曾祥茜，樂鳳鳳，周文禮，蔡昱明，郝 鏘

(1. 天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院，天津 300384；2. 國家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3.天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300384；4. 國家海洋局 海洋生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學(xué)重點實驗室，浙江 杭州 310012；5.衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室，浙江 杭州 310012)

2009年冬季南海北部浮游植物粒度分級生物量和初級生產(chǎn)力

曾祥茜1,2,3，樂鳳鳳2,4，周文禮1,3，蔡昱明2,4，郝 鏘*2,5

(1. 天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院，天津 300384；2. 國家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3.天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300384；4. 國家海洋局 海洋生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學(xué)重點實驗室，浙江 杭州 310012；5.衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室，浙江 杭州 310012)

2009年2月在南海北部海域現(xiàn)場觀測粒度分級葉綠素a質(zhì)量濃度和初級生產(chǎn)力(PP)的分布。結(jié)果表明，調(diào)查海域水柱平均葉綠素a質(zhì)量濃度的變化范圍為0.11～8.37 mg/m3，平均為(1.28±2.23) mg/m3，高值區(qū)出現(xiàn)在珠江口及近岸海域；初級生產(chǎn)力的范圍為344.8～1 222.5 mgC/(m2·d)，平均為(784.2±351.4) mgC/(m2·d)，高值區(qū)位于近岸及陸架海域。浮游植物粒度分級測定結(jié)果表明，在生物量較高的近岸海域，葉綠素a的粒級結(jié)構(gòu)以小型浮游植物占優(yōu)勢，其貢獻(xiàn)率為40.9%，微型和微微型浮游植物對總?cè)~綠素a的貢獻(xiàn)率分別為34.6%和24.5%；而在生物量較低的陸坡和開闊海域，各粒級浮游植物對葉綠素a的貢獻(xiàn)率由大到小依次為微微型浮游植物(78.9%)，微型浮游植物(17.2%)和小型浮游植物(3.9%)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，調(diào)查海域分級葉綠素a的區(qū)域化分布特征與洋流運動下營養(yǎng)鹽的分布密切相關(guān)，同時葉綠素a又高度影響著此區(qū)域PP的分布。此外，我們將調(diào)查海域?qū)崪y所得浮游植物最佳光合作用速率與采用垂向歸一化初級生產(chǎn)力模型估算的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)后者明顯低于前者，這說明通過水溫估算最佳光合作用速率的算法在冬季南海北部可能存在低估。

冬季；南海北部；浮游植物生物量；初級生產(chǎn)力；粒級結(jié)構(gòu)

0 引言

浮游植物是海洋中的主要初級生產(chǎn)者，其光合作用是海洋生態(tài)系統(tǒng)中無機(jī)碳向有機(jī)碳轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵過程。浮游植物的現(xiàn)存量和光合作用產(chǎn)量通常用葉綠素a質(zhì)量濃度(Chla)和初級生產(chǎn)力(PP)來表示，它們的分布和時空演變過程深刻影響著海洋生物資源潛力以及吸收CO2的能力[1-2]，是海洋生態(tài)系統(tǒng)以及碳循環(huán)研究的基礎(chǔ)資料。此外，浮游植物的粒級組成可以看作其群落結(jié)構(gòu)的簡化形式，不同粒級浮游植物光合作用效率不一[3]、對環(huán)境因子的響應(yīng)也有明顯差異[4]。因此，了解浮游植物的粒級分布有助于我們進(jìn)一步理解環(huán)境對浮游群落的驅(qū)動及其對初級生產(chǎn)的影響。

