南黄海潮汐锋对浮游细菌生物量分布的影响

2 0 0 1年 5月 16～ 2 3日、6月 10～ 2 4日和 2 0 0 2年 6月 5～ 12日 ,利用“北斗号”船只对南黄海鱼产卵场进行了 3次专项调查。研究了潮汐锋断面叶绿素 a浓度、浮游细菌生物量的分布 ,目的是阐明潮汐锋的存在对浮游细菌生物量分布的影响。3个航次中的叶绿素 a浓度变化范围分别是 0 .0 6～ 2 .34mg/ m3(2 0 0 1- 0 5 )、0 .0 8～ 0 .9mg/ m3(2 0 0 1- 0 6 )、0 .14～ 3.0 4 mg/ m3(2 0 0 2 - 0 6 )。 3航次的聚球藻 (Synechococcus spp.)蓝细菌生物量变化范围分别为 7.6 2～ 2 2 .0 6 mg C/ m3(2 0 0 1- 0 5 )、8.5 3～2 7.5 2 mg C/ m3(2 0 0 1- 0 6 )、0 .6 9～ 5 5 .90 m g C/ m3(2 0 0 1- 0 6 )。异养细菌生物量变化范围分别为 7.5 6～ 5 1.82 mg C/ m3(2 0 0 1-0 5 )、8.5 4～ 2 4 .77mg C/ m3(2 0 0 1- 0 6 )、3.12～ 10 .0 5 mg C/ m3(2 0 0 2 - 0 6 )。而聚球藻蓝细菌对浮游植物总生物量的贡献 (CB:PB)平均值分别为 :5 8% (2 0 0 1- 0 5 )、77% (2 0 0 1- 0 6 )、31% (2 0 0 2 - 0 6 )。结果表明 :南黄海鱼产卵场在春末夏初 (5～ 6月份 ) ,叶绿素 a浓度最大值及次大值主要分布在锋区及其邻近的层化区2 0 m以浅位置 ;聚球藻蓝细菌生物量最大值主要分布于锋区及层化区表层和水体中层 ;

夏季南黄海浅海潮汐锋对小拟哲水蚤和叶绿素a分布的影响

为分析夏季南黄海潮汐锋及其对浮游动物和初级生产分布的影响,本文利用2011年夏季航次的水文数据、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)样品及叶绿素a资料,对南黄海潮汐锋区位置及小拟哲水蚤丰度和叶绿素a分布进行了研究,探讨了夏季南黄海潮汐锋对小拟哲水蚤丰度和初级生产分布的影响。结果表明,在调查水域存在明显的浅海潮汐锋;小拟哲水蚤丰度高值(18267ind/m3)出现在锋区,其低丰度值(1480ind/m3)出现于锋区附近混合区,两者之间相差1个数量级,其丰度由远岸层化区至锋区逐渐升高。叶绿素a表层浓度高值(4.7μg/L)出现在锋区附近层化区,锋区叶绿素a表层浓度较低(2.2μg/L)。锋区中出现小拟哲水蚤丰度高、表层叶绿素a浓度较低的现象,表明桡足类的摄食压力对初级生产具有明显影响。可见,潮汐锋是影响南黄海浮游生物分布的重要驱动因子。本研究可为深入探讨潮汐锋对跨锋区生物要素分布乃至海洋生态系统结构与功能的影响提供重要依据。

黄海近岸潮汐锋海域蟹类幼体日间垂直迁移特征

海洋蟹类幼体的垂直迁移是影响其幼体输运及早期补充结果的重要生态学过程,本研究旨在对中国黄海近岸蟹类幼体的垂直分布特性进行初步研究。于2020年7月下旬,在黄海35°N断面的3个连续观测站和14个走航站位采集了蟹类幼体样品和环境因子数据,分析了蟹类幼体在潮汐锋核心区及内、外邻近水域的垂直迁移特性及其与环境因子的关系。研究表明,蟹类幼体有显著的昼夜垂直迁移现象,总体表现为夜晚上浮、白天下沉。溞状幼体在水体表层的日间丰度分布存在2个峰值,分别位于21:00和3:00左右;垂直采样的丰度分布也存在2个峰值,分别位于23:00左右和5:00—7:00;3个连续观测站的溞状幼体垂直分布的日间模式基本相同。大眼幼体也呈明显的昼夜垂直移动特征,夜晚主要分布于水体中上层,白天则栖息于水体底部,3个连续观测站的大眼幼体垂直分布的日间模式存在差异,白天在潮汐锋核心区和外侧温跃层区较近岸站位大眼幼体沉底更彻底。大眼幼体与溞状幼体的相对比例从近岸向远岸逐渐升高,其原因可能是幼体借助于潮流和垂直迁移从近岸向远岸进行输运。幼体垂直迁移的日间模式未表现出对潮汐节律的直接响应,光周期可能是本海区蟹类幼体垂直运动的主要环境因素。研究结果表明,黄海蟹类幼体具有显著的日间垂直迁移现象,且在不同发育阶段垂直迁移现象存在差异。本文的研究结果可为进一步研究开展蟹类早期生活史及环境影响机制的提供参考。

苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化及结构分析

利用高分辨率(1/18°)的POM(Princeton Ocean Model)模式数值模拟结果,结合观测数据分析了苏北浅滩外侧潮汐锋的季节分布特征和变化规律。研究结果表明,苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化特征显著,春末开始出现,夏季底层温度锋强度最大且锋区位置较稳定,锋区宽度约40 km,平均强度约0.35℃/km,秋、冬季随上层海洋湍流垂向混合的加强,潮汐锋逐渐减弱至消失不见。对比实测数据和模拟结果发现,沿34°N断面,夏季潮汐锋区附近等温线明显抬升,存在由陡峭地形和分层流体的内埃克曼效应共同作用形成的上升流现象。次表层海水出现低温冷水区,位于122.2°E附近。跨锋区断面的温度和流场分布特征同浅水区强烈的潮混合过程密切相关,斜压在锋面处产生了较强的南向流动。本研究结果促进了对苏北浅滩外侧陆架潮汐锋结构特征的认识,为研究黄海西部生态环境的动力过程影响提供参考。

2017年辽东湾夏季潮汐锋位置变化的分析

近海潮汐锋的分布和变化,主要受表层风摩擦、底层潮混合、净热通量和浮力平流的影响。基于2017年7、8月份辽东湾东部海域的实测数据,并结合ROMS(Regional Ocean Model System)模拟结果,利用考虑浮力平流效应的Stigebrandt公式对夏季辽东湾潮汐锋的位置变化进行了诊断计算,计算结果与ROMS模拟的潮汐锋位置符合较好,进一步探讨了风、净热通量和浮力平流对锋面位置变化的影响。主要结论如下:(1)位于辽东湾北部和东、西沿岸浅水区的潮汐锋呈“几”字形分布;(2)2017年6-7月潮汐锋位置变动不大,7月份仅在辽东湾东、西两岸潮汐锋位置略微向深水区移动,这主要是净热通量整体略微减小和风场略微增大造成的,浮力平流作用效果不够显著;(3)2017年8月辽东湾潮汐锋位置较7月向深水区大幅移动,最大移动距离约为20km,辽东湾8月份净热通量的大幅减弱起到了重要作用,浮力平流使潮汐锋位置向浅水区偏移,其调节效果比较显著。

黄海锋区环流与鳀鱼卵的聚集

鳀鱼的补充量决定了黄海渔业产量以及资源的可持续开发。海州湾是鳀鱼传统的产卵场和育肥场。研究表明,鳀鱼生活史早期阶段在该海域的存留与观测到的海洋锋有关,海上观测证实了鳀鱼卵的分布有高密度的斑块,并且多存在于潮汐锋区;在夏季,锋区和鱼卵的高密度斑块都会向近岸移动。采用HAMSOM水动力模式(Hamburg Shelf Ocean Model)对黄东海的锋区环流及颗粒物输运进行了研究,以月平均风场及实测温度作为强迫。结果表明,锋区的射流和上升流都对鱼卵的输运有重要影响。锋区的剪切不稳定以及地形作用下的位涡平衡经常会产生辐聚和辐散的区域。数值实验的结果表明,对于鱼卵一类颗粒物的聚集,潮混合锋起了重要作用。当鱼卵进入辐聚区后,会被聚集到一起形成斑块。辐聚区有良好的觅食条件,有利于鱼卵的孵化和仔鱼的生长。

黄海西部34°N断面潮生陆架锋的多年变化及跨锋断面的环流结构

本文分析了苏北浅滩外侧34°N断面上潮生陆架锋的多年变化,指出海上调查期间的日平均风速和大小潮变化是影响陆架锋多年变化的主要因素。本文还用诊断模式给出了横跨锋断面的环流结构。

夏季南黄海跨锋断面的生态环境特征及锋区生态系的提出

基于2006年夏季综合调查资料,分析和研究了南黄海陆架锋的分布以及跨锋断面的生态环境特征,并结合锋区的生物学和生态学现象,提出了锋区生态系的观点。结果表明:在南黄海西部冷水团边界附近海域存在因潮混合而形成的浅水陆架锋(潮汐锋),其中以长江口东北部至江苏北部外海、山东石岛外海和海州湾外侧的陆架锋最明显,而且与表层冷水区相对应;在跨锋断面上的陆架锋区,温度、DO、pH和营养盐等值线的抬升是下、底层冷水的涌升所致,锋区附近海域营养盐的积聚行为以及高营养盐水体的涌升对陆架锋附近海域出现的Chl a浓度高值现象起着重要的作用;各要素断面分布特征较好地佐证了黄海陆架锋与冷水团边界区域(锋区)所存在的锋面上升流现象;陆架锋区作为海洋生态系中的一个特殊的环境场,对锋区的生态行为具有重要的影响,与生物的密集分布也存在密切的联系;南黄海陆架锋区水文、化学和生物参数所具有的独特分布反映了锋区海域独特的生境,据此,提出了锋区生态系的观点。

