林志堅(jiān)，王曉春，吳瓊

（1.江西省農(nóng)業(yè)氣象中心，江西南昌330046；2.南京信息工程大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210044）

1 引言

黑潮是世界著名的西邊界強(qiáng)流[1-2]，其攜帶的營養(yǎng)鹽是東海營養(yǎng)鹽的主要來源之一[3-6]。研究表明，黑潮營養(yǎng)鹽的輸送具有明顯的季節(jié)變化與年際變化，且年際變化更為顯著[3]。但對于不同層次黑潮營養(yǎng)鹽輸送的年際變化研究還較為缺乏。根據(jù)不同深度東海黑潮水特性，可將其分為100 m之上的表層水，100～400 m的次表層水，400～800 m的中層水以及800 m以下的深層水[7-8]。其中，輸入東海陸架的營養(yǎng)鹽集中于次表層與中層[8]。不同層次東海黑潮營養(yǎng)鹽的輸送量與各層海水的來源有關(guān)，特別是黑潮中層水，其來源包括南海中層水，東菲律賓海中層水以及北太平洋中層水等富含營養(yǎng)鹽的海水[9]，它們都能為東海黑潮提供大量營養(yǎng)鹽[3,10-11]，進(jìn)而影響東海內(nèi)部的營養(yǎng)鹽分布。

Guo等[3]的研究指出，來自南海，北太平洋副熱帶以及北太平洋高緯區(qū)域的中層水都可能引起東海黑潮營養(yǎng)鹽輸送的年際變化。但Chen[12]的研究發(fā)現(xiàn)，輸入東海黑潮中層水的營養(yǎng)鹽主要源于經(jīng)呂宋海峽后匯入黑潮的南海中層水。Mensah等[11]則指出，東海黑潮中層水主要源于北太平洋中層水，而南海中層水并不能持續(xù)向黑潮輸送。因此目前關(guān)于黑潮來源海水對東海黑潮營養(yǎng)鹽輸送的影響仍不是很清楚。此外，源于赤道南北兩側(cè)20°～25°之間向西輸送的東太平洋水也是東海黑潮次表層水的主要來源之一[7,13]。在地形效應(yīng)、風(fēng)場及渦旋等動(dòng)力因素影響下，東海黑潮中層水也會隨上升流到達(dá)次表層，形成黑潮入侵東海的主體[14-15]。因此東海黑潮次表層營養(yǎng)鹽通量變化也是本研究關(guān)注重點(diǎn)。由于目前缺乏東海黑潮及其上游營養(yǎng)鹽輸送的觀測資料，無法直接利用其了解年際尺度上不同來源海水對東海黑潮各層次營養(yǎng)鹽輸送的影響，所以本文將通過海洋-生態(tài)耦合模式的長期積分探究上述問題。此外，黑潮水中硝酸鹽與其它營養(yǎng)鹽的比例較為穩(wěn)定[3]，所以本文以硝酸鹽為例，研究東海黑潮營養(yǎng)鹽輸送的年際變化特征。

圖1 模式模擬區(qū)域和研究區(qū)域（PN斷面：東海黑潮輸送典型斷面，本文中用于評估模式模擬結(jié)果；ETC：東臺灣通道斷面，表征東海黑潮輸送；BSC：巴士海峽斷面；ELZ：呂宋島東部斷面；130SE：130°E斷面）

2 模式設(shè)置與驗(yàn)證

2.1 模式設(shè)置

本文采用的海洋物理-生態(tài)耦合模式包含物理模塊與生態(tài)模塊。其物理模塊基于區(qū)域海洋模式系統(tǒng)（Regional Ocean Modeling System，ROMS）[16]。生態(tài)部分基于 Chai等[17]建立的 Carbon，Silicate，Nitrogen Ecosystem(CoSiNE)模式，其包含4種營養(yǎng)鹽（硝酸鹽，磷酸鹽，硅酸鹽以及氨鹽），兩種浮游植物（小型浮游植物與硅藻），兩種浮游動(dòng)物（微型浮游動(dòng)物與中型浮游動(dòng)物），兩種碎屑物質(zhì)（碎屑氮與碎屑硅），總二氧化碳以及總堿度等生態(tài)變量。目前，該耦合模式已被應(yīng)用于多個(gè)區(qū)域的海洋生態(tài)研究[18-19]。