南海北部海域生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，既有富營養(yǎng)鹽、低鹽度的河口和近岸海域，又有營養(yǎng)鹽和鹽度相對適中的陸架區(qū)以及寡營養(yǎng)鹽、高鹽度的陸坡及開闊海；既有低溫、高營養(yǎng)鹽的氣旋渦，又存在高溫、低營養(yǎng)鹽的反氣旋渦；同時在季風(fēng)和地形特征的影響下，各種環(huán)境因子的區(qū)域化特征顯著。不同海域環(huán)境特征的差異對浮游植物生物量和初級生產(chǎn)力的分布存在著錯綜復(fù)雜的影響。LIU et al[5]和NING et al[6]通過分析南海北部“季風(fēng)-環(huán)流-營養(yǎng)鹽”等一系列變化，認(rèn)為南海大、中型尺度范圍內(nèi)的生物活動受物理-化學(xué)-生物耦合過程的影響。CHEN[7]對南海北部初級生產(chǎn)力的現(xiàn)場觀測和營養(yǎng)鹽加富實驗結(jié)果表明，浮游植物和初級生產(chǎn)力的分布依賴于硝酸鹽的供應(yīng)。樂鳳鳳 等[8]通過比較南海北部冬季不同區(qū)域浮游植物生物量和初級生產(chǎn)力的分布，指出生產(chǎn)力的分布可能還受可利用光和水體穩(wěn)定度的影響。隨著遙感和模型的廣泛應(yīng)用，諸多報道[9-12]從大尺度上闡述了浮游植物生物量和初級生產(chǎn)力與關(guān)鍵環(huán)境因子的關(guān)系。

本文基于2009年冬季在南海北部現(xiàn)場觀測獲得的粒度分級葉綠素a及初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)，結(jié)合物理、化學(xué)資料，分析了不同環(huán)境因子對浮游植物現(xiàn)存量和初級生產(chǎn)力分布的影響，并對初級生產(chǎn)力相關(guān)參數(shù)的實測與模型結(jié)果進(jìn)行了比較。以期為南海北部海域浮游生態(tài)研究和相關(guān)模型工作等提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域和樣品采集

2009年2月11-23日，在南海北部海域(18°～23°N，110°～117°E)，布設(shè)4個斷面共22個站位(圖1)進(jìn)行葉綠素a和初級生產(chǎn)力觀測實驗。其中S1和S2斷面為垂直于岸線的南北向斷面，另有平行于岸線的近岸和外海兩條東西向斷面。初級生產(chǎn)力受限于培養(yǎng)時間，每天只進(jìn)行1個站位的觀測。為了便于比較，按不同水深(小于50 m、50～200 m、大于200 m)將調(diào)查海域劃分為近岸海域、陸架海域和開闊海域。

圖1 2009年冬季南海北部海域采樣觀測站位Fig.1 Sampling stations in northern South China Sea (nSCS) during the winter of 2009

物理海洋和海洋化學(xué)參數(shù)樣品的獲取采用顛倒式采水器，生物樣品的獲取使用球閥式采水器，按表層、10 m、25 m、50 m、75 m、100 m、150 m和200 m等 8個層次進(jìn)行采集。海水透明度使用賽克盤測定，并根據(jù)海水透明度確定各不同光透射率層次的深度[13]?，F(xiàn)場初級生產(chǎn)力測定用水樣按海面入射光強的100%，衰減至50%，32%，10%，3%和1%的深度進(jìn)行采集，并同時采集對應(yīng)層次的葉綠素a水樣。葉綠素和初級生產(chǎn)力水樣先經(jīng)過200 μm篩網(wǎng)過濾，以除去大部分的微型浮游動物。

1.2 方法

粒度分級葉綠素a質(zhì)量濃度的測定采用萃取熒光法[16]。水樣預(yù)過濾后，依次經(jīng)孔徑20 μm的篩絹、孔徑2 μm的核孔濾膜和Whatman GF/F玻璃纖維濾膜過濾，對Net(20～200 μm)、Nano(2～20 μm)和Pico(< 2 μm)級浮游植物進(jìn)行截留。截留浮游植物的濾膜用90%的丙酮低溫萃取約24 h，在室溫下用Turner 10-AU熒光計對萃取液進(jìn)行測定。分級葉綠素的計算參照《海洋調(diào)查規(guī)范》進(jìn)行[17]，總?cè)~綠素a質(zhì)量濃度由粒度分級葉綠素a質(zhì)量濃度(Net-Chla，Nano-Chla和Pico-Chla)求和所得。

