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海洋所揭示西太平洋海山構造對海水生源要素的影響機制

2020-03-25 海洋研究所
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  海山作为深海大洋中的独特地貌,孕育着独特的生态系统,探明海山区生态系统的物质循环和能量流动的关键过程意义重大。中國科學院海洋研究所宋金明团队通过对西太平洋5個典型海山區海水生源要素的影響機制進行系統研究,取得一系列新認識和新發現,研究成果在國際學術刊物Marine Pollution Bulletin 刊發。

  研究團隊通過系統研究西太平洋Y3M2M4MagellanM55個典型海山區不同水層海水中無機溶解態氮磷矽、顆粒態氮磷以及碳等生源要素的分布變化特征,發現Y3M4M5海山區真光層中生源要素受上升流的影響強烈,含量顯著增高,存在“海山效應”,而M2Magellan海山區無“海山效應”。研究指出自東向西的北赤道流(NEC)與海山地形的相互作用是導致該區域海山效應的控制性因素,“海山效應”在同为东西走向的A斷面更爲顯著。處在西太平洋暖池區125-165°E0-16°N5個海山區,研究發現高鹽區和溫躍層、大洋低氧帶和葉綠素最大值層(DCML)等典型大洋水環境特征對其生源要素的分布、遷移和轉化有重要作用。

  研究還首次在低緯度海域的M4海山區發現了罕見的泰勒柱(海山周圍的反氣旋環流結構),通過對M4海山區理論計算和化學、水文、生態等多源數據的綜合分析,等溫線和等鹽度線、流速和流向數據及理論計算結果證實了這一以O站爲中心、半徑爲6.1千米泰勒柱的存在。M4海山泰勒柱導致該海山周圍水體營養鹽、葉綠素a和異養細菌等值線明顯隆起,使200米水深以淺水柱中環境參數的平均值在山頂附近顯著高于山坡水域,泰勒柱對其存在的海山區生態環境有重大影響。

  以上西太平洋海山構造對海水生源要素影響機制研究爲解析海山區生源要素與生態環境的耦合關系、探明海山生態系統運行機制提供了理論支撐。

  該研究得到中科院A类先导科技专项、科技部科技基础资源调查专项、青岛海洋科学与技术试点國家實驗室鳌山科技创新计划项目和国家自然科学基金重大研究计划等支持。馬駿为論文第一作者,宋金明为通讯作者。

  文章鏈接: 

  1. Jun Ma, Jinming Song, Xuegang Li, Huamao Yuan, Ning Li, Liqin Duan, Qidong Wang. Control factors of DIC in the Y3 seamount waters of the Western Pacific Ocean. Journal of Oceanology and Limnology, 2020. DOI: 10.1007/s00343-020-9314-3.

  2. Jun Ma, Jinming Song, Xuegang Li, Huamao Yuan, Ning Li, Liqin Duan, Qidong Wang. Environmental characteristics in three seamount areas of the Tropical Western Pacific Ocean: Focusing on nutrients. Marine Pollution Bulletin, 2019, 143: 163-174.

  3. 馬駿, 宋金明, 李學剛, 袁華茂, 李甯, 段麗琴, 王啓棟. 西太平洋Y3海山對營養鹽的影響及其生態環境效應. 地學前緣, 2020. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.16.

研究涉及的西太平洋海山位置

5個海山區的水層分布差異

發現的M4海山泰勒柱

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