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菲律賓海西部海區有機懸浮顆粒觀測及其分布特征*

2013-09-20 05:42:42方習生魏建偉石學法程振波
海洋科學進展 2013年4期

方習生,魏建偉,石學法,程振波

(1.國家海洋局 第一海洋研究所,山東 青島266061;2.海洋沉積與環境地質國家海洋局重點實驗室,山東 青島266061)

海洋環境中的顆粒有機碳(POC)是生態系統中物質循環和能量流動研究的重要內容,也是評價海區初級生產力的一個重要指標。認識顆粒有機碳及顆粒物的時空分布和變化機制,對于海洋化學、海洋生物學以及海洋地質學研究都非常重要[1-2]。自20世紀50年代開始,國外許多學者就利用光學手段對海洋懸浮顆粒物質的分布特征作了研究和分析[3-8]。實踐表明,透光度儀對懸浮顆粒分布極其敏感,能快速提供高分辨率的水體懸浮物質垂向分布信息,利用現場同步測得的光衰減系數及熒光數據,就可以分析有機顆粒、葉綠素a濃度以及浮游植物的分布特征[4],這在海洋懸浮物監測研究方面和對于理解海洋生物地球化學循環過程具有重要意義。赤道西太平洋具有獨特的物理、化學和生物學特征,在厄爾尼諾—南方濤動(ENSO)事件中起著重要作用[9]。根據在菲律賓海西部海區現場測定的多參數綜合垂向分布數據和海水取樣分析,對菲律賓海水體光衰減作用、懸浮顆粒及顆粒有機碳的相關關系和空間分布變化特征進行了分析討論。

1 材料與方法

2004年國家海洋局第一海洋研究所利用“向陽紅9”科學考察船在菲律賓海進行了現場多參數綜合垂直分布觀測調查,觀測海區如圖1所示。SN斷面包括2部分:東西方向的SN-1和南北向的SN-2,共有18個測站,觀測時間是在2004-07(第一航段,WEaPac-1)。WE斷面呈東西向分布,共包括12個測站,觀測時間為2004-09-10(第二航段,WEaPac-2)。

“向陽紅09”號科學考察船安裝了美國SeaBird公司制造的SBE 911+型CTD,該型CTD除了配有常規的溫度、鹽度、壓力探頭外,同時還聯結了濁度、p H、熒光以及透光度儀等探測系統。水體光衰減系數由配置在CTD上的Wet Labs透光度儀測得,光源的中心波長為660 nm,光程為25 cm。真光層水深Ze(1%PAR)根據現場水下光譜推導;混合層水深Zm是根據0.125σθ標準計算出的最大混合水深。顆粒有機碳分析的海水是由SBE 911+型CTD上的Niskin標準采水瓶取得,所用體積一般在5升左右,分析用濾膜選用Whatman GF/F(25 mm,0.7μm)濾膜,濾膜以及包裹濾膜所需的鋁箔紙事先都在450℃條件下高溫燃燒3 h。在3.04×104~5.07×104Pa壓力條件下,將新鮮海水樣品中的懸浮顆粒直接過濾到濾膜上。隨后用蒸餾水沖洗濾膜多次,以除去多余鹽分。用鋁箔將載有懸浮物的濾膜包裹好,并置于-40℃深冷冰箱中保存。按照如下步驟除去濾膜上的無機顆粒碳組分:首先將盛有濃鹽酸的廣口容器置于干燥塔的底部,然后用玻璃培養皿(培養皿經過酸洗和450℃干燥2 h處理)裝盛著濾膜一并置于干燥塔中,用鹽酸煙熏約1 h;取出培養皿和濾膜,于60℃環境中干燥24 h,待測。采用雙膜校正方法制備空白樣品。空白膜樣品同樣用鹽酸煙熏1 h,并于60℃環境中干燥。所有樣品都在PE240型元素分析儀上進行POC含量測試。海水葉綠素a濃度連續垂向分布是由聯接在SBE911+型CTD上的SeaPoint熒光計測定,為了對現場葉綠素a濃度進行校正,在實驗室內用過濾萃取熒光法測定了40多個海水樣品的葉綠素a濃度,再由現場葉綠素a測量數據與室內分析數據回歸分析,結果顯示現場測量數據與室內分析數據相關性非常高。所用的葉綠素a濃度數據為未作校正的數據。