光合作用速率和初級生產(chǎn)力的測定使用由Nielsen建立，經(jīng)Evans和 Ning等改進(jìn)的14C同位素示蹤法進(jìn)行[18-20]。水樣預(yù)過濾后分別注入到2個250 cm3的白色培養(yǎng)瓶和1個250 cm3的黑色培養(yǎng)瓶中，各培養(yǎng)瓶中依次加入3.7×105Bq的NaH14CO3溶液，置于甲板以表層水溫模擬現(xiàn)場培養(yǎng)。模擬培養(yǎng)器通過選用不同中性光密度的篩網(wǎng)以模擬原采樣層次的光強，同時循環(huán)泵取表層海水以控制水溫。培養(yǎng)完畢后，水樣經(jīng)Whatman GF/F玻璃纖維濾膜過濾，截留有顆粒物的濾膜經(jīng)濃鹽酸熏蒸處理，而后放置閃爍瓶中低溫干燥保存，帶回實驗室后在PE-2900型液體閃爍計數(shù)器上測定，用外標(biāo)準(zhǔn)道比法進(jìn)行萃滅校正。潛在初級生產(chǎn)力(PPP)和現(xiàn)場初級生產(chǎn)力(PP)按照Parsons推薦的公式計算[21]，光合作用速率(PB)為各水層的PPP與Chla的比值。

Chla與環(huán)境因子的關(guān)系采用統(tǒng)計分析軟件SPSS進(jìn)行分析，平面作圖采用Ocean Data View軟件。

2 結(jié)果

2.1 環(huán)境參數(shù)

如表1可知，調(diào)查海域冬季呈現(xiàn)高溫、高鹽、高營養(yǎng)鹽的特征。調(diào)查期間南海北部水溫、鹽度和DIN的均值分別為(21.8±2.1)℃，(33.68±3.09)和(7.37±14.67) μmol/L。水平分布上，近岸海域水溫和鹽度顯著低于陸架、陸坡及開闊海，而溶解氧由近岸向開闊海域逐漸降低。DIN呈現(xiàn)出近岸顯著高于陸架、陸坡及開闊海的趨勢，低值區(qū)位于陸架海域。受海水深度和顆粒物多寡的影響，真光層深度呈現(xiàn)出由近岸向開闊海域逐漸升高的趨勢(表1)。垂直分布上，各斷面水溫隨深度的增加而降低，而鹽度則大體呈現(xiàn)隨深度的增加而增加的趨勢。近岸海域水體垂直混合相對均勻，水溫、鹽度垂直方向變化不大，真光層內(nèi)DIN水平較高，平均為(14.69±27.54) μmol/L，高值出現(xiàn)在水體底部區(qū)域。而陸架、陸坡和開闊海域水體開始出現(xiàn)層化，S1斷面溫、鹽躍層均位于100～150 m，而S2斷面溫、鹽躍層出現(xiàn)在75～150 m，躍層內(nèi)DIN質(zhì)量濃度顯著低于躍層以下水體。此外，從斷面分布來看，S1斷面位于珠江口延伸線上，受河水注入和陸源輸出的影響，該斷面表層水溫、鹽度均低于S2斷面，而DIN則顯著高于S2斷面(圖2)。

表1 2009年2月南海北部不同海域物理、化學(xué)、 生物參數(shù)比較(Mean±SD)Tab.1 Mean ± SD of physical, chemical and biological parameters in the different regions of nSCS in Feb., 2009

