台风事件对南海北部浮游植物生产力的影响

南海是台风的频发海域，每年大约有8个台风横跨南海，因此台风可能对南海上层的生源物质乃至浮游生物的时空分布施加重要的影响。本项目利用卫星遥感及现场观测数据，研究台风对南海北部浮游植物的影响，评价南海初级生产力对不同类型台风的响应特征，估算台风对南海寡营养盐区生产力贡献。我们前期的初步研究发现，尽管台风事件通常对南海初级生产力增加有显著的贡献，但不同的台风强度和平移速度对海洋初级生产力的贡献有明显的差异，慢移动的弱台风的生产力增加效应更加明显，而快移动强台风引起更大区域范围的生产力增加。本研究将根据南海台风的强度、平移速度、发生时期以及台风路径进一步探讨台风在浮游植物水华中扮演的角色，通过不同类型台风对海洋上层及营养盐的扰动并结合改进的初级生产力模型继而对海洋浮游植物的影响特征调查，以期探明台风事件的发生对南海北部初级生产力的贡献及其海洋学调控机制。

南海是台风频发的寡营养盐海域，有报道显示台风或强风事件常引起该海域的浮游植物生产力增加，本项目重点分析了南海北部不同台风过程的特征及其对浮游植物生产力的影响。通过对卫星遥感资料和现场观测数据的综合分析，首先研究了一个慢移动迂回弱台风对南海北部深水区海洋生产力的影响，进一步探讨了台风的强度、移动速度对深海区海洋浮游植物及生产力增加扮演的角色。以往的南海的相关研究通常关注强度较强、移动慢的台风对深水海区生态系统的影响，并显示混合作用及风诱上升流是台风引起水华的两个重要原因。基于该台风事件前后风场、垂直温盐场及背景环境要素的变化特征对比，解释了该事件对吕宋海峡海域海洋浮游植物生产力的增加机制，并发现本研究中浮游植物水华的诱因同以往研究有所不同。研究结果表明，台风发生前该区域的真光层厚度超过60m，而台风过后混合层厚度仅增加到50m左右，因此，这种叶绿素浓度短期迅速增加很可能是台风诱发的上升流也即营养盐上涌起到更重要作用，而惯性震荡流和混合起到的作用仅仅是把涌升的营养盐重新均匀分配，并非导致真光层营养的直接增加以及浮游植物水华的出现。该研究对南海热带气旋的初级生产力贡献的定量研究具有重要的意义。此外，本项目还通过个例分析，首次报道了南海西北部一个强度较弱移动较快的跨陆架区热带风暴对陆架区浮游植物的影响，通过对比强风事件前后风场、流场及背景环境要素的变化特征，初步揭示了这种强风事件对陆架区海洋浮游植物生产力的可能影响机制。研究结果表明，热带低气压形成前南海西北部夏季叶绿素浓度通常较低（<0.12 mg/m3），气旋发生后，浮游植物叶绿素浓度平均大约增加33%（>0.14mg/m3）。通过对强风事件期间垂向温度、ADCP流速的剖面的分析表明，短暂的强风事件结合陆架区较浅的营养盐跃层等有利的地理条件，很可能导致较强的卷吸混合及惯性震荡流以及降水，诱发了生源物质的由下至上，由近到远的输运，导致浮游植物的迅速增加。