圖1 菲律賓海調查斷面SN和WE位置示意圖Fig.1 Locations of surveying sections SN and WE in the Philippine Sea

2 結果與討論

2.1 顆粒光衰減系數cp及其典型垂直分布

光衰減系數(c)是由3部分引起的:純海水的衰減(cw),黃色物質的衰減(cCDOM)以及懸浮顆粒的衰減(cp)[4]。在光譜的紅光波段,黃色物質的光衰減作用近似為零[4,10],可以忽略。而純海水的光衰減系數大小約為0.364 m-1[10]。開闊大洋中,大顆粒集合體非常少,每升海水中也就有幾個顆粒。而透光度儀的光程為25 cm,光束照射體積非常小(大約為44 m L),其探測到大顆粒懸浮體的幾率非常低。根據研究,顆粒光衰減信號cp主要來源于那些直徑小于20μm的粒子[4]。由魏建偉等[11]推導的懸浮顆粒光衰減系數可以簡單地表示:

再根據懸浮體干重數據對光衰減系數作進一步的系統校正,通過推導光衰減系數cp垂直分布,可以對海水細顆粒組分的分布變化作連續的觀測和分析。

圖2 菲律賓海上層水柱典型綜合垂向分布特征Fig.2 Typical profiles of the upper water column in the Philippine Sea

圖2給出了菲律賓海的4個站位典型綜合垂直分布,包括顆粒光衰減系數cp、葉綠素a、密度等參數,其垂向分辨率都為1 m。1)W151站(123°00′00″E,15°15′36″N)距離菲律賓群島最近,觀測時間為北京時間12∶00,其葉綠素垂向分布同時具有次表層最大層(SCM)和深層葉綠素最大層(DCM)。DCM層內的葉綠素質量濃度約為0.6 mg/m3。在上層120 m水柱中,光衰減系數cp同熒光保持同步變化。2)M178站(172°E,15°N)距離菲律賓群島以東大約600 km,觀測時間為北京時間13∶00。葉綠素垂直分布具有深層最大層,其質量濃度約為0.65 mg/m3,且在60~140 m水柱內光衰減系數同葉綠素a也是同步變化。在W151和M178水柱下層水體中,即120 m(W151站)和140 m(M178站)以深,這2個站位的光衰減系數cp隨著水深急劇增大,估計這可能與懸浮物質的水平擴散作用有關。3)E18站(131°31′48″E,17°43′48″N)和E83站(135°30′00″E,16°22′12″N)分別位于調查海區的東北部和最東端,屬于典型的大洋環境,其觀測時間分別為北京時間13∶00和14∶00。其真光層水深遠遠大于混合層水深:E18站真光層水深95 m,混合層深度18 m;E83站真光層厚度110 m,混合水深19 m。在真光層以深的水柱中,葉綠素a垂直分布具有典型的深層葉綠素最大層。E83站光衰減系數cp在真光層底部具有異常大的峰值帶。而E18站上部120 m水柱范圍內的光衰減系數變化相對較小。水柱下部(E18站的120 m水深以下,E83站的140 m水深以下)的光衰減系數cp和熒光隨水深逐漸減小,這比較符合“混合規則”[12],即隨著水深的增加,同一種顆粒組分的濃度會漸漸的被稀釋。