注：*真光層測站在近岸站位數(shù)為7，在陸架站位數(shù)為2，在陸坡及開闊海站位數(shù)為6。

2.2 浮游植物現(xiàn)存量

2.2.1 粒度分級葉綠素a質(zhì)量濃度平面分布

圖3給出了調(diào)查區(qū)域各粒級Chla的水柱積分平均值分布情況。從平面分布來看，水柱平均Chla質(zhì)量濃度的變化范圍為0.11～8.37 mg/m3，平均為(1.28±2.23) mg/m3；近岸海域水柱平均Chla質(zhì)量濃度為(3.05±3.05) mg/m3，遠(yuǎn)高于陸架[(0.39±0.09) mg/m3]及開闊海域[(0.18±0.04) mg/m3]，Chla高值區(qū)主要位于珠江口及沿岸海域。各粒級Chla(Net-Chla、Nano-Chla和Pico-Chla)與總Chla的分布趨勢一致，均由近岸向開闊海域逐漸降低，最高值出現(xiàn)在珠江口的A1和A2站位。然而隨著離岸距離的增加，各粒級Chla對總Chla的貢獻(xiàn)存在著明顯差別(表2)。在生物量較高的河口和近岸海域，Net-Chla對總Chla的貢獻(xiàn)最高(40.9%)，Nano-Chla次之(34.6%)，Pico-Chla最低(24.5%)；而在生物量較低的陸坡和開闊海域，Chla的粒級結(jié)構(gòu)則以Pico-Chla占優(yōu)勢，其貢獻(xiàn)率高達(dá)78.9%，Net-Chla和Nano-Chla對總Chla的貢獻(xiàn)率分別為3.9%和17.2%。

圖2 2009年冬季南海北部溫度、鹽度和DIN的垂直分布Fig.2 Vertical distributions of temperature, salinity and DIN in nSCS during the winter of 2009

圖3 2009年冬季南海北部水柱積分平均分級Chl a平面分布Fig.3 Spatial distributions of integral average size-fractionated Chl a concentration in nSCS during the winter of 2009

2.2.2 粒度分級葉綠素a質(zhì)量濃度垂直分布

在垂直分布方面(表2，圖4)，Chla質(zhì)量濃度分布區(qū)域化特征明顯。近岸海域Chla質(zhì)量濃度分布相對均勻，高值位于水體底部(25～50 m)；而在陸架及開闊海域，次表層Chla最大值(SCM)現(xiàn)象明顯，Chla質(zhì)量濃度最大值出現(xiàn)在50～75 m，次表層以下Chla質(zhì)量濃度急劇下降。表層Chla質(zhì)量濃度均值為(1.23±2.38) mg/m3，SCM 均值為(1.63±2.54) mg/m3，二者均由近岸向開闊海域逐漸降低。與總Chla質(zhì)量濃度的分布一致，各粒級Chla的高值區(qū)也出現(xiàn)在次表層，隨著水深的增加，各粒級Chla對總Chla質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)情況變化不大。在近岸海域的表層和SCM，各粒級Chla對總Chla質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)均為Net-Chla> Nano-Chla> Pico-Chla；而在陸架及開闊海域的表層和SCM，各粒級Chla對總Chla質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)均為Pico-Chla> Nano-Chla> Net-Chla。此外，表2還給出了初級生產(chǎn)力對應(yīng)站位各粒級Chla質(zhì)量濃度的真光層積分均值(Ceu)和最大光合作用速率水層的Chla質(zhì)量濃度(Copt)。本次調(diào)查中，最大光合作用速率所在水層均位于表層水體。同時結(jié)合水柱積分均值、Ceu和Copt分析可知，陸架及開闊海域總Chla質(zhì)量濃度高值出現(xiàn)在真光層以內(nèi)(水柱積分值

表2 2009年冬季南海北部不同水層粒度分級Chl a質(zhì)量濃度(Mean±SD)Tab.2 The size-fractionated Chl a concentration of different water layers in nSCS during the winter of 2009 (Mean±SD) mg/m3

注：*近岸站位數(shù)為2，陸架站位數(shù)為1，陸坡和開闊海站位數(shù)為3。

圖4 2009年冬季南海北部各粒級Chl a質(zhì)量濃度垂直分布Fig.4 Vertical distributions of size-fractionated Chl a concentration along transect S1 and S2 during the winter of 2009

2.3 初級生產(chǎn)力

2.3.1 初級生產(chǎn)力的平面分布

初級生產(chǎn)力的分布與Chla類似，表現(xiàn)出近岸高、外海低的特征。調(diào)查結(jié)果顯示(圖5)，調(diào)查期間南海北部的初級生產(chǎn)力分布范圍為344.8～1 222.5 mgC/(m2·d)，平均為(784.2±351.4) mgC/(m2·d)。高Chla的近岸海域初級生產(chǎn)力較高，最大值出現(xiàn)在近岸海域的A3站；陸坡及開闊海域初級生產(chǎn)力較低，最小值位于開闊海域的h站。