本文所采用的ROMS-CoSiNE建立在太平洋區(qū)域（99°E～70°W，45°S～65°N），水平分辨率為12.5 km（見圖1），垂直方向采用隨底坐標(biāo)，共30層[20]。模式邊界場與初始場的溫度，鹽度以及營養(yǎng)鹽等數(shù)據(jù)來源于WOA 2005（World Ocean Atlas 2005）數(shù)據(jù)集。氣候態(tài)驅(qū)動(dòng)場來源于CODAS（Common Oceanographic Data Access System，海洋數(shù)據(jù)分級處理系統(tǒng)）資料。模式積分10 a達(dá)到穩(wěn)定后，再利用逐日的NCEP（National Centers for Environmental Prediction，美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心）再分析資料作為強(qiáng)迫場積分[21]，最終得到1997年1月—2016年12月的月平均輸出結(jié)果進(jìn)行分析。

2.2 模擬驗(yàn)證

為檢驗(yàn)?zāi)Ｊ綄|海黑潮水文特征及營養(yǎng)鹽輸送的模擬能力，本文選取日本氣象廳（Japan Meteorological Agency，JMA）1997—2009年P(guān)N斷面（見圖1b）的觀測資料對模擬結(jié)果進(jìn)行評估。圖2對比了PN斷面多年平均流速，硝酸鹽濃度及硝酸鹽通量，其中硝酸鹽通量為流速與濃度的乘積。如圖所示，模式可基本反映東海黑潮表層流速大并隨水深減??；硝酸鹽濃度隨水深不斷增加；最大硝酸鹽通量出現(xiàn)在斷面中部約350 m深度等特征。但模式模擬的東海黑潮流速與硝酸鹽通量大值區(qū)相比觀測結(jié)果向岸一側(cè)偏離，可能造成東海黑潮向岸的輸送量偏大。對垂直于斷面的流速與硝酸鹽通量進(jìn)行面積分得到總流量與硝酸鹽總輸送量。如圖3所示，模式1997—2009年通過PN斷面的總流量與硝酸鹽總輸送量的多年平均結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)接近，特別在2003年后，二者的變化基本一致。因此模式能夠較好再現(xiàn)東海黑潮水文特征與硝酸鹽輸送的年際變化。

圖2 1997—2009年P(guān)N斷面水文特征和營養(yǎng)鹽輸送的JMA觀測資料和模式結(jié)果分布（硝酸鹽通量為流速乘以硝酸鹽濃度，JMA流速則根據(jù)實(shí)測溫度與鹽度計(jì)算得到）

3 結(jié)果

3.1 東海黑潮硝酸鹽輸送及其來源分析

臺灣東部海域是東海黑潮的源頭，因此本文選取東臺灣通道斷面（East Taiwan Channel，ETC）作為東海黑潮流量及硝酸鹽輸送的典型斷面[22]。此外，由于深層水對東海黑潮營養(yǎng)鹽輸送貢獻(xiàn)較弱[8]，所以本文著重分析800 m以上硝酸鹽輸送變化。為了解東海黑潮硝酸鹽的來源，圖4展示臺灣東部及其上游海域800 m以上硝酸鹽及海水輸送分布，由圖可知，二者的輸送路徑（見圖4a、4b）基本一致。在ETC上游，主要有來自東西兩個(gè)方向的海水為其提供營養(yǎng)鹽。在ETC西南側(cè)是來自巴士海峽的海水，追溯其上游可以發(fā)現(xiàn)其混合了南海水和熱帶黑潮水。而熱帶黑潮水包含由低緯度自南向北和由東向西而來的太平洋水，它們先在東菲律賓海匯合，經(jīng)呂宋海峽與南海水混合后，再經(jīng)巴士海峽到達(dá)ETC[23-24]。在ETC東側(cè)，是直接匯入東海黑潮的太平洋水[7]，其可能包含由副熱帶環(huán)流輸送而來的高緯度北太平洋水與低緯度東太平洋水[3,25]。

