海洋中尺度过程向上层海洋输入营养盐,促进海洋初级生产力,并可能引起生物泵结构和输出生产力的变化。本论文以生源硅为切入点,报导南海海区水体中颗粒态生源硅的浓度及分布特征,分析了冷涡、河流冲淡水、上升流等中尺度过程对生源硅分布的影响,探讨了海洋生物泵对不同中尺度过程的响应。　　 本论文的数据源于2006年冬季(12月,东北季风期)和2007年夏季(7～9月,西南季风期)两个大型航次。冬季研究区域覆盖珠江冲淡水区、吕宋上升流区、南海西部海区;夏季采样站位涉及湄公河冲淡水区、南海西部上升流区、冷涡区及北部海盆区。沉积物生源硅的测定采用连续提取法,而颗粒态生源硅则通过双浸取法进行测定。　　 南海颗粒态生源硅浓度范围为0.011～3.400μmol/L,其中,冬季为0.011～3.400μmol/L,夏季为0.027～2.639 pmol/L,季节变化并不显著,但空间变化显著,在受中尺度过程影响的区域明显较高,而在不受中尺度过程影响的海域,生源硅浓度普遍较低,一般低于0.200μmol/L。从垂直分布看,生源硅在表层与真光层底部(100 m层)相对较低,而在叶绿素最大层(Depth of Chlorophyll-a Maximum,DCM)出现浓度最大值,并与岩藻黄素(硅藻的特征色素)的分布特征基本一致,这表明南海生源硅的产生主要受控于浮游植物,其中,硅藻的作用显著。　　 本论文选取冬季南海西部海区、夏季海盆区及夏季南海西部等未受中尺度过程影响的站位为参考背景场,以比较不同中尺度过程对生源硅分布的影响。在参考站位,生源硅浓度最大层的平均浓度为0.132±0.050μmol/L,表层及100 m层浓度一般为0.100μmol/L,0～100 m生源硅储量为9.0 mmol/m2:而在受中尺度冷涡影响的南海西部海域(2007年夏季),生源硅最大值可达0.795μmol/L,100 m以浅储量出现2～4倍的增加。同样在2007年夏季,在南海西部受湄公河冲淡水影响的海区,生源硅表层浓度高达2.011μmol/L,由近岸向外海递减,0～100 m生源硅储量最高可达90.8 mmol/m2;而2006年12月虽正值珠江枯水期,但在受珠江冲淡水影响的近岸区域,生源硅的表层浓度仍高达1.413μmol/L。2006年12月在冬季东北季风影响下,吕宋海区受上升流影响,生源硅浓度范围为0.602～1.833μmol/L,4倍于背景场,0～100 m生源硅储量最高可达120.9 mmol/m2,相较于参考站位,增幅在一个数量级以上;2007年夏季,在西南季风影响下,越南沿岸出现上升流区,其25 m层生源硅浓度出现2.163μmol/L的高值,此区域内100 m以浅生源硅储量也出现4～8倍的增长。由以上比较可见,冲淡水及上升流过程对生源硅的生产有很大的影响。　　 本论文对冷涡不同发展阶段生源硅的响应进行了相对完整的现场观测。2007年夏季航次期间,南海西部存在两个直径约为170 km和200 km的冷涡(定义为冷涡Ⅰ和冷涡Ⅱ)。基于水文观测资料,我们对两个冷涡的不同发展阶段进行了初步划分:2007年9月3～8日,冷涡Ⅱ处于“强化.成熟期”,8月15～24日,冷涡Ⅰ处在“成熟.衰退期”,8月25日～9月1日,冷涡Ⅰ处于“衰退-消亡期”。在“强化期”,生源硅最大值出现在中心站的50 m层,达0.795μmol/L,R75m、100 m层均有明显的响应,浓度由中心向边缘逐渐降低,0～100 m生源硅储量可达49.3 mmo/m2;发展至“衰退期”,冷涡中心的生源硅仅在50 m层具有最大值约0.400μmol/L,边缘站位则出现0.832μmol/L的高浓度,0～100 m生源硅储量降至19.7 mmol/m2。到“消亡期”,生源硅在冷涡中心最大值降至0.301μmol/L,100 m以浅生源硅总量为17.6mmol/m2。在冷涡发展的整个周期中,表层生源硅浓度没有显著变化,100 m层浓度则由“强化期”的0.421μmol/L,降至“成熟期”的0.102μmol/L,又在“衰退期”增至0.206μmol/L。冷涡“强化期”中心站位生源硅高值与最大氮磷比值、硅藻生物量最大层均有良好的对应关系,可见,生源硅的产生受水体营养盐浓度、生物群落结构等因素的影响。冷涡作用下,100 m以浅全水柱生源硅储量增长可达200％,相比之下,颗粒有机碳浓度并未有如此显著的变化,即南海冷涡系统是更有效的“硅泵”,而非有效的“碳泵”。　　 利用上层海洋238Up34Th不平衡及颗粒物上的Si/Th比值,初步估算得到南海每年向下输出4.2×1011 ol Si,同时,我们用浮游植物的Si/C比换算得到每年以硅藻形式输出的有机碳量占总有机碳输出的50％以上。　　 本论文测定的南海西部海区沉积物生源硅含量显示,越南沿岸上升流区的含量并未高于其它海区。沉积物中生源硅的含量与上层水体生源硅的不耦合,再加上生源硅输出与有机碳输出的非耦合关系对基于生源硅的古海洋学参数的重建具有重要的意义。