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《中国海洋大学》 2010年
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黄东海营养盐分布特征以及台湾东北部冷涡上升流的初步研究

温婷婷  
【摘要】:长江冲淡水和黑潮次表层水的涌升是黄东海营养盐的两个主要来源。尤其对于东海营养盐而言,其分布的主要控制因素即为长江冲淡水和东海黑潮水的此消彼长。对于长江冲淡水的营养盐输入,历年来,众多海洋科学家进行了大量的调查和研究,也得到了许多成果。在黑潮次表层水涌升所带来的影响方面,研究较多的为台湾暖流,关于其季节变化、结构组成甚至营养盐通量已经有了较为详细的研究。但黑潮次表层水涌升的结果并不仅是台湾暖流,还有黑潮主轴边缘靠近陆架的上升流以及涡旋。为此,作为研究背景,本文简要分析了2006年夏季和2009年春季黄东海区水文化学要素水平及其分布特征,划分了不同季节沿岸水和黑潮对东海海域的影响范围,并研究了不同区域的营养盐特征。在此基础上,对黑潮次表层水涌升造成的重要结果——台湾东北部冷涡上升流进行较为细致的分析,重点对其结构组成、营养盐状况及其对东海区营养盐的贡献做了初步探讨。主要结论如下:(1)对春夏季黄东海生源要素含量的分析表明:春夏季营养盐上层水体含量低,下层水体含量高。由于两季节层化程度的不同,营养盐跃层深度也不同,春季在30m以深,夏季为30m以浅。春季整个水体中DIN和SiO3-Si的平均含量分别为(6.88±8.30)μmol/L和(9.96±14.25)μmol/L,均高于夏季的(5.50±5.38)μmol/L和(8.30±9.89)μmol/L,P04-P含量春夏季相当,约为0.30μmol/L左右。而就各个层次而言,由于春夏季水体层化程度的不同而表现出不同的结果。溶解氧春夏季从表到底逐渐降低,上层水体溶解氧受控于温度和浮游植物活动,春季明显高于夏季,而下层水体(30m以深)中溶解氧主要控制因素为有机物的分解耗氧,两季节差异不大。 (2)通过对黄东海春夏季生源要素平面分布的讨论,可知夏季表层长江冲淡水在32°N纬度方向上,能够扩展到125.5°E,扩展范围远大于春季的124°E。黄东海DIN和Si03-Si的分布在表层和10m层主要受长江冲淡水影响,从长江口向黄海中部和东海南部其含量逐渐减小,长江冲淡水对PO4-P的贡献较小,在口门外其含量迅速降至极低(低于0.1μmol/L)。而在30m以下水体中,冲淡水的影响已十分微弱,营养盐含量主要受控于颗粒物的分解以及黑潮次表层水涌升(包括台湾暖流)。台湾暖流在春夏季均能到达长江口附近(123°E,32°N),且在垂直方向上冲至10m层左右的位置,但其受冲淡水混合已经变性。沿岸水对DIN和SiO3-Si的贡献较大,而对PO4-P贡献较小。沿岸上升流和黑潮次表层水的涌升(包括台湾暖流)能够显著影响PO4-P的分布状况。 (3)运用温盐点聚法将东海区划分为沿岸水影响区、混合区和黑潮影响区三部分。划分结果表明:不同季节、不同水深沿岸水(尤其是长江冲淡水)和黑潮水的扩展范围各异。春夏季长江冲淡水均只影响表层和10m层,春季最远能够到达1240E,夏季到达125.5°E左右。春季,黑潮对东海的影响范围较大,且各层次相差较小。而夏季表现出层次差异,30m层以上,黑潮影响区域较小,仅在底层占据较大范围。对三个分区营养盐状况分析结果表明,春夏季DIN主要为沿岸水影响区贡献,而PO4-P则为黑潮影响区水体含量最高。 (4)2009年春季在台湾东北部海域发现的冷涡位于彭佳屿一带,属于历史上研究最多的“彭花棉”冷涡,且呈双涡现象,整体为偏东北-西南走向,近似于南北走向,冷涡厚度小于100m,且北部上升流强于南部。该调查区域是由西侧的台湾海峡和陆架水混合水、东侧及上层的黑潮表层水所包围的上升流系统。上升流水体中NO3-N、PO4-P和SiO3-Si含量分别是是陆架区混合水体的4.3倍、2.6倍和2倍;同时它们分别是黑潮水体的3倍、2.4倍和2.4倍。且上升流水体中N/P为14.76,Si/N为1.44,相对于DIN,上升流水体可能为东海陆架区提供更多的PO4-P和SiO3-Si,对缓解东海区浮游植物生长的磷限制状况有所帮助。上升流区春季DIN通量稍低于80年代末长江口年通量,是90年代末年通量的27%;SiO3-Si春季通量约为长江口年通量的2倍;而PO4-P的春季通量达到了长江口年通量的3-5倍。与中国海典型上升流区营养盐垂直通量相比,本文研究区域上升流强度与舟山渔场、渔山渔场共同处于相似且较高的强度。
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