圖3 1997—2009年JMA觀測與模式模擬通過PN斷面的年平均海水總流量與硝酸鹽總輸送量

為量化東海黑潮上游的硝酸鹽輸送，取呂宋島東部斷面（East Luzon Section，ELZ），巴士海峽斷面（Bashi Channel Section，BSC）及130°E斷面（130°E Section，130SE）作為東海黑潮上游典型斷面，并計(jì)算上述各斷面0～800 m的海水流量及硝酸鹽總輸送量。其中，通過ELZ的海水是熱帶黑潮主體部分[23]；BSC是黑潮入侵南海后流向東海的典型斷面[23]，其海水在ELZ的基礎(chǔ)上增加了南海水[26]；130SE是西太平洋黑潮次表層水源區(qū)直接向東海黑潮輸送的典型斷面[25]。如圖4c所示，800 m之上，東海黑潮流量與硝酸鹽總輸送量分別達(dá)到23.72Sv與157.43 kmol/s。通過ELZ的流量與硝酸鹽總輸送量則分別為20.75Sv與140.59 kmol/s，其值略小于通過ETC的流量與硝酸鹽總輸送量。通過BSC的流量及硝酸鹽總輸送量分別為17.32Sv與112.69 kmol/s，該量值小于通過ETC與ELZ的對應(yīng)輸送量。而通過130SE的流量與硝酸鹽總輸送量分別為15.79Sv，150.69 kmol/s，其值與ETC接近。

為進(jìn)一步顯示不同來源海水對東海黑潮硝酸鹽輸送的影響，利用上游各斷面硝酸鹽總輸送量的月平均時(shí)間序列同ETC上各點(diǎn)硝酸鹽通量作相關(guān)分析。由于黑潮的流速大約為3～10 km/h[27]，因此BSC與ELZ的硝酸鹽輸送量可與ETC硝酸鹽通量做同期相關(guān)。對于130SE，前人研究表明需要60～90 d左右將海水輸送至臺灣東部[15]，但經(jīng)計(jì)算得知通過130SE與ETC的硝酸鹽輸送量的相關(guān)系數(shù)在超前0～3個(gè)月之間的差別不大（未顯示），因此本文將直接采用同期相關(guān)進(jìn)行分析。如圖5a所示，在ETC上，其硝酸鹽通量同通過BSC的硝酸鹽輸送主要呈正相關(guān)，但在斷面西側(cè)近岸部分呈明顯負(fù)相關(guān)。此外，最大正相關(guān)出現(xiàn)在斷面中部400 m水深，說明來自BSC的硝酸鹽可能對東海黑潮次表層與中層水的硝酸鹽通量具有重要作用。不同于BSC，ELZ與ETC硝酸鹽通量的相關(guān)性在次表層中明顯減弱，說明熱帶黑潮水對東海黑潮次表層水的硝酸鹽輸送影響不大，同時(shí)也從側(cè)面說明南海水對東海黑潮次表層水的硝酸鹽輸送具有更為重要影響。對于130SE，其與ETC上硝酸鹽通量的正相關(guān)出現(xiàn)在斷面西側(cè)次表層及斷面中部700 m以下的水中，該結(jié)果說明直接匯入東海黑潮的西太平洋水也可能對東海黑潮次表層與中層水的硝酸鹽輸送具有重要影響。