2.2 顆粒有機碳估算與誤差分析

在開闊大洋上層水柱中,顆粒有機質(POM)主要是由活體浮游植物及碎屑顆粒組成的,浮游動物、細菌及其降解產物僅占很小的比重。真光層內的POM主要來自于浮游植物[13],因此懸浮有機質在很大程度上能夠反映浮游植物現存量。根據我們的實測結果,菲律賓海上層水體的顆粒有機碳(POC)濃度約10~100 mg/m3。其中,WEqPac-1航段(SN斷面,7月)測得的POC濃度平均值為68 mg/m3,碳氮質量比C∶N約為21。WEqPac-2航段(WE斷面,9-10月)的POC濃度相對較低,平均約為38 mg/m3,碳氮質量比C∶N約為8.7。根據分析知,菲律賓海與南海的POC濃度比較接近[14],高于赤道太平洋[15],比羅斯海[16]、阿拉伯海[17]以及黑潮表層水的顆粒有機碳[18]都要低,遠遠低于高生產力的秘魯上升流區和西北非上升流區。

WEqPac-1航段獲得的POC濃度與顆粒物質(PM)濃度具有顯著的相關性(圖3),回歸方程為PM=20.95×POC+111.62,相關系數R2=0.483。WEqPac-2航段中POC與PM的相關性不明顯(未給出散點圖)。盡管如此,2個航段測得的POC與PM的比例卻基本一致,大約為4%。

由于POC/PM的比率基本恒定的,因而POC可作為有機懸浮顆粒的替代指標。根據懸浮體濃度與cp的相關性分析,理論上POC同cp也應該具有一定的線性關系。為了驗證,采用Model II線性回歸分析方法對菲律賓海POC和cp的相關性作了分析。菲律賓海第一航段(WEqPac-1)上層水柱(200 m)POC同cp之間線性相關系數為R2=0.715,回歸方程為POC=1243×cp-11.7;第二航段(WEqPac-2)POC同cp之間線性相關系數為R2=0.77,回歸方程為POC=1415×cp-49。而如果對2個航段內所有POC實測結果同光衰減系數cp作相關分析,發現二者仍呈線性相關關系,回歸方程為POC=876×cp-2.23,只是顯著性有所降低,R2為0.33(表1)。根據這些線性擬合方程,就可以將cp垂向分布換算為POC垂向分布。

圖3 WEqPac-1航段(SZ斷面)PM與POC的相關散點圖Fig.3 Correlation between PM and POC,based on the observations during WEqPac-1 cruise(section SZ)

通過現場數據的分析,國外同行在北大西洋[5]、阿拉伯海[7]、赤道太平洋[15]以及東北太平洋[17]等海區也觀測到了cp與POC之間的線性關系,但是彼此的結果存在一定的差異,特別是回歸方程的斜率有明顯不同(表1)。菲律賓海cp∶POC回歸方程斜率要比其他海區的斜率大2~4倍,這很可能是由浮游植物組成及生理特性所造成的。根據Bishop[10]在赤道太平洋的懸浮顆粒粒級分析,大約41%~89%的光衰減信號是由<8μm的顆粒產生的,同時大粒徑的顆粒組分也會對光衰減作用產生一定影響。他認為要獲得光衰減系數cp同POC之間的最佳擬合關系,必須要充分考慮到粗粒級組分的影響。從理論上講,透光度儀的實際測量體積越大,其測得的光衰減信號就越精確。但出于現場操作方便的考慮,目前一般都采用光程等于25 cm的透光度儀[15-17],個別的采用1 m光程的設備[10]。測量設備規格的不一致,加上隨后的數據推導過程的差異,都會造成現場光衰減測量數據的離散。

菲律賓海兩個cp∶POC回歸方程的斜率相差不是很大,分別為1243和1415。我們沒有將2個航段的數據重新組合并建立新的cp∶POC回歸方程,因為這在統計學分析過程中是不可取的:2個航段的數據量有明顯差別,統計分析過程中必須要尋找一個權重因子來加以校正。我們分別利用2個POC/cp回歸方程對相應航段中的POC分布變化作進一步的分析。

