春夏季南黄海水文环境季节变化及其生态效应

来源 :中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:huanglien
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
黄海是典型的半封闭性浅海,在该海区春季出现中层冷水、青岛外海冷水团,夏季出现黄海冷水团等特殊的海洋水文现象。绿潮暴发与中华哲水蚤度夏是这两个季节在黄海特殊理化条件下的生态响应过程,因此开展对该海区的春季转换过程以及黄海冷水团演变机制的研究具有重要研究意义。自2007年起,黄海每年爆发浒苔绿潮生态灾害,对近海生态系统造成了诸多不良影响,多年的观测对营养盐有较深入的认识,而对于上升流对其影响的报道较少。同时由于离散化的传统观测和取样方式限制了对多种环境因子影响浮游动物垂直分布和昼夜移动进行综合性的深入探讨,致使浮游动物、浮游植物垂直分布规律与多种生态因子耦合作用的许多细节和机理尚未得到充分阐明。本论文通过近几年现场观测获取的高分辨率水文(温度、盐度等)、生物(中华哲水蚤)与化学(营养盐)资料并结合多年来积累的综合航次实地调查的观测数据,解析春、夏季黄海海区的温、盐结构特征,探讨区域上升流区的营养盐对绿潮过程的影响,并对中华哲水蚤度夏机制进行补充。本文主要通过2015-2017年(部分季节补充2014及2019年)的实测资料与中国近海环境调查的资料对比发现:春、夏季黄海海区受前冬的影响较大,如2016年受前冬强寒潮的影响,两季的水温及盐度的态势与2015、2017年呈现差异。夏季由于太阳辐射作用,黄海海区水温随深度增加递减,并约在l0-30m间形成强的温跃层。跃层之下形成底层的黄海冷水团,该水团具有典型的低温高盐特点,在冷水团边缘区亦形成了较强的温、盐度锋。比对春、夏季水文环境长期观测的历史资料,有助于开展黄海生态系统多角度研究,如系统演变、驱动机理和灾害应对措施等。春季受黄海沿岸流冷水输入的影响,表层水体的加温及底部黄海暖流的共同作用形成青岛外海中层冷水,并逐步演变进而成为黄海冷水团西侧冷水的一部分。多年的观测资料显示,苏北近岸海域中的营养盐高值区与低盐水区的总体分布趋势对应良好,可以推断陆源淡水输入贡献大量的营养盐,从而满足绿潮暴发的营养需求。通过35°N断面的垂向高分辨率硝酸盐的观测可以验证上升流的存在,该上升流将营养盐从(近)底层沿着上升流携带到(次)表层。黄海是具有典型陆架潮能耗散的海区,潮致混合在黄海不仅控制着冷水团的边界还对环流的结构和强弱产生影响。通过对影响黄海生态系统健康发展的关键过程分析,进而为相应的解决方案提供技术支撑与理论依据。浮游动物的研究是海洋生态系统动力学研究中的核心问题之一,中华哲水蚤是黄海浮游动物关键种。本文应用新的观测(高频、原位的光学观测)手段,试图将海洋动力过程与区域浮游动物优势种的分布相联系。夏季,通过初步分析采集时间、温跃层强度变化、叶绿素最大层深度与营养盐跃层等相关信息,发现叶绿素最大层位置和强度受温跃层强弱影响,常分布在温跃层内部或下方;叶绿素最大层可以是中华哲水蚤度夏期间的重要食物来源,满足其摄食需求,并规避表层高温的伤害。营养盐跃层附近引起浮游植物生长率的提高称为SCML(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer)的形成机制。中华哲水蚤夏季主要分布在黄海冷水团海区的底部或近底部,由于底部水域水温较低、食物较匮乏,生物个体往往会降低其发育率和生殖能力以适应现有的环境条件。多次现场观测发现中华哲水蚤在温跃层内的SCM层出现,推断傍晚到清晨期间,温跃层强度变化较小,温跃层附近出现叶绿素最大层,为中华哲水蚤进入温跃层进行短暂的摄食提供了便利的条件。当环境适宜同时由于能量摄入的需要,跃层附近丰富的饵料是植食性桡足类上升,进而摄食满足自身能量需求的重要影响因素。因此,对于桡足类来说,在夜间短暂停留在SCM层中可能是一个综合权衡的选择。
其他文献
南海是我国最大的边缘海,几乎经历了完整的地质演化旋回,理解其形成演化过程对完善边缘海盆形成理论具有重要意义。南海处于欧亚板块、太平洋板块、印度-澳大利亚板块相互作用的地带,同时南海北缘发育海南地幔柱,因此南海的形成演化过程受板块俯冲、地幔柱等多种因素影响,导致其具有复杂的地幔源区。由于南海海盆内部被巨厚沉积物覆盖,难以获得洋壳岩石样品,从而缺乏从岩石地球化学的角度限制南海地幔源区特征以及对南海形成