圖4 東海黑潮及其上游海域0～800 m海水流量及硝酸鹽總輸送量

圖5 ETC上硝酸鹽通量與通過不同斷面的硝酸鹽總輸送量的相關(guān)系數(shù)分布

圖6 展示1997—2016年ETC及其上游各斷面的平均硝酸鹽通量分布。如圖所示，ETC、BSC以及ELZ的最大硝酸鹽通量都出現(xiàn)在200～400 m之間，而130SE的最大值出現(xiàn)在600～800 m之間，該結(jié)果證實(shí)東海黑潮及其上游硝酸鹽輸送集中于次表層與中層水。此外，圖6a顯示，ETC西側(cè)的硝酸鹽輸送大于東側(cè)，最大通量約5.5 mmol/（m2·s），該結(jié)果與Chen等[22]的結(jié)果相近（4.2～7.9 mmol/（m2·s））。結(jié)合圖5可知，來自南海次表層或中層水可能對東海黑潮硝酸鹽大值區(qū)具有重要影響。對于上游各斷面，BSC（見圖6b）和ELZ（見圖6c）的通量分布與ETC類似。而130SE的海水層化明顯，且斷面北部（21.5°N以北）次表層及中層的硝酸鹽通量大于其南部（21.5°N以南）。因此，130SE北部的硝酸鹽通量變化可能對東海黑潮的影響可能更大。

圖61997 —2016年不同斷面的平均硝酸鹽通量分布（單位：mmol（/m2·s），各斷面正值為向東海黑潮輸送方向，見圖3c箭頭所示）

3.2 東海黑潮及其上游硝酸鹽輸送的年際變化

為揭示東海黑潮及其來源硝酸鹽輸送量的年際變化，按照Soeyanto等[15]的定義，將上述斷面的硝酸鹽通量及總輸送量的月平均結(jié)果先去除季節(jié)循環(huán)及線性趨勢后，再作13個(gè)月滑動(dòng)平均得到它們的年際變化序列。

首先利用標(biāo)準(zhǔn)差得到各斷面硝酸鹽通量的年際變化特征（見圖7）。ETC的硝酸鹽通量的年際變化標(biāo)準(zhǔn)差存在兩個(gè)核心區(qū)（見圖7a），分別位于斷面西側(cè)200 m及中部800 m深度，說明東海黑潮硝酸鹽通量在次表層及中層都存在顯著的年際變化。此外，BSC（見圖7b）與ELZ（見圖7c）西側(cè)的硝酸鹽通量變化也都大于東側(cè)，但BSC的標(biāo)準(zhǔn)差大值區(qū)（200～400 m）比ELZ（400～800 m）更淺，說明上述兩個(gè)斷面對東海黑潮硝酸鹽通量的影響深度可能不同。對于130SE（見圖6d），其400 m以上的次表層中，標(biāo)準(zhǔn)差等值線基本平行于水深，但在400 m以下，斷面24.5°N以北部分變化最強(qiáng)，而在23°～24°N部分，通量的變化弱于斷面同深度其它部分。

圖8展示了通過ETC、BSC、ELZ以及130SE硝酸鹽總輸送量的年際變化序列及對應(yīng)功率譜曲線。ETC的硝酸鹽輸送具有顯著的年際變化趨勢（見圖8a），其標(biāo)準(zhǔn)差為29.49 kmol/s，超過總標(biāo)準(zhǔn)差（原始月平均序列）的一半（51.55 kmol/s）。功率譜分析也顯示ETC的硝酸鹽總輸送量存在約3 a與7 a的年際變化周期（見圖8b），其與東海黑潮海水流量的年際變化周期相似[28]。通過ELZ的硝酸鹽輸送周期同ETC最為相近（見圖8f），說明熱帶黑潮硝酸鹽向東海輸送過程中，其年際變化周期沒有改變，原因可能是黑潮硝酸鹽輸送主要受流速而非硝酸鹽濃度變化的控制[3]。此外，圖8c、8e與8g顯示，BSC、ELZ以及130SE的硝酸鹽總輸送量同樣具有顯著的年際變化，它們的年際變化標(biāo)準(zhǔn)差分別為44.83 kmol/s、44.16 kmol/s和43.46 kmol/s，約占各自總標(biāo)準(zhǔn)差的一半（91.21 kmol/s、95.19 kmol/s和86.43 kmol/s）。功率譜分析顯示BSC的硝酸鹽總輸送量也存在約3 a的年際變化周期（見圖8d），而130SE的硝酸鹽總輸送量則具有約2 a、4.5 a和6.5 a 3個(gè)年際變化周期（見圖8h）。