2.3.2 光合作用速率的垂直分布

圖6顯示了南海北部潛在初級生產(chǎn)力(PPP)和光合作用速率(PB)的垂直分布。從圖6a中可以看出，南海北部海域各站位初級生產(chǎn)力和光合作用速率的最大值均出現(xiàn)在表層，其中近岸表層PPP(15～30 mgC·m-3·h-1)遠(yuǎn)高于陸架區(qū)、陸坡和開闊海域，從表層以下迅速降低至2 mgC·m-3·h-1以下。陸架海域表層PPP(5.8 mgC·m-3·h-1)介于近岸海域與開闊海域之間，表層以下緩慢降低。開闊海域PPP高值出現(xiàn)在表層，表層以下各水層垂直分布相對均勻，PPP均小于2 mgC·m-3·h-1。不同于PPP的區(qū)域化分布，調(diào)查海域光合作用速率在各海域分布相對均勻。由圖6b可知，冬季南海北部各站位光合作用速率的最大值均出現(xiàn)在表層，且差異不大(13～20 mgC·mgChl-1·h-1)。其中近岸及陸架海域(S2-3站)光合作用速率從表層以下迅速降低，在底層出現(xiàn)最小值；而陸坡和開闊海域的光合作用速率從表層迅速降低，至30～50 m之后略有升高，S1-8站光合作用速率最低值出現(xiàn)在底層，h站位光合作用速率最低值出現(xiàn)在35 m層。

圖5 2009年冬季南海北部初級生產(chǎn)力的平面分布 [單位：mgC/(m2·d)]Fig.5 Spatial distribution of primary production in nSCS during the winter of 2009[unit: mgC/(m2·d)]

圖6 2009年冬季南海北部潛在初級生產(chǎn)力和光合作用速率的垂直分布Fig.6 Vertical distribution of potential primary productivity and photosynthesis rate in nSCS during the winter of 2009

3 討論

3.1 海區(qū)環(huán)境特征與浮游植物現(xiàn)存量

調(diào)查區(qū)域生物量的這種區(qū)域化分布特征與洋流運動下生態(tài)因子的分布密切相關(guān)[6-9]。冬季，南海北部盛行東北季風(fēng)，近岸的表層水在季風(fēng)的驅(qū)動下經(jīng)臺灣海峽向西南方向運動，將豐富的營養(yǎng)鹽輸送至調(diào)查海域的中部；與此同時，整個南海西部形成一支強勁的大尺度氣旋式西邊界流，底層海水沖破躍層向上涌升[7,22-23]，海水垂直混合劇烈，躍層以上水體營養(yǎng)鹽得到補充。我們的觀測也證實了這一系列現(xiàn)象。在沿岸流和珠江沖淡水的雙重影響下，近岸海域營養(yǎng)物質(zhì)豐富。如表1所示，珠江河口及近岸海域DIN高達(dá)(16.4±32.66) μmol·L-3。近岸相對較高的營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度使得群落生物量增加，并向大顆粒Net級浮游植物演替。Chla的分布結(jié)果顯示，南海北部近岸海域水柱平均Chla質(zhì)量濃度均值為(3.05±3.05) mg·m-3，高出陸架和外海Chla近一個數(shù)量級，且其中超過40%由Net級組份所貢獻(xiàn)(表2)。這主要是因為Net級浮游植物有較大的營養(yǎng)鹽半飽和吸收常數(shù)，在高營養(yǎng)鹽條件下競爭能力更強，因而在近岸水體浮游植物群落中占比較高[4,24]。

