南海微微型浮游植物时空分布及主要影响因素研究

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微微型浮游植物是热带海洋中生物量和生产力的主要贡献者,也是海洋生源要素循环的重要驱动力,尤其是对初级生产力的贡献超过浮游植物,在寡营养水域可占初级生产力的80%以上。微微型浮游植物的生长和分布通常受到多种因子调控,主要包括光照、温度、盐度、营养盐、水团等。中尺度涡旋是大洋中尺度现象中重要组成部分,在海洋动力学和热盐、能量的输送中都起着非常重要的作用,能够影响海域环流结构、温盐度以及叶绿素等的垂直与水平分布,进而对微微型浮游植物群落结构和分布产生影响。  本研究通过3个航次,包括:2010年11月秋季、2011年12月冬季、2012年8月夏季航次的采样,在运用流式细胞技术的基础上,调查了南海微微型浮游植物丰度(包括聚球藻、原绿球藻和微微型真核浮游植物),并探讨了主要环境影响因子,同时重点探讨了中尺度涡对微微型浮游植物的影响。本研为南海海洋生态系统动态变化机制的进一步研究、生物资源的持续利用以及生态环境保护措施的制订等提供数据支持。  1.南海三个季节基本环境特征:  南海三个季节真光层深度(Euphoticzone,Ze)变化有所差异,秋季浅(<65m),冬夏季较深(>70 m)。混合层深度(Mixed Layer Depth,MLD)变化较Ze复杂,秋冬季MLD较深(约37-38 m),夏季略浅(约为32 m)。温盐度分布与表层混合层变化相吻合,而三个季节中尺度涡始终相伴发生,尤其是夏季更为明显。不同季节营养盐跃层发生相应变化,并且不同断面随离岸距离差异明显,整个水柱磷酸盐和硅酸盐变化不尽一致,前者夏季最高,后者秋季最高。Chl a主要分布在100m以浅且存在DCM层(25-75m),不同断面不同季节DCM层有变化且受中尺度涡影响DCM层深度及Chla浓度有明显差异,南海水柱平均Chla含量秋季最高,冬季和夏季较低。  2.南海微微型浮游植物分布特征  聚球藻丰度在1×103 cells/mL数量级上。水平分布上,表层比DCM要高且呈现近岸高深海盆地低、北部断面高(18°N)南部断面低(10°N和6°N)的分布特征;垂直分布上,聚球藻集中分布在75 m以浅,不同季节不同断面垂直分布有差异,18°N断面呈现近岸高离岸低,10°N度断面中东部较高,6°N度断面集中在离岸,经向113°E断面在南部南沙群岛附近出现高值区;聚球藻水柱平均丰度:夏季高,秋冬季低。  原绿球藻丰度比聚球藻高一个数量级(1×104 cells/mL)。水平分布上,DCM明显比表层丰度高且二者高丰度主要分布在10°N断面、6°N断面和113°E断面南部,尤其是秋季DCM和夏季的表层,丰度可达1×105 cells/mL;垂直分布上,原绿球藻比聚球藻更深(可达150 m),主要分布在100 m以浅,夏季受水体层化影响在18°N和10°N断面呈现次表层最大值层,而秋冬季节水体混合加强导致上层相对均匀分布;原绿球藻水柱平均丰度季节变化与聚球藻不同,呈现秋夏季高冬季低的分布规律。  微微型真核浮游植物丰度比聚球藻要低一个数量级(1×102 cells/mL)。水平分布上,DCM层比表层明显要高,尤其是夏季18°N断面,其丰度比表层要高一个数量级;垂直分布上,主要分布在100 m以浅且存在次表层最大值层(50m),可能受水团影响,其最大值层经常出现断层;微微型真核浮游植物水柱平均丰度的季节差异明显,夏季最高,秋季次之,冬季最低。  3.环境因子与微微型浮游植物关系  不同季节影响微微型浮游植物分布主要因子不同,秋季主要受到光照和温度的影响,营养盐次之,而冬季主要受到营养盐调控,光照和盐度次之,夏季光照、温盐度、营养盐共同作用更加明显;同时,中尺度涡产生的上升流和下降流能够改变水体内温盐度以及营养盐浓度从而影响微微型浮游植物的垂直分布。
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