圖7 不同斷面硝酸鹽通量年際變化的標(biāo)準(zhǔn)差分布（單位：mmol/（m2·s））

3.3 東海黑潮與其上游硝酸鹽輸送的年際變化關(guān)系

前文分析顯示，東海黑潮及其來源硝酸鹽輸送都具有顯著的年際變化，下面進(jìn)一步探究年際尺度上它們之間的關(guān)系。圖9顯示ETC上硝酸鹽通量與上游各斷面硝酸鹽總輸送量年際變化的相關(guān)系數(shù)分布。相比圖5，年際尺度上，東海黑潮與上游各斷面硝酸鹽總輸送量的相關(guān)性都明顯增強(qiáng)。BSC的硝酸鹽輸送對東海黑潮的影響還是主要體現(xiàn)在ETC的次表層與中層（見圖9a）。同時(shí)，在斷面西側(cè)硝酸鹽通量大值區(qū)依然呈負(fù)相關(guān)分布。相似情況也出現(xiàn)在圖9b，說明熱帶黑潮水與南海水的硝酸鹽輸送增強(qiáng)都能引起東海黑潮近岸側(cè)硝酸鹽輸送減弱。此外，相比圖5b，年際尺度上，熱帶黑潮水的硝酸鹽輸送對東海黑潮表層與次表層的通量影響更大，而對中層水影響減弱。130SE硝酸鹽輸送對東海黑潮硝酸鹽通量的影響也明顯增強(qiáng)，特別在ETC硝酸鹽通量大值區(qū)。說明年際尺度上，由西太平洋直接匯入東海黑潮的海水可能對黑潮近岸一側(cè)硝酸鹽輸送的變化有更為重要的作用。

圖8 通過不同斷面硝酸鹽總輸送量的年際變化時(shí)間序列及對應(yīng)功率譜曲線（圖a中紅色虛線為年際尺度上硝酸鹽總輸送平均值加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，藍(lán)色虛線為平均值減一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。圖c、e、g的紅色點(diǎn)為不同斷面的硝酸鹽總輸送量大于其平均值加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的月份，藍(lán)色點(diǎn)是小于其平均值減一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的月份。圖b、d、f、h中虛線為75%置信度線）

圖9 年際尺度上ETC上各點(diǎn)硝酸鹽通量與上游通過不同斷面硝酸鹽總輸送量的相關(guān)系數(shù)分布

為進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)論，圖10展示年際尺度上ETC硝酸鹽高低輸送時(shí)期，其與上游各斷面硝酸鹽通量的距平合成圖。其中高輸送為ETC硝酸鹽總輸送量高于自身平均加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的月份（見圖8a中高于紅色虛線的月份），低輸送時(shí)期為總輸送量低于自身平均減一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的月份（見圖8a中低于藍(lán)色虛線的月份）。如圖10a，通過ETC的硝酸鹽輸送較強(qiáng)時(shí)，斷面中部600～800 m的硝酸鹽通量增加最為顯著，最大增加量超過0.50 mmol/（m2·s），但在近岸側(cè)200 m水深增加較少，說明東海黑潮硝酸鹽總輸送量的增加主要表現(xiàn)為中層通量的增加，而次表層增加較少。與之對應(yīng)，BSC的硝酸鹽通量在600～800 m水深也出現(xiàn)增加（見圖10b）。同時(shí)，由于ELZ硝酸鹽通量在中層水中減小（見圖10c），因此南海中層水的混入能引起東海硝酸鹽通量增加，該結(jié)果與Chen[12]的結(jié)論一致。此外，130SE的中層水中存在兩個(gè)硝酸鹽通量增加核心，其增量都超過0.2 mmol/（m2·s）（見圖10d），說明來自130SE的中層水可能是引起東海黑潮ETC硝酸鹽通量增加的原因之一，而增加的硝酸鹽來源于斷面21.5°N以南與23.25°～24.25°N之間400 m之下的海水。