陸架海域及開闊海域離岸距離遠(yuǎn)，受陸源輸送和徑流的影響較弱，冬季營養(yǎng)物質(zhì)主要依賴于沿岸水在東北季風(fēng)驅(qū)動下向陸架的輸送、以及本地的垂向混合。然而，陸架外反氣旋渦和相對明顯的溫、鹽躍層限制了營養(yǎng)鹽的補充，使得陸架海域及開闊海域的營養(yǎng)鹽(尤其是DIN)質(zhì)量濃度顯著低于近岸海域。調(diào)查結(jié)果顯示，陸架海域和開闊海域的DIN質(zhì)量濃度分別為(4.22±2.58) μmol·L-3和(6.35±4.21) μmol·L-3。由于營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度下降，陸架海域及開闊海域浮游植物現(xiàn)存量不及近岸海域的50%。與近岸區(qū)域不同，浮游植物生物量以Pico級組份為主，這是因為Net級浮游植物營養(yǎng)鹽半飽和常數(shù)大，比表面積小，對細(xì)胞周圍營養(yǎng)鹽的耗散速率較快，當(dāng)細(xì)胞外的營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度較低時，營養(yǎng)鹽供給不能繼續(xù)維持其細(xì)胞的生長。而Pico級浮游植物體積小，比表面積大，營養(yǎng)鹽半飽和常數(shù)小，更適應(yīng)營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度低的環(huán)境，因此在寡營養(yǎng)海域中占據(jù)優(yōu)勢[24]。

表3給出了水柱平均Chla與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果(其中溫度、鹽度、溶解氧和DIN數(shù)據(jù)均采用水柱平均值進(jìn)行分析)。從表中可以看出，調(diào)查海域各粒級Chla質(zhì)量濃度均與DIN呈顯著正相關(guān)，進(jìn)一步證實了營養(yǎng)鹽對浮游植物生物量的促進(jìn)作用。在各粒級浮游植物中，以Net級浮游植物與營養(yǎng)鹽的相關(guān)性最高(R2=0.86，P<0.01)，這說明Net級浮游植物受營養(yǎng)鹽的限制強于粒級較小的浮游植物，進(jìn)一步印證了此前的觀點。Chla質(zhì)量濃度與溶解氧呈顯著正相關(guān)(R2=0.75，P<0.01)，顯示出水體中溶解氧的變化受浮游植物光合作用的控制。隨著水體浮游植物顆粒物增多，透射光迅速衰減，水體透明度下降，這也是近岸水體真光層深度低于陸架及開闊海域的主要原因[25]。一般而言，浮游植物生長有較強的溫度依賴性，在光照和營養(yǎng)鹽適宜的條件下，浮游植物生長率隨水溫的升高而增加[26]，而我們的結(jié)果顯示Chla質(zhì)量濃度與溫度呈顯著的負(fù)相關(guān)，其原因可能是，水溫升高會引起水體分層現(xiàn)象，躍層強度增強，躍層以下富營養(yǎng)水很難輸送至上層水體，低營養(yǎng)鹽限制了浮游植物的生長。此外，調(diào)查結(jié)果顯示，調(diào)查期間Chla與鹽度呈顯著的負(fù)相關(guān)。盡管不同浮游植物對鹽度的耐受性各不相同，但在以往的海洋藻類鹽度耐受性試驗[27-28]中，鹽度梯度設(shè)置多以10～15為間距，以便于觀測鹽度對浮游植物生長的影響，這意味著微小的鹽度變化對浮游植物生長的影響相對較小。調(diào)查海域鹽度梯度變化小于3 (圖2)，鹽度對浮游植物生長的影響相對較弱。相關(guān)性分析結(jié)果中鹽度與Chla的負(fù)相關(guān)可能是因為受沖淡水和陸源輸出的影響，鹽度與營養(yǎng)鹽的分布往往密切相關(guān)，且方向相反[29]。

表3 水柱積分平均分級Chl a與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性Tab.3 Pearson correlation analysis between integral average size-fractionated Chl a concentration of various phytoplankton size classes and various environmental factors

