南乔治亚岛海域浮游植物季节性旺发特征与POC输出通量:基于BGC-Argo和卫星遥感观测

南乔治亚岛海域是南大洋初级生产力最高的区域之一,具有巨大的固碳潜力,但由于缺乏连续的上层海洋观测资料,该海域生物泵效率的强弱仍未有定论。本研究利用2017年至2020年期间位于南乔治亚岛附近海域的生物地球化学浮标(BGC-Argo)所获取的水文和生物化学参数,探讨了物理过程对生物地球化学过程的影响,并估算了该海域的南极夏季碳输出通量。结果显示:南乔治亚岛上游(南极半岛东北部)和下游(乔治亚海盆)海域Chl-a均呈现出很强的季节性特征,尤其是乔治亚海盆区浮游植物维持了4个月的旺发时间,表明该区域具有稳定持续的铁源供给;利用颗粒有机碳(POC)季节性输出量的时间变率,估算了上、下游的夏季POC输出通量分别为7.12±3.90 mmol·m^(-2)·d^(-1)和45.29±5.40 mmol·m^(-2)·d^(-1),推测这种差异主要是由于混合层加深后促进了有机碳的向下输出导致的。研究发现该区域维持着较高的生物泵效率,与此前的乔治亚海盆存在“高生产力低输出效率”的结论不同,这可能是由于航次断面调查的即时性无法反映整个季节性特征所造成的。BGC-Argo能提供高时空分辨率的多参数观测数据,本研究结果表明其可以更准确地量化与评估海洋生物地球化学过程和固碳能力。

2013年冬季南乔治亚岛南极磷虾群昼夜垂直移动研究

关于冬季南极磷虾群昼夜垂直移动方面的研究可为探索其渔场形成机制提供基础数据,并为其越冬策略研究提供参考。基于2013年冬季南乔治亚岛南极磷虾渔业调查期间收集的相关数据,对冬季南乔治亚岛南极磷虾群昼夜垂直移动进行了研究。结果发现,磷虾群平均深度维持在表层以下100~300 m,磷虾群最深出现在日升时分,而最浅则出现在夜间时分;7—9月,随时间的推移,磷虾群所处水层呈加深趋势。夜间、白天和黄昏时段磷虾群平均深度呈现较为明显的月份差异。白天磷虾群多集中在较深水层,夜间会上浮到较浅水层。

南乔治亚岛2016年冬季大风天气特征分析

南乔治亚岛大风天气较为频繁,天气形势复杂多变。通过对2016年冬季的随船观测,结合地面天气图分析得出,随船观测期间所有大风天气都由气旋直接或间接造成,共归纳出3种造成南乔治亚岛大风的天气形势:单一气旋型,北高南低型和西高东低型。单一气旋型持续时间较短。北高南低型持续时间较长,对南极磷虾渔船作业影响最大。西高东低型持续时间最短,往往是鞍型气压场东移造成,风急浪大,且风向与常年西风不同,需特别注意渔船避风避浪方式。

基于精细尺度的冬季南乔治亚岛南极磷虾渔获率时空与环境效应

南乔治亚岛水域不仅是南极磷虾渔业的主要渔场之一,同时该水域的南极磷虾也是许多以该岛为栖息地的捕食者（如海豹、鲸鱼等）的饵料,因此对该岛南极磷虾资源丰度的研究对于深入理解南极生态系统有着非常重要的作用.本研究基于精细尺度渔业数据,利用广义可加模型（GAM）对2013年冬季南极磷虾渔获率与环境因子之间的关系进行研究.结果表明：该模型对渔获率总偏差解释率为32.0%,其中贡献最大的为旬别,贡献率为21.4%;其次为纬度,但贡献率显著降低,仅为4.4%.7月上旬至9月上旬,渔获率总体上呈下降趋势.渔场东侧渔获率较高,尤其是中东部海域,而北侧的渔获率相对偏低.随着地形变化程度的增大,平均渔获率呈下降趋势.风力处于4级以下的情况不仅适宜捕捞作业,且渔获率也处于较高的水平.风向并不会对渔获率产生显著的影响.在表温0.5~2.0℃范围内,随着表温的增加,平均渔获率呈上升趋势.

南乔治亚岛冬季南极磷虾渔场时空分布及其驱动因子

基于中国南极磷虾渔业科学观察员收集的数据,本文通过地理加权回归(GWR)模型分析了月份、海底深度和虾群深度对2013—2016年南乔治亚岛冬季南极磷虾渔业单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的影响,揭示各驱动因子的时空差异。结果表明:2013—2016年南乔治亚岛南极磷虾渔业CPUE的较大值主要分布于6个旬别,即7月上旬—8月下旬,2014年的平均CPUE值最多,达到20.5±21.1 t·h^(-1),而最小CPUE平均值出现在2015年(10.4±10.5 t·h^(-1)),各月份的平均CPUE存在显著性差异;渔场主要集中在53°00'S—54°30'S,35°15'W—38°30'W;2015年GWR模型拟合优度最高,2016年模型拟合优度最低;自南向北,虾群深度对南极磷虾渔业CPUE的空间效应(正相关性)呈现逐渐增强的趋势,而海底深度对CPUE的空间效应并不一致;GWR模型各年拟合优度均明显高于最小二乘法(OLS)模型中的拟合优度,说明GWR模型能更好地模拟驱动因子对CPUE影响的空间效应。本文结果可为研究南乔治亚岛南极磷虾渔场形成机制和渔业管理提供有效参考。

2017年冬季斯科舍海南极磷虾种群结构变动研究

斯科舍海蕴含着丰富的南极磷虾资源,是重要的南极磷虾渔场,该海域南极磷虾种群结构存在显著的时空差异。为了解该海域冬季南极磷虾的种群结构变动,以明晰渔场的变化,并探究南极磷虾的越冬机制,利用2017年5—8月渔业资源调查随机收集的样本,对冬季布兰斯菲尔德海峡和南乔治亚岛东北水域南极磷虾种群结构差异进行分析。结果显示,2017年冬季各月南极磷虾性比差异不大,均为雌性占比稍高于雄性,且各月性成熟度分布不存在显著差异。总体而言,雌性磷虾在整个冬季月份,除个例外均为未成熟个体。对于雄性磷虾,5月未成熟个体少于成熟个体;6月未成熟个体多于成熟个体;7月未成熟个体显著多于成熟个体;8月均为未成熟个体。对于布兰斯菲尔德海峡和南乔治亚岛两区域,整体来说,随月份增加,磷虾雌、雄个体的成熟个体数量减少,而未成熟个体数量逐渐增加。通过历史资料对比可知,斯科舍海冬季磷虾种群结构存在较为显著的年际和年间变化。

南桑威奇群岛

南桑威奇群岛(South Sandwich Islands)是南乔治亚岛和南桑威奇群岛(South Georgia and the South Sandwich Islands)的一部分,位于大西洋南部[1]。南桑威奇群岛呈弧形分布于南乔治亚岛(South Georgia Group)[2]的东南,其地理位置为59°27′44″S–56°16′44″S,27°36′26″W–26°16′8″W[3](图1,图2)。南桑威奇群岛由26个岛屿组成,主要岛屿从北向南依次为.