當(dāng)通過ETC的硝酸鹽輸送較弱時(shí)，斷面近岸次表層與中層水都存在通量減少核心區(qū)（見圖10e），其減少量都超過0.4 mmol/（m2·s），且中層減少范圍更大，說明東海黑潮硝酸鹽輸送的增加與減弱主要為中層通量的變化。與ETC類似，BSC的硝酸鹽通量也有兩個(gè)減小核心區(qū)（見圖10f），且最大減少量與ETC相當(dāng)，不過，BSC次表層減少量大于中層。結(jié)合前文可知，BSC的硝酸鹽通量變化對東海黑潮硝酸鹽輸送的影響最為顯著。圖10g顯示，ELZ硝酸鹽通量總體呈負(fù)距平，但變化量遠(yuǎn)小于其平均通量（見圖6c）。結(jié)合前文，可以認(rèn)為ELZ對東海黑潮硝酸鹽輸送影響較小。圖10h顯示，130SE存在兩個(gè)硝酸鹽通量減少核心與3個(gè)增加核心，且最大減少出現(xiàn)在斷面北側(cè)（24°N附近）的600～800 m深度中。結(jié)合圖10d，130SE上與黑潮硝酸鹽輸送增加和減少同期變化區(qū)域主要為23.25°～24.25°N部分，因此該部分輸送的西太平洋海水相比斷面其他部分對東海黑潮硝酸鹽輸送更為重要。

圖10 年際尺度上通過ETC的硝酸鹽高輸送量與低輸送量時(shí)不同斷面的硝酸鹽通量距平合成圖（單位：mmol（/m2·s））

下面進(jìn)一步分析東海黑潮硝酸鹽通量對上游各斷面硝酸鹽輸送年際變化的響應(yīng)。與圖10相似，圖11為年際尺度上，上游各斷面硝酸鹽高低輸送時(shí)期ETC硝酸鹽通量的距平合成圖。各斷面高低輸送時(shí)期的選取方法與圖10類似，同時(shí)為消除上游斷面的相互影響，去除了各斷面同期強(qiáng)弱輸送月份，其結(jié)果在圖8c、8e與8g中顯示（圖8c、8e和8g的紅色點(diǎn)為3個(gè)斷面的高輸送月份，藍(lán)色點(diǎn)為低輸送月份）。當(dāng)BSC的硝酸鹽輸送較強(qiáng)時(shí)，ETC中層水中的通量明顯增加，最大值約為0.6 mmol/（m2·s）。但在近岸側(cè)的次表層明顯減弱，最大減少超過0.7 mmol/（m2·s）（見圖11a）。當(dāng)BSC的硝酸鹽輸送較弱時(shí)，ETC中層通量明顯減弱（見圖11d），只是相比圖11a，其減弱核心更深且向西移動(dòng)。結(jié)合圖10b、10f、11a和11d可以發(fā)現(xiàn)，BSC的硝酸鹽輸送變化主要能引起東海黑潮中層水硝酸鹽通量變化，原因可能是富含營養(yǎng)鹽的南海中層水加入[12]。此外，由于東海黑潮硝酸鹽總輸送量變化主要體現(xiàn)在中層水中通量變化，因此該結(jié)果證實(shí)，BSC硝酸鹽輸送變化對東海黑潮的影響最為顯著。但是，BSC對東海黑潮次表層硝酸鹽通量的影響較為復(fù)雜，原因可能是BSC的次表層水來源較為復(fù)雜，且不同水源的相對貢獻(xiàn)變化較大[11]。對于ELZ，不論其強(qiáng)弱輸送（見圖11b、11e），在ETC西側(cè)都顯示硝酸鹽通量的增加。結(jié)合前文，不難看出ELZ的硝酸鹽輸送對東海黑潮硝酸鹽輸送的年際變化影響較小。對于130SE，其硝酸鹽強(qiáng)輸送（見圖11c）與弱輸送（見圖11f）時(shí)，ETC硝酸鹽通量距平呈相反分布，即高輸送時(shí)，ETC近岸側(cè)200 m與800 m水深都存在硝酸鹽通量的增加核心區(qū)，而在低輸送時(shí)對應(yīng)位置為減少核心區(qū)。兩個(gè)核心區(qū)同ETC硝酸鹽通量年際變化的顯著位置一致（見圖11a），也與圖8中兩個(gè)相關(guān)系數(shù)大值區(qū)相近。不同的是，高輸送時(shí)，次表層硝酸鹽通量的最大增量（約0.60 mmol/（m2·s））大于中層（約0.30 mmol/（m2·s）），但在低輸送時(shí)，兩個(gè)核心區(qū)的硝酸鹽通量減少量相近（約0.20 mmol/（m2·s））。上述結(jié)果表明，年際尺度上，130SE的硝酸鹽總輸送量變化對東海黑潮次表層與中層的硝酸鹽通量變化都有影響，且在高輸送時(shí)對次表層作用更強(qiáng)。該特征形成原因在于，通過130SE的海水包含東太平洋水及北太平洋水[25]，在厄爾尼諾（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）、北太平洋年代際濤動(dòng)（Pacific Decadal Oscillation，PDO）等年際，年代際氣候事件影響下，北半球副熱帶環(huán)流發(fā)生變化，進(jìn)而影響這兩種海水輸送[29-30]，最終引起東海黑潮次表層與中層的硝酸鹽通量發(fā)生變化。不過，130SE的硝酸鹽輸送小于BSC對東海黑潮中層硝酸鹽通量的影響。

