北部湾初级生产力的时空格局与粒级结构

【摘要】： 2006年7月(夏季)和12月(冬季)、2007年4月(春季)和10月(秋季),对北部湾海域进行了4个航次的初级生产力调查。通过调查了解北部湾叶绿素a含量和初级生产力的时空分布格局,及浮游植物和初级生产力的粒级结构,同时首次采用聚类分析法对北部湾进行了生态分区。主要结果如下: 1、调查期间,在北部湾的调查区域内叶绿素a含量范围为0.16 mg·m~(-3)～6.72mg·m~(-3),平均值为1.42 mg·m~(-3),季节变化为冬季＞秋季＞夏季＞春季。四个航次调查表明叶绿素a高值区基本在湾北部雷州半岛以西的海域,而低值区在湾南部远岸深水区海域;叶绿素a含量呈现自东向西、由近岸向远岸,由北向南逐渐递减的规律。近岸浅水区叶绿素a浓度垂直分布比较均匀;深水区叶绿素a浓度在各采样层则存在明显差别。浮游植物粒级结构的一个显著特点是微型浮游植物(nanophytoplankton)在全调查海区均占较明显优势,对总叶绿素a的平均贡献最大,小型浮游植物(microphytoplankton)对总叶绿素a的平均贡献次之(除春季外),微微型浮游植物(picophytoplankton)对总叶绿素a的平均贡献最小(除春季外);远岸深水区微微型浮游植物的贡献明显高于近岸浅水区。 2、北部湾初级生产力范围为17.14 mgC/(m~2·d)～2034.82 mgC/(m~2·d),平均值为276.76 mgC/(m~2·d),季节差异较明显,春季、夏季、秋季、冬季4个季节初级生产力的平均值分别为(178.64±167.59)mgC/(m~2·d)、(186.00±125.85)mgC/(m~2·d)、(669.36±536.16)mgC/(m~2·d)、(73.04±45.32)mgC/(m~2·d),季节变化为:秋季＞夏季＞春季＞冬季。北部湾整个观测海区各层次的初级生产力差异明显,随深度的增加而迅速减少,表层(100%透光层)和1%透光层初级生产力相差几十倍,且大多数站位1%透光层初级生产力小于1 mgC/(m~3·d)。初级生产力的粒级结构的一个显著特点是总体上微型浮游生物(nanoplankton)在全调查海区均占较明显优势,对总初级生产力的平均贡献最大;微微型浮游生物(picoplankton)对初级生产力的平均贡献次之;小型浮游生物(microplankton)对总初级生产力的平均贡献最小;湾北部小型浮游生物对初级生产力的平均贡献高于湾中部和湾南部,而湾中部和湾南部微型和微微型浮游生物对初级生产力的平均贡献高于湾北部,远岸深水区高于近岸浅水区。 3、北部湾可以分为三个生态区:湾北部近岸浅水区(Ⅰ区),该区的环境主要特点是平均水深19m,DIN浓度平均值为1.88μmol/L,DIP浓度平均值为0.20μmol/L,N:P为9.4:1,硅酸盐浓度平均值为5.17μmol/L,表层叶绿素a平均值高达2.27 mg·m~(-3),表层同化指数平均为3.80 mg/(mg·h),初级生产力平均值198.78mgC/(m~2·d),根据初级生产力计算潜在渔业资源碳生产量平均为0.24 gC/(m~2·a),该区主要受湾北部沿岸水系影响,适合作为水产养殖区;湾北部深水区和海南岛西部沿岸浅水区(Ⅱ区),该区的环境主要特点是平均水深35m,DIN浓度平均值为2.01μmol/L,DIP浓度平均值为0.18μmol/L,N:P为11.2:1,硅酸盐浓度平均值为4.23μmol/L,表层叶绿素a平均值1.45 mg·m~(-3),表层同化指数平均为4.12mg/(mg·h),初级生产力平均值276.60 mgC/(m~2·d),根据初级生产力计算潜在渔业资源碳生产量平均为0.34 gC/(m~2·a),该区主要受南部湾口区海流向湾内延伸,沿岸海南岛河流注入湾内和琼州海峡过道水的影响,适合作为渔业作业区和水产养殖区;湾中部和南部远岸深水区(Ⅲ区),该区的环境主要特点是平均水深75m,DIN浓度平均值为0.77μmol/L,DIP浓度平均值为0.15μmol/L,N:P为5.1:1,硅酸盐浓度平均值为3.05μmol/L,表层叶绿素a平均值0.70 mg·m~(-3),表层同化指数平均为3.69 mg/(mg·h),初级生产力平均值350.89 mgC/(m~2·d),根据初级生产力计算潜在渔业资源碳生产量平均为0.43 gC/(m~2·a),该区主要受北部湾环流影响,适合作为渔业作业区。