结果表明,无论是静止还是小水流、大水流状态,水下光强随深度都是按指数规律衰减;在静止状态下,槽水清澈见底,光衰减系数为1m-1左右,到小水流和大水流时,由于动力的扰动、悬浮物浓度的增加,光学衰减系数增加到2m-1和4m-1左右,真光层深度也由最初的4m降到2m、1m;对光学衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度进行线性和幂函数回归,发现他们之间的相关性很好,反映了风浪扰动引起水中悬浮物增加是改变水下光照分布的主要原因;在静止状态下,由于槽水清澈,强光作用下表面存在光抑制现象,最大初级生产力出现在04～06m,其他情形光抑制很弱或基本上不存在,最大初级生产力出现在0～02m.     

抚仙湖秋、冬季光衰减特征及其与有色可溶性有机物的关系

为了研究抚仙湖紫外辐射(UVR)和光合有效辐射(PAR)衰减的时空特征及其与有色可溶性有机物(CDOM)、悬浮物(SS)、浮游植物(叶绿素a表征)等因子的关系,于2014年10月(秋季)、2015年1月(冬季)开展现场调查,结果显示:秋季不同波长(段)的漫射衰减系数Kd(305)、Kd(340)和Kd(PAR)分别为1.27±0.12、0.68±0.11和0.32±0.13 m-1,冬季分别为1.13±0.10、0.63±0.07和0.36±0.07 m-1;秋季CDOM的不同波长吸收系数ag(254)、ag(305)和ag(340)分别为4.09±0.26、1.18±0.09和0.57±0.05 m-1,冬季分别为2.95±0.24、0.61±0.11和0.11±0.07 m-1,秋季ag(254)、ag(305)和ag(340)显著高于冬季;秋季Kd(305)显著大于冬季,这与秋季(雨季)较高的CDOM丰度、浮游植物生物量(及SS浓度)有关.秋季ag(305)/Kd(305)、ag(340)/Kd(340)均显著高于冬季;秋季及秋冬季整体而言,ag(254)与Kd(305)、Kd(340)呈显著正相关,各多元逐步回归方程中均包含ag(254),说明CDOM吸收对UVR的衰减有重要贡献.空间差异方面,秋季北部的ag(254)、Kd(305)和Kd(340)显著高于南部,冬季南北部无明显差异,或与雨旱季北岸河流输入的CDOM和SS的情况有关.此外,浮游植物对UV-B衰减的影响和SS(与CDOM的交互作用)对UV-A衰减的影响更在于季节变化方面,而影响UVR、PAR衰减的各因子的相对贡献有待进一步量化.     

白令海颗粒有机碳输出通量的初步研究

测定了中国第2次北极科学考察期间(2003年7-9月)得到的白令海海域2个站位海水样品中溶解态及颗粒态234Th,238U和颗粒有机碳的含量。溶解态、颗粒态及总234Th的放射性在真光层中显著低于母体238U的放射性,总的234Th与238U在水深大于100m时趋于放射性平衡。BR03站位200m层位出现234Th的过量现象,可能是由于颗粒物再矿化造成的。利用234Th/238U在上层水体中的不平衡,估算了白令海上层水体真光层中234Th的平均停留时间和输出通量,并结合一维不可逆稳态模型估算出颗粒有机碳从真光层中的输出通量分别为11.66和11.69mmolC·m-2.d-1,大约分别占初级生产力的50%和59%,可能由于较大个体的浮游植物特别是硅藻的存在而造成。结果为进一步弄清白令海在全球碳循环中的作用提供了参考依据。     

太湖真光层深度的计算及遥感反演

真光层是浮游植物进行光合作用的水层,真光层反演有利于初级生产力的进一步估算.利用2007-01-07和2006-084-01两期陆地卫星TM数据与同步水质参数数据,建立太湖水体非色素颗粒物浓度和叶绿素a浓度的反演模型,反演出太湖冬、夏两季的非色素颗粒物、叶绿素a浓度.然后根据在太湖建立的真光层深度与非色素颗粒物、叶绿素a浓度之间的关系模型,计算得到太湖冬、夏两季真光层深度空间分布.结果表明,就整个湖区而言,冬季真光层深度变化范围为0.27-2.28m,均值为0056±0.22m,夏季真光层深度变化范围为0.21-2.03m,均值为0.98±0.24m.从空间上看,冬季时真光层深度的变化规律为:南太湖<西部沿岸<湖心区<胥口湾<贡湖湾<梅梁湾<东太湖<竺山湾;夏季时的变化规律为:西部沿岸<梅梁湾<东太湖<湖心区<贡湖湾<竺山湾<南太湖<胥口湾.从季节上看,夏季真光层深度显著大于冬季,但不同湖区真光层深度季节变化也存在一定差异,其中梅梁湾、贡湖湾、西部沿岸、湖心区、胥口湾、南太湖夏季真光层深度大于冬季,而竺山湾和东太湖夏冬变化则不是很明显.