圖11 通過不同斷面的硝酸鹽高低輸送時(shí)ETC硝酸鹽通量年際變化的距平合成圖（單位：mmol/（m2·s））

4 結(jié)果

本文利用ROMS-CoSiNE北太平洋海洋物理-生態(tài)耦合模式分析年際尺度上東海黑潮硝酸鹽輸送的變化，得到以下結(jié)論：

（1）東海黑潮硝酸鹽的主要來源包括經(jīng)巴士海峽匯入東海黑潮的南海水、熱帶黑潮水以及直接匯入東海黑潮的西太平洋海水；

（2）東海黑潮及其上游的硝酸鹽輸送都具有顯著的年際變化，且在100～400 m的次表層與400～800 m的中層水中變化更為顯著。東海黑潮的硝酸鹽輸送具有3 a與7 a兩個(gè)年際變化周期。此外，年際尺度上，ETC、BSC以及ELZ硝酸鹽通量變化都為西側(cè)（近岸）強(qiáng)于東側(cè)（離岸）。沿130SE，次表層硝酸鹽通量變化基本一致，但在中層水中，23°～24°N的變化弱于同深度其它部分；

（3）熱帶黑潮水對東海黑潮硝酸鹽輸送的影響較弱，但在混合南海水后，對東海黑潮的影響明顯增強(qiáng)。通過分析發(fā)現(xiàn)，南海水的加入能夠引起東海黑潮中層水硝酸鹽通量顯著變化，但對次表層的影響較為復(fù)雜；另外，直接匯入黑潮的西太平洋海水對東海黑潮次表層與中層的硝酸鹽輸送都有一定影響，但對次表層的影響更為顯著。

東海黑潮營養(yǎng)鹽的輸送對東海營養(yǎng)鹽的分布及生態(tài)系統(tǒng)具有重要影響。年際尺度上，不同來源海水對東海黑潮營養(yǎng)鹽輸送影響程度的理解，可為東海營養(yǎng)鹽的變化機(jī)理和預(yù)報(bào)提供理論依據(jù)。不過，本文的分析主要基于海洋物理-生態(tài)耦合模式的輸出結(jié)果，還需要更多觀測資料進(jìn)行驗(yàn)證。