论文部分内容阅读
海山是海底最为重要而特殊的地理实体。海山对上层海洋生态动力过程最显著的调控在于改变其水文动力过程,进而影响真光层水体浮游植物群落结构。由于海山在海拔、洋流特征、温盐结构等方面的差异,该过程的驱动和维持机制仍未得到较系统的梳理和剖析,这也限制了我们对海山生态系统的进一步认知。本论文针对海山区真光层水体浮游植物群落结构对水文动力过程是否存在响应这一科学问题,选取西太平洋马尔库斯威克海山链的德茂平顶海山、巴蒂泽平顶海山、牛郎平顶海山和麦克唐纳平顶海山,东太平洋的刺螺平顶海山群为研究对象,借助大洋45、大洋50航次所获取的样品和数据,分析真光层浮游植物群落结构、生物量和空间分布差异,并开展比较研究,以验证科学假设。研究表明,西太平洋海山区山顶相对于山腰和山脚具有明显较高的Chl a浓度,德茂、牛郎和麦克唐纳平顶海山山顶Chl a水柱积分值分别为39.62 mg m-2、30.01 mg m-2和31.82 mg m-2,约为山腰和山脚的1.5-2.5倍。Pico级浮游植物是海山区的优势类群,主要以聚球藻和原绿球藻为主,Nano级的定鞭藻次之,Micro级的硅藻和甲藻对整个浮游植物类群生物量贡献在10%以下。从剖面来看,牛郎平顶海山存在着次表层高盐水的涌升,等密度面抬升,同时其叶绿素最大值层明显更浅;而德茂和巴蒂泽平顶海山虽然整体等密度面下凹,但是由于存在着反气旋涡旋边缘涌升的亚中尺度过程影响,其浮游植物生物量依然较高,并且存在着西高东低的分布特征。这主要是在涡旋东侧受到涡对的影响,营养盐供应不能满足浮游植物生长的需要,因而呈现出明显的空间分布差异特征。东太平洋刺螺平顶海山群东、西两个山顶及其邻近区域的浮游植物生物量存在较明显的空间变异性,Chl a水柱积分平均值为24.26±7.68 mg m-2,最大值出现在西侧山脚站位,最小值出现在东侧山顶站位,西侧海山顶浮游植物生物量是东侧海山顶的约2.2倍。浮游植物类群以Pico级的原绿球藻为主,对生物量的平均贡献率为46.2%,其次是青绿藻和聚球藻,硅藻、绿藻、甲藻在整个研究海域对TChl a的贡献比重均较低。上层的温、盐、叶绿素荧光等具有典型层化特征,在西测海山山顶站位,等密度面略有抬升,相对应的叶绿素最大值层也存在一定抬升的现象。东西侧海山差异可能是由于刺螺海山群西侧地势阻挡的原因,导致东侧海山浮游植物生长受到营养盐限制。对比东、西太平洋海山区发现,西太平洋各海山平均水柱Chl a值都高于东太平洋的刺螺海山群,可能由于西太平洋海山区受到冷涡和暖涡带来的影响。本论文选取的海山都属于深层海山,虽然在各海山山顶都存在高Chl a的现象,但最高值主要出现在紧邻山顶站位的山腰处的表层水体,与前人研究的浅水海山和中层海山出现的由泰勒柱引起的山顶Chl a峰值对比,说明不同深度的海山对浮游植物生物量的影响是不同的。在浮游植物群落结构方面,研究区域同处寡营养海域,浮游植物类群呈现相似的结构,以Pico级浮游植物为优势类群。对影响浮游植物生物量的环境因素分析表明,温度是影响浮游植物生物量最重要的因素,环境因子参数之间大多存在较强的相关性,温度与各类营养盐基本呈现显著负相关关系,各类营养盐之间呈极显著正相关关系。聚球藻和温度有良好的正相关性,原绿球藻与各类营养盐相关性较好。