冲绳海槽南部的高沉积速率为东亚边缘海地区的陆-海相互作用和构造活跃地区山溪性河流(台湾河流)流域长期以来风化和剥蚀历史的恢复及其古环境响应提供了宝贵的沉积档案。本学位论文以冲绳海槽南部获取的沉积物岩心S3为研究对象,测定了浮游有孔虫放射性碳年龄,沉积物的粒度、常微量元素、Sr-Nd同位素、质量堆积速率和重矿物组成,碎屑磷灰石的常微量元素和形貌学组成。探讨了晚全新世以来冲绳海槽南部陆源沉积物的来源、
低合金高强度钢具有节约资源、降低建设成本等优点,但对氢脆敏感。在海洋环境中,不恰当的阴极保护电位会促进氢向钢中渗透,增大发生氢脆的可能性。如果能利用自然界中广泛存在的耗氢微生物消耗阴极保护过程中产生的氢,抑制氢的渗透,就可以适当降低阴极保护电位,在不增加氢脆风险的基础上,实现对高强度钢的完全保护。本论文研究了耗氢微生物(Blautia coccoides GA-1)对AISI 4135钢腐蚀行为的
马努斯海盆位于太平洋俾斯麦海的东北部,是西太平洋正在活动的典型弧后盆地之一。马努斯海盆经历了复杂的构造历史,前后遭受太平洋板块与所罗门板块的双重俯冲。本文对马努斯海盆东部裂谷(East Rift,ER)产出的中-酸性火山岩样品进行了系统的研究,在岩相学观察基础上,进行了矿物主量元素电子探针测试以及全岩主-微量元素、Sr-Nd-Pb-Hf同位素测试。本研究有利于深入认识弧后盆地下伏地幔熔融和岩浆演化
海洋涡旋对全球大洋内部温盐能量的传播起着至关重要的作用,并且是连接大尺度环流和小尺度湍流的重要纽带。本文首先利用卫星高度计Chelton涡旋数据集和浮标漂流轨迹Argos探测的涡旋轨迹,对于全球1993年至2015年的海洋涡旋进行了特征信息(半径、生命周期等)的分析对比,比对结果表明,高度计涡旋数据集提供的欧拉涡旋和浮标漂流轨迹Argos探测的拉格朗日涡旋的配对成功率在全球范围内空间分布上波动较为
大洋深层环流,特别是经向翻转环流,在全球气候系统中扮演着重要角色,它在全球经向和垂向热量再分配上起到重要作用。相比于观测资料丰富的上层环流,深层环流因观测手段的限制,我们对其认知仍十分有限。近些年,中国科学院成功构建了西太平洋科学观测网,以潜标阵列为主对全水层水文动力过程开展了长期连续观测,为该海域深层环流的研究打开了一个突破口。本论文主要利用潜标观测数据,并结合航次大面观测数据、卫星观测数据、高
热带西太平洋是全球暖水水体最丰富的区域之一,对局地以及全球的气候系统都拥有十分重要的影响作用。而西太平洋中除了上表层流系外,次表层和中层流也是整个环流系统中的重要组成部分,与包括厄尔尼诺南方涛动(El NinoSouthern Oscillation,ENSO)以及太平洋涛动(Pacific Decadal Oscillation,PDO)等在内的大尺度现象都存在着紧密的联系。并且次表层和中层流能
深海热液系统每年向海水释放大量的气体组分,不仅为热液生态系统提供了能量来源,同时也会显著改变周围海水的化学组成和特征。由于热液流体严苛的温度、压力条件,使得难以直接获取高温喷口流体中气体组分的含量。而通过保压流体取样技术先采样后实验室分析的测量方式,不仅探测效率低下,也无法避免采样和样品处理过程中气体组分的损失,造成极大的测量误差。激光拉曼光谱测量技术因其非侵入、非破坏、无需样品前处理、快速检测等
甲藻是引起有害藻华的主要种类(75%以上藻华事件由甲藻引起),但长期以来对甲藻营养生态学的研究主要集中于常见的无机营养盐如氮和磷等,很少关注微量营养元素如维生素。但是实际上90%以上的甲藻都是维生素B12的营养依赖型(auxotrophs)。故探索甲藻对维生素B12依赖性营养的遗传学基础对甲藻生物学及其有害藻华生态学具有重要意义。已有研究证明某些藻类对维生素B12的依赖性营养主要取决于二种甲硫氨酸
近几十年热带气旋是对海南岛影响最大的气象灾害,随着海南深水网箱养殖规模的不断扩大,热带气旋引起的台风浪精细化预报和台风浪风险评估的需求越来越紧迫。为解决上述问题,本论文主要研究了特定网箱养殖范围内的台风浪特征、建立了海南岛近岸台风浪精细化预报系统和研究了不同海域台风浪风险对比与评估方法。在本论文中,应用考虑了潮汐和风暴潮效应的风浪流耦合模型ADCIRC+SWAN(Advanced circulat