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东太平洋中国多金属结核开辟区营养盐动力学研究

屠霄霞  
【摘要】:作为“九五”初开始的我国大洋矿产资源研究开发协会环境项目NaVaBa计划的重要组成部分之一,我们从1996年就开始每年或隔年的夏、秋季在中国多金属结核开辟区开展环境基线的调查工作。中国多金属结核开辟区位于东北太平洋夏威夷东南海域,北赤道流和北赤道逆流的交界处,其南侧是赤道太平洋上升流区,为我们深入了解营养盐动力学提供了绝佳的机会。研究区分为东区和西区,东区位于144~147°W,7~10°N之间,西区位于151~155°W,8~11.5°N之间。 本文利用“大洋一号”科考船在1997~2003年间在中国多金属结核开辟区积累的6个航次的水化学数据,对研究区上层、深层和底层海水营养盐的动力学过程做了初步分析。通过浮游植物对营养盐的吸收、营养盐的再生、营养盐的水平输送和垂直混合构成等过程的研究发现,浮游植物对营养盐的吸收、营养盐的再生以及海水的层化是营养盐在垂直方向上表层最低,到一定深度达到最高值的主要原因;营养盐的水平输送是造成研究区营养盐时空变化的主要原因。 研究区位于北赤道流和北赤道逆流的交界处,研究区营养盐可以得到北赤道流带来的赤道高营养盐水的补充,上层海水营养盐高于一般贫营养海区,而且东区高于西区。10°N附近次表层海温距平向西传播是ENSO事件的重要一环,研究期间,拉尼娜年(1999)硝酸盐、磷酸盐均显著增加,且亏损层下移,厄尔尼诺年(1997~1998)则相反;而且在拉尼娜年发现在北赤道流和北赤道流的交界处,硝酸盐含量突增,而在厄尔尼诺年这种现象就消失了。表层海水N/P/Si的比值在时间和空间上有明显波动,而且比值严重偏离Redfield比值;限制性营养盐分析和营养盐加富实验的结果均表明,研究区主要表现为氮限制。 对深层和底层海水营养盐和溶解氧的分析发现,其年际变化表现出对ENSO事件的响应,且变化规律与上层海水相反。这可能意味着,尽管是5000多米的深海,其作为全球表层系统的有机组成部分,同样在年际时间尺度上经受了全球性的海洋—大气耦合事件的明显影响甚或在其中产生了一定的作用。


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