表1 光衰減系數cp與POC的線性回歸分析Table 1 Regression analysis of light attenuation coefficient cp vs POC

分析了解所有可能引起POC測量值差異的原因非常必要。Altabet等[19]分別利用瓶式和現場泵式方法分析了顆粒氮(PN)的濃度及同位素組成,認為污染問題以及濾膜類型差異是造成測量值不同的主要原因。Moran等[20]則對JGOFS赤道太平洋(EqPac航次)和北冰洋斷面(AOS94)的歷史資料作了分析,認為溶解有機碳(DOC)吸附是測量值偏大的誘因。對于瓶式方法而言,如果過濾水樣太少必然會受到DOC的影響。所以要盡量對POC樣品作空白校正,以減少DOC可能造成的影響。目前有2種方法可以進行DOC吸收校正。第一種是過濾不同體積的海水,然后計算POC同其過濾海水體積的回歸方程,該方程在y軸上的截距就是DOC的吸收量。通過對馬尾藻海近岸、表層水、深層水的大范圍取樣(4 L海水)分析,Menzel[21]得出了每個空白濾膜的碳吸附量為1.7~2.1μmol(相當于0.020 4~0.025 2 mg)的結論。他認為空白濾膜很容易就能達到DOC飽和,因而達到飽和狀態的濾膜的DOC吸附量是一個常數,與環境DOC濃度的高低無關。Moran等[20]也發現25 mm GF/玻璃纖維濾膜空白吸附值約為2±0.3μmolC。這些數據說明,濾膜的DOC吸附值可能是一個相對恒定的值,小于3μmol。第二種校正DOC吸附作用的方法是雙膜校正[28-29],這種方法操作起來相對簡單。在2004年的菲律賓海航次中(WEqPac)使用的就是這種雙膜校正方法。根據我們的實測分析,菲律賓海25 mm GF/F空白膜DOC吸收值大小在0.024 5 mg(相當于2.04 μmolC),這與Moran等[20]和Menzel[21]的研究結果基本一致(如果考慮到雙層空白樣品膜上可能會截留少量顆粒的情況,雙層空白樣品值很可能就是DOC吸附校正的最大上限)。

濾膜的類型會對顆粒滯留量產生影響[19]。比如Niskin瓶式手段(小體積),采用的玻璃纖維濾膜(GF/F濾膜)的截留效率相當于0.7μm,而現場泵式手段(大體積)采用的玻璃纖維濾膜的截留效率一般為1.0μm或2.2μm,細孔徑的濾膜當然就能保留相對更多的顆粒。而泵式方法采用的壓力條件非常高,操作過程中會有少量細顆粒(大于濾膜孔徑,如0.7μm)穿過濾膜而流失,這樣容易導致POC測量值偏低[24]。Altabet等[19]所使用的現場泵式設備的壓力范圍是7.6×104~1.06×105Pa(LVFS)和8.11×104~8.61×104Pa(MULVFS),而Niskin瓶式方法采用的壓力一般為2.03×104~5.07×104Pa[16],較小的壓力差應該能更好的避免細顆粒組分的流失。Liu等[25]曾對同種類型的濾膜做了對比分析,發現壓力差異不會對其測量結果造成明顯影響。這個實驗結果在理論上有些出乎意料,但考慮到一定的實驗條件后還是可以理解的。比如說,在過濾海水體積足夠多的情況下,顆粒流失產生的誤差就不會非常明顯。

