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南海西部夏季浮游植物粒径结构分布特征研究
梁文钊
学位类型硕士
导师唐丹玲
2016-11-29
学位专业环境科学
关键词浮游植物粒径结构 上升流 急流 涡旋 河流冲淡水
摘要浮游植物粒径结构(Phytoplankton size structure)浮游植物群落的重要指标之一,根据浮游植物细胞的粒径大小分为三种类型:微微型浮游植物(Picophytoplankton,0.2-2 μm),微型浮游植物(Nanophytoplankton,2-20 μm)及小型浮游植物(Microphytoplankton,20-200 μm)。研究浮游植物粒径结构对认识海洋生态系统以及生物化学循环有着重要的意义。 受夏季西南季风影响,南海西部夏季典型的海洋内部动力过程包括了沿岸上升流、急流、中尺度涡旋等。与此同时,长时间序列观测显示该海域夏季通常有浮游植物藻华暴发。因此,夏季的南海西部是一个物理动力过程复杂,生物化学过程活跃的区域。 本研究利用卫星数据获取温度、盐度、海表面高度异常、海表面流场等数据,结合现场观测获得的温度、盐度、营养盐剖面数据和总叶绿素浓度、不同粒径大小的浮游植物叶绿素浓度数据,研究南海西部夏季海洋内部动力过程对浮游植物粒径结构分布的影响。结果显示,在海洋动力过程影响下,该海域的物理、化学、生物因素具有以下特征。 (1)由急流及相关涡旋组成的偶极结构具有不对称性,急流区域流速较大,而在南北两侧,流速相对较小。此外,偶极结构改变了海洋内部的温盐分布。冷涡区域深层冷水团(温度<25℃)在冷涡中心被抬升至25 m以上,而暖涡区域受湄公河冲淡水(盐度<33.5)影响,上层被低盐水团占据,影响深度达75 m。 (2)偶极结构还影响了浮游植物的分布。在表层,浮游植物总叶绿素含量在急流区域最高,而在冷、暖涡区域相对较低,且冷、暖涡区域浮游植物总叶绿素含量差异不大。垂直方向上,多数叶绿素最大层为50m,但冷涡区域中心站位叶绿素最大层上移至25m,而暖涡区域的部分站位叶绿素最大层下移至75m,但冷、暖涡区总叶绿素含量差别不大。 因此,本研究首次提出南海西部夏季“急流-涡旋系统”的概念,该系统可以更好地解释南海西部夏季浮游植物粒径结构的分布特征。在急流-涡旋系统中的物理过程,主要包括(1)急流的水平输送过程,(2)在冷涡/暖涡的辐合/辐散过程以及(3)冷涡/暖涡的上升/下沉流过程。系统通过提升小型浮游植物的比例,从而改变了南海西部的粒径结构。 (1)急流对沿岸上升流区浮游植物的水平输送是表层小型浮游植物主要来源。急流区小型浮游植物的比例随离岸距离增加而降低特征。 (2)涡旋的辐合、辐散与急流的相互作用,形成了表层冷涡边缘各粒径浮游植物的锋面分布,并通过控制水团迁移和混合,增加了暖涡区表层小型浮游植物的比例。冷涡的垂直抽吸作用,将深层水输送至海水上层,增加营养盐供给,从而提高了冷涡中心表层及冷涡区次表层小型浮游植物的比例。受暖涡下沉流与湄公河冲淡水的共同影响,暖涡次表层的小型浮游植物比例较低。 (3)急流-涡旋系统的水源,尤其是水体的盐度与营养盐含量,是影响南海西部夏季浮游植物生物量及其粒径结构一个关键因素。
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/17402
专题学位论文(硕士)
推荐引用方式
GB/T 7714
梁文钊. 南海西部夏季浮游植物粒径结构分布特征研究[D],2016.
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