海水混合和层化对叶绿素a垂直分布影响.docVIP

海水混合和层化对叶绿素a垂直分布的影响 吴荣军1,吕瑞华2*,朱明远2,夏 滨2,胡正华1 1. 南京气象学院环境科学系,江苏 南京 210044;2. 国家海洋局第一海洋研究所,山东 青岛 266061 摘要:根据长江口海区、近岸浅水区、黄海冷水团海区和水深超过200 m的陆架区等四个区域的定点调查获得的数据,分析了温度、盐度与叶绿素a垂直分布的相互关系。结果表明,长江口海区,陆源径流与海水混合不充分,表层营养盐含量较高,表层叶绿素a含量高于中下水层。近岸浅水区的苏北近岸海水垂向没有温跃层和盐跃层,叶绿素a的垂向分布也均匀,东海西部沿岸出现逆温跃层和逆盐跃层,海水垂直混合不充分,叶绿素a含量6.72 mg/m3在10 m深水域最高。黄海冷水团海区海水的垂直混合不充分,叶绿素a的垂直变化显著,高值区出现在温跃层下方4.37 mg/m3。水深超过200 m的陆架区,温度的阶梯状结构、营养盐跃层、光照等因素共同导致整个水层叶绿素a含量普遍较低。同时,结合历史资料分析认为,海水的混合、温度和盐度的层化将影响营养盐的浓度和分布,从而影响海水中叶绿素a的垂直分布。 关键词:海水混合;层化;叶绿素a;垂直分布 中图分类号:Q178.53 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2004)04-0515-05 关于黄海、东海的水文状况和水团的基本特征,特别是关于黄海冷水团和近岸上升流已有很多研究,并取得了一些较为重要的结果[1, 2]。近几十年来,对某些特定海域的温、盐的垂直结构进行了一些分析研究,如黄海冷水团海域、黑潮发生和流经海域、黄海、东海近岸海域,以及台湾海峡海域等[3~10]。同时,对叶绿素的垂直分布与温、盐的垂直变化直接的关系也作了一些较具体的分析研究[11, 12]。而海水的混合和层化对叶绿素垂直分布的影响报道不多。 本文根据我国“973”项目在黄海、东海进行的生态系统动力学研究,分析了黄海、东海海域叶绿素a的垂直分布与潮混合引起的温度、盐度等水文因子与营养盐和叶绿素a的变化之间的关系,指出混合和层化对叶绿素a的垂直分布有重要的决定作用。 1 材料与方法 1.1 调查站位 本文中的各调查站位(图1)和2001年5月的定点调查站位一致。本文中各海区的代表站位分别为:E4代表长江口海区;E1和E5代表近岸浅水区;E2代表黄海冷水团海区;P1代表水深超过200 m的东海陆架区。 1.2 取样与测定 1.2.1 温度和盐度的测定 资料来自现场CTD测定数据。 1.2.2 叶绿素a的取样与测定 叶绿素a的采样层次没有沿用传统的标准层,而是根据现场CTD的测定结果,在表层、温跃层上、温跃层中和温跃层下及底层水中分别采集水样,样品采集的时间间隔为3 h,进行24 h连续观测,每个定点站位共采集9次水样,水样抽滤采用了GF/F(相当于0.8 )滤膜。 图1 2001年5月调查站位置 2 结果与讨论 2.1 长江口海区 在长江口海区中的长江冲淡水,是由长江的陆源径流与海水混合形成的,分布于长江口及其以北近岸水域,呈舌状向东北方向伸展[1],这是长江口海区的一个独特的水文特征,3080N断面盐度的垂直分布表明长江冲淡水主要位于10 m以上水层中(图2)。表层水的盐度低于中下层,本次海区大面积调查获得的表层水盐度范围为25.28~32.20×10-3(图2)。定点采样中E4站(3100N,12236E)的表层盐度为20.28~26.25×10-3,温度为17.01 ℃(图3),由于其高温低盐的特征,长江冲淡水只漂浮于10 m左右的水层中。这表明长江的陆源径流与海水没有进行很好的混合,长江陆源径流所携带的营养盐含量较高,并且有合适的温度和光照,使得表层叶绿素a的含量高,为1.71 mg/m3(n4,sd1.80),高于中下水层中的叶绿素a含量(图3)。 2.2 浅水混合海区 2.2.1 苏北近岸海区 图2 长江口海区3080N断面盐度×10-3的垂直分布 苏北近岸海区海水较浅,该海区的苏北沿岸水团主要由 江苏北部的入海径流和海水混合形成,5月份苏北近岸海区由于潮混合较强,海水垂直混合充分,使得海水温度和盐度性质比较均匀,垂向没有温跃层和盐跃层存在,不出现分层现象[1]。本次定点调查的E1站(3500N,12100E)地处海州湾外沿,其温、盐的垂直分布如图4所示,表层温度为11 ℃,盐度为32×10-3左右,叶绿素a的垂向分布均匀,表层叶绿素含量为0.37 mg/m3(n9,sd0.05)。 图3 长江口海区E4站位温、盐(左)和叶绿素a(右)的垂直分布 2.2.2 东海西部沿岸海区 东海西部系指粤、闽、浙、苏以东,北起长江口,南到南澳岛以南的沿岸海域。本次调查的E5站(2900N,1