海水取樣過程中不可避免地要受到浮游動物的影響。對于泵式方法而言,其捕獲小型浮游動物的幾率相對要低得多[26]。瓶式取樣就很容易捕獲到小型浮游動物,這可能是造成瓶式結果比泵式測量結果偏高的主要原因。還有一些其他的客觀因素,像污染、顆粒聚集與破碎等。目前,絕大多數實驗室里所使用的還是普通的瓶式過濾設備,因此其分析數據都有可能存在小型浮游動物“污染”的問題。Gardner等[24]曾用海水高溫燃燒方法分析了POC濃度,結果表明海水高溫燃燒方法結果與瓶式分析結果比較接近。所以我們采用的方法:瓶式,3.04×104~5.07×104Pa,0.7μm玻璃纖維膜、5 L海水,結果還是比較可信的。

2.3 斷面SN、WE上的葉綠素a、光衰減系數及顆粒有機碳分布特征

綜上所述,現場光衰減系數由懸浮顆粒干重標定后再減去純海水的光衰減系數就得到顆粒光衰減系數cp。如圖4所示,圖框邊緣的“↑”代表測量站對應的位置,其下的一行數字表示取樣時間(北京時間,24小時制);白色實線表示混合層水深(Δ0.03σθ和Δ0.125σθ)。斷面SN上層水體(100 m)懸浮粒子光衰減作用相對較強,下層較弱,在大約200 m水深存在著顆粒衰減系數的極小值。其中,SN-1水柱上部(100 m)的衰減作用相差不大,而自150 m向下急劇減小。SN-2則具有與其不同的特點:100 m以淺水體的衰減作用相對穩定,到100 m深時cp驟然增大至0.1 m-1,然后又迅速減小,直到200 m左右水深時達到極小值。根據目前掌握的資料,世界大洋其他海區也具有類似的光衰減系數分布[6,15],存在光衰減深層最大層的原因很可能與躍層處營養鹽充足而導致浮游植物富集等因素有關。

根據WEqPac-1航段中POC/cp的線性回歸方程(POC=1 243×cp-11.7),可以得到斷面SN的連續POC剖面。POC剖面分辨率可以達到CTD一般資料的水平(1 m甚至更高),這比通過大量的海水樣品去分析POC要優越的多。總體上看,POC和cp斷面的分布模式基本一致。在水體100~120 m范圍內存在POC最大層,高于100 mgC/m3。150 m以淺水體POC濃度相對較高,200 m水深的POC含量最低。對真光層(~100 m)水柱而言,斷面西側(SN-1)區域的顆粒有機碳含量高于東側(SN-2)。

斷面SN上的葉綠素濃度非常低,具有明顯的3層垂直分布結構。表層和次表層的葉綠素a濃度小于0.1 mg/m3。在水深100~150 m存在著一個深層葉綠素最大層(DCM),濃度為0.14~0.36 mg/m3。自150 m往下,葉綠素a濃度驟然降低,一般小于0.02 mg/m3。在斷面SN上,葉綠素濃度深層最大層(DCM)呈現出一種特殊的韻律變化。DCM水深大小相間,其變化軌跡同混合層水深的變化趨勢基本相同,估計可能與浮游植物的光適應性有關。此外,葉綠素a的垂向分布同POC的分布非常相似。

圖4 斷面SN光衰減系數、顆粒有機碳和葉綠素a分布Fig.4 Distributions of light attenuation coefficient cp,POC and chlorophyll a along section SN

圖5 對斷面WE上的葉綠素a、光衰減系數及顆粒有機碳分布格局作了總結。圖框邊緣標出了斷面WE起始經度;位于下圖框邊緣的“↑”指示測量站點對應的位置;現場測量時間為北京時間11∶30-13∶30。葉綠素a含量較低,最大不到0.6 mg/m3,其垂向分布呈現出明顯的“低—高—低”分布格局:即上層水體濃度低(<0.1 mg/m3),向下又升高(0.15~0.6 mg/m3),在水柱下部再次降至最低水平(<0.03 mg/m3)。斷面西端靠近菲律賓群島,浮游植物含量相對較多,垂向分布(如W151站)具有葉綠素次表層最大層(60 m)和深層最大層(100 m)。沿斷面向東,浮游植物含量逐漸降低;在斷面的最東端,葉綠素濃度最低。在M178,M162,M172,E141和E154處海水有輕微上涌,這會從水柱深層帶入較豐富的營養鹽,從而造成浮游植物富集于真光層底部的現象。