我国近海陆架锋面与生态效应研究回顾

海洋锋面存在于特征明显不同的2种或多种水系或水团交界处,锋面区域形成的次生环流和辐聚作用可显著影响到海洋中的物质输运与生物生产,故受到海洋学家的广泛关注。研究发现,我国近海陆架存在14个永久性的准静止锋面(渤海海峡锋面、山东半岛沿岸锋面、苏北沿岸锋面、西韩湾锋面、京畿湾锋面、济州岛西锋面、长江环形浅滩锋面、闽浙沿岸锋面、黑潮锋面、台湾沿岸锋面、闽粤沿岸锋面、珠江口沿岸锋面、琼东锋面和北部湾锋面),且部分海域观测到双锋面、穿刺锋面和锋面波等现象。它们与陆架环流及其他动力过程(如:涡旋、内波等)共同控制着我国边缘海的物质能量输运与交换以及生物生产力格局。近岸物质沿锋面、跨锋面输运与锋区的垂向输送过程对我国边缘海生物地球化学循环和生态过程存在显著季节性影响。冬季到春季,沿岸锋面松弛能够加强物质从近岸向陆架的输运,进而在空间上调制春季藻华暴发的时间与量级;夏季到秋季,我国边缘海存在显著的潮汐锋面系统,锋面的辐聚效应以及次级环流可显著提高锋面区域的营养盐浓度和改善光照水平,对浮游植物的生长聚集起到促进作用,故在富营养化的河口与沿岸海域,锋面区域容易成为赤潮或缺氧高发区。此外,锋面的物理屏障作用使得两侧水团保持相对独立的物理与化学特征,因而在我国边缘海生境区划和生物多样性梯度变化等方面扮演重要角色,这些研究对认识我国边缘海物质循环与生物生产的控制机制具有重要作用。未来仍需充分结合观测与卫星资料,运用多过程耦合的高分辨率模型,深入认识锋面的精细结构与动态变化,加强亚中尺度和小尺度过程及其生态效应的研究。

2006年夏季南黄海浮游植物叶绿素a分布特征及其环境调控机制

根据2006年夏季南黄海生态调查资料,分析了浮游植物现存量(叶绿素a)的空间分布特征及其主要环境调控机制。结果表明:南黄海浮游植物叶绿素a浓度范围为0.07～12.17 mg/m3,平均值为1.42 mg/m3;浮游植物叶绿素a平面分布呈近岸混合区高于外海层化区的特征,总体上随水体盐度和营养盐梯度的变化而变化,其中浅海陆架锋区对浮游植物有明显的聚集作用,垂直结构中层化区叶绿素次表层最大值现象明显,且最大值的深度和量值具有明显的区域差异;叶绿素a浓度与主要环境因子的相关性分析表明,在较大空间尺度上营养盐是浮游植物的主要调控因子,温度、光照和浮游动物摄食等也在一定空间和程度上对浮游植物的生长产生影响。

Numerical simulation of tides, tidal currents and residual currents in the Yellow River estuary

A 3-D Finite-Volume Coastal Ocean Model was applied in the Bohai Sea,especially near the Yellow River estuary, to simulate the tides, tidal currents, residualcurrents and shear fronts, using unstructured triangular grids. In the case of anaccurate simulation of the tides and tidal currents in the Bohai Sea, this article focuseson the Yellow River mouth. The type of tides is irregular semi-diurnal and the type oftidal currents is the reciprocating flow, mostly parallel to the coastline. The tide inducedeulerian residual currents are a couple of eddies on each side of the river mouth, withthe anticlockwise on the left side and clockwise on the other side, and both of theeddies are enhanced by the Yellow River runoff. Two patterns of shear fronts areidentified at the conversion between the flood and ebb tidal phase. The results suggestthat the shear fronts be generated in the shallow water because the tidal phase of thecoastal area is ahead of the deeper seaward area, then moves seaward and finallydisappears 1-2 hours later.

黄海温度锋及断面水温分布数值预报试验研究

自Simpson和Hunter(1974)在对夏季爱尔兰海的研究中提出潮混合控制潮汐锋的概念以来,人们相继在许多强潮浅水区发现了潮汐锋现象,并做了大量的研究工作,对锋区的流场结构等特征,以及潮汐锋对周围环境的影响等有了更多的了解。在我国,赵保仁(1985)首先提出黄海存在潮汐锋现象,认为冷水团的温度锋可看作是底层的潮汐锋,并可利用近最大潮流流速计算层化参量来确定黄海潮汐锋(从而亦即温度锋)的位置,而且还可以根据已有调查资料和卫星图片揭示它的一些变化规律。