注：*顯著性水平小于0.05，**顯著性水平小于0.01。

3.2 初級生產(chǎn)力與光合作用速率

與浮游植物現(xiàn)存量的分布相似，調(diào)查期間南海北部初級生產(chǎn)力同樣表現(xiàn)出近岸高而外海低的特征。調(diào)查結(jié)果顯示，南海北部的初級生產(chǎn)力分布范圍為344.8～1 222.5 mgC/(m2·d)，最大值出現(xiàn)在近岸海域的A3站位，同樣處于較高水平的還有近岸海域的S1-1站和陸架海域的S2-3站，分別為909.0 mgC/(m2·d)和929.4 mgC/(m2·d)，初級生產(chǎn)力最小值位于開闊海域的h站[344.8 mgC/(m2·d)]。這與此前的調(diào)查結(jié)果略有不同，樂鳳鳳 等[8]對冬季南海北部初級生產(chǎn)力的調(diào)查結(jié)果顯示，初級生產(chǎn)力的最大值位于調(diào)查海域的中部S2-8站[1 040.0 mgC/(m2·d)]，而最低值出現(xiàn)在近岸海域的e站[41.3 mgC/(m2·d)]。通過對比兩個航次的相關(guān)環(huán)境參數(shù)，發(fā)現(xiàn)2006年冬季航次近岸海域的真光層深度顯著低于本次調(diào)查深度，究其原因，可能是2006年冬季航次的e站離岸距離較近，易受到珠江口沿岸濁度帶的影響，水體濁度較高，表層以下的浮游植物生物量和光合作用速率受到光的抑制，從而導(dǎo)致此站位的初級生產(chǎn)力極低；而本航次初級生產(chǎn)力的近岸調(diào)查站位離岸距離較遠(yuǎn)，受沿岸高濁度水體的影響較小。

從各站位不同水層潛在初級生產(chǎn)力的分布來看(圖6)，調(diào)查海域各站位PPP最大值均出現(xiàn)在表層水體中，各站位表層光合作用速率約為光衰減至50%層的2倍。盡管Chla質(zhì)量濃度在次表層出現(xiàn)最大值，但受表層高PB的影響，水柱內(nèi)PPP的最大值依然出現(xiàn)水體的表層。此外，浮游植物生物量對潛在初級生產(chǎn)力的作用也不容忽視，從圖6中可以看出，在PB水平相當(dāng)?shù)谋韺铀w(如A3和S1-8，S1-1和S2-3)，PPP的最高值出現(xiàn)在近岸站位(A3和S1-1)，且明顯高于其他三個站位，這說明近岸海域表層較高的Chla質(zhì)量濃度支持了此區(qū)域較高的潛在初級生產(chǎn)力。

3.3 實測最大光合作用速率數(shù)據(jù)與模型估算的對比

致謝感謝國家海洋局南海分局環(huán)境監(jiān)測中心提供溫度、鹽度和溶解氧數(shù)據(jù)。此研究亦得到“中國海監(jiān)81”調(diào)查船全體船員提供的幫助，在此謹(jǐn)致謝忱。

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Distributionsofsize-fractionatedchlorophyllaandprimaryproductivityinnorthernSouthChinaSeaduringthewinterof2009

ZENG Xiang-xi1,2,3, LE Feng-feng2,4, ZHOU Wen-li1,3, CAI Yu-ming2,4, HAO Qiang*2,5

(1.FisheryScience,TianjinAgriculturalUniversity,Tianjin300384,China; 2.SecondInstituteofOceanography,SOA,Hangzhou310012,China; 3.TheKeyLaboratoryofAquacultureEcologyandCultivation,Tianjin300384,China; 4.LaboratoryofMarineEcosystemandBiogeochemistry,SOA,Hangzhou310012,China; 5.StateKeyLaboratoryofSatelliteOceanEnvironmentDynamics,Hangzhou310012,China)

winter; northern South China Sea; phytoplankton standing stock; primary production; size structure

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2017-03-03

2017-03-24

國家自然科學(xué)基金項目資助(90711006，41306162)；全球變化和海氣相互作用專項項目資助(GASI 03-01-03-03)；國家海洋局第二海洋研究所基本科研業(yè)務(wù)費專項項目資助(JG200816)

曾祥茜(1990-)，女，天津市人，主要從事漁業(yè)資源管理方面的研究。E-mail：zengxiangxi1221@163.com

*

郝鏘(1979-)，男，副研究員，主要從事海洋初級生產(chǎn)力方面的研究。E-mail：haoq@sio.org.cn

Q178.53

A

1001-909X(2017)03-0067-12

10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.008