圖5 斷面WE光衰減系數、顆粒有機碳和葉綠素a分布Fig.5 Distributions of light attenuation coefficient cp,POC and chlorophyll a along section WE

在WE斷面上,光衰減極小值一般位于水柱表層,為0.05~0.08 m-1。自極小值水深往下,光衰減系數往往隨著水深而不斷增大(圖5)。這一點同已有的公開資料差別較大[6,7,15]:一般來說,開闊大洋中150 m以深的水體中光衰減作用已經非常小。水柱深部水體光衰減系數異常增大可能是如下2方面因素:一是光活性因子增多,例如物質的水平輸運作用;二是透光度儀的信號發生了衰退。通過對WEqPac航次大量光衰減系數垂直分布的分析,發現僅僅靠近菲律賓群島的光衰減系數垂直分布具有類似現象,而透光度儀在工作過程中并沒有表現出任何異常。根據經驗,我們認為水柱下部光衰減信號的異常增大應該就是物質水平搬運所致。180 m以淺水層內的顆粒光衰減系數cp基本上都小于0.14 m-1。在靠近陸地一端,水體光衰減作用偏大,尤其是在W158站位附近。

顆粒有機碳的空間分布同光衰減系數分布趨勢基本一致。總體上WE斷面呈現出明顯的不連續特征。根據cp、POC及葉綠素a的相互關系,我們可以將斷面WE粗略地分為3大部分:1)西區,具有次表層和深層葉綠素a最大層(75~100 m),且cp和POC在55~100 m具有明顯的極大值,POC含量居中;2)中區,具有葉綠素a深層水最大層(DCM),葉綠素a的濃度達到了最高值,POC也達到了本航次的相對最高值;3)東區,具有葉綠素a深層水最大層(DCM),但其絕對濃度是該斷面最低的。

2.4 POC/Chl a斷面分布

我們由光衰減推導得到的POC數據是指海水顆粒有機碳,其中包含所有的大于0.7μm的有機物質,如異養菌,微型(nano-)、小型(micro-)和部分微微型(pico-)浮游動植物及碎屑物質,還可能會有一些中型浮游動物[27],其中浮游植物是POC的重要來源。另一方面,POC垂直分布是由光衰減系數的垂直分布推導而來,中心波長為660 nm的光衰減和散射作用主要是由0.5~20μm的粒子控制[6,28-30],而這一粒級范圍在低緯度海區對葉綠素含量貢獻最大,因此我們完全可以對POC和Chla做對比分析。

圖6 斷面SN和斷面WE上POC∶Chla的比值Fig.6 The ratios of POC∶Chla along sections SN and WE

顆粒有機碳與葉綠素a的比值POC/Chla實際上是碳或Chla的函數。SN斷面上的POC/Chla之比介于400~2 000,WE斷面上POC/Chla之比在200~3 500(圖6)。圖6(a)中位于下圖框邊緣的“↑”代表測量位置,數字表示測量時刻(24 h制);圖6(b)“↑”代表測量位置,數字表示站號。對于斷面SN,最低的POC/Chla一般出現于葉綠素最大層或者最大層偏下方。而在表層和次表層水體中,由于碳的單位質量濃度升高,造成這里的POC/Chla偏高。斷面WE上POC/Chla最低值處于50~125 m水深范圍內,125 m以深處該比值超過1 000。菲律賓海的POC/Chla遠遠高于其他海區,如赤道太平洋的POC/Chla比值小于300[6]。

2.5 浮游植物現存量的分析

按照1 m的垂向分辨率,分別計算了兩個斷面上10,30,50,100和150 m水柱的累積浮游植物現存量(單位:mg/m2)。按照同樣的方法,根據前面分析得到的回歸方程POC=1243×cp-11.7和POC=1415×cp-49,計算得到斷面SN和WE的累積顆粒有機碳現存量(單位:mgC/m2)。如圖7和8所示,從水柱上部幾十米的累積總量分布情況來看,IChl和IPOC都沒有明顯的變化。圖中橫軸下部的“↑”指出了測量的相對位置;混合層水深(MLD,0.03Δσθ標準)用虛線表示。圖8是測量時間為北京時間11∶30-13∶30。但是100 m和150 m水柱的累積總量則有明顯的波動,并且近岸區浮游植物現存量高,離岸區浮游植物存量低。

圖7 斷面SN上的累積浮游植物現存量IChl和累積顆粒有機碳IPOCFig.7 The accumulative standing crops of phytoplankton(IChla)and of POC(IPOC)along section SN

在2個斷面上,顆粒有機碳現存量和浮游植物現存量基本上呈現出同步變化趨勢。在斷面SN上,100 m和150 m的IChla和IPOC隨著混合水深的波動而變化:混合水深愈淺,累積總量愈大;混合層增厚時,累積總量相應降低。斷面WE上也存在這種浮游植物現存量與混合水深的相關共變現象。根據“混合層泵”的作用原理[31],混合層的振蕩變化是表層水垂向交換的主要動力。表層水中的小型浮游植物粒子沉速較慢,由于混合層的擾動及次生環流作用可使這些小顆粒在表層水中的滯留時間增長[32-34]。同時,混合層的擴張又使那些低濃度的深層水團與表層水混合,最終導致粒子濃度的稀釋。

菲律賓海水柱累積葉綠素a和累積顆粒有機碳具有顯著的線性相關關系。SN斷面上的相關性最為顯著,回歸方程為IPOC=514.98×IChl+828.53,相關系數R2=0.92。WE斷面上IPOC和IChl的回歸方程為IPOC=660.17×IChl+556.20,相關系數R2=0.776。2個斷面上的顆粒有機碳現存量同浮游植物現存量之比(IPOC∶IChl)分別為515和660。Gardner等[35]曾對全球海洋POC分布特征作了討論,發現海洋表層(約30 m)葉綠素a及顆粒有機碳具有相似的分布變化。根據他們對西北太平洋海區的估算分析,IChla約占IPOC的0.2%,這同我們的分析結果基本一致。

圖8 斷面WE上的累積浮游植物現存量IChl和累積顆粒有機碳IPOCFig.8 The accumulative standing crops of phytoplankton(IChla)and of POC(IPOC)along section WE

3 結 論

1)根據現場觀測的透光度資料,獲得該海區懸浮顆粒光衰減系數cp的連續垂直分布,其關系式為:cp=c-0.364。

2)根據分析WEqPac-1航段中的資料,POC同cp之間線性回歸方程為POC=1243×cp-11.7,相關系數為R2=0.715;WEqPac-2航段中POC同cp之間線性回歸方程為POC=1415×cp-49,相關系數R2=0.77。根據這2個回歸方程,推導出了菲律賓海高分辨率的POC連續垂直分布。

3)對菲律賓海兩個大斷面SN和WE上的葉綠素a、光衰減系數及顆粒有機碳分布特征做了總結。SN斷面上部水柱100 m內顆粒有機碳含量比較低,100~120 m范圍內存在最大層(高于100 mgC/m3),自150 m往下迅速降低。WE斷面明顯地具有3個不同區域,每個分區內的POC分布特征差別較大;斷面下部(>150 m)可能受到外源物質的水平搬運影響。

4)對2個斷面的POC/Chla比值做了分析,斷面累積浮游植物現存量IChl與顆粒有機碳現場量IPOC之間線性相關,這對于海洋初級生產力和碳循環研究具有重要實用價值。

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