遥感估测南海混合层浮游植物总损失量季节变化和空间分布

Total phytoplankton loss is an informative indicator of the ocean ecosystem status, and it is a key parameter in ocean carbon cycle models. Furthermore, to verify the output of ecosystem models, information is needed about the temporal ans spatial variation in total phytoplankton loss.Total phytoplankton loss exhibits significant temporal and spatial variations in the mixed layer due to the complex environment in South China Sea, which affects water column nutrient concentrations and physical forcings. Its temporal and spatial variations effect the accuracy of ocean carbon cycle models directly.The proposed study intends to model phytoplankton growth in the mixed layer of the South China Sea by using in situ data combined with remotely sensed data. Seasonal and spatial variations of total phytoplankton loss in the mixed layer will be studied and related to ocean environmental parameters. The expectations of the proposed study are to obtain information about seasonal and spatial variations in phytoplankton growth;to explain the pattern of seasonal variations in total phytoplankton loss in the mixed layer;to clarify the spatial distribution in total phytoplankton loss;to determine the main influencing factors of the seasonal and spatial variations in total phytoplankton loss from the mixed layer.The proposed study should have an important role in furthering understanding of the phytoplankton biogeochemical cycle and establishing reasonable parametered carbon cycle models. It would also have significance for carbon cycle models that provide a scientific basis for quantifying the carbon cycle in the ocean ecosystem.

浮游植物损失量不仅是海洋生态系统状态的信息指示参数，也是海洋碳循环模型中的一个关键参数。同时在验证生态系统输出模型时，也需要考虑浮游植物损失量的时空变异。南海因环境条件复杂，而导致混合层水体中营养盐和物理环境因子存在差异，因此浮游植物总损失量存在着显著的时空分异，直接影响到海洋碳循环模型的精确度。本项目拟以实测和遥感数据相结合，借助模型反演南海混合层浮游植物生长量，研究混合层浮游植物总损失量的时空分异特征，探讨浮游植物总损失量时空分异与海洋环境参数的关系。预期获得南海混合层浮游植物生长量的时空分异特征；揭示浮游植物总损失量的季节变化规律；阐明浮游植物总损失量的空间分布特征；确定影响混合层浮游植物总损失量时空分异的主要因子。本项目对理解南海浮游植物生物化学循环过程，构建合理的碳循环模型有重要意义，也可为海洋生态系统浮游植物碳循环的定量化研究提供科学依据。

浮游植物损失量不仅是海洋生态系统状态的信息指示参数，也是海洋碳循环模型中的一个关键参数。同时在验证生态系统输出模型时，也需要考虑浮游植物损失量的时空变异。本项目以分析了南海北部藻种种群的分布特征，及其与海洋环境参数的相关关系；此外，实测和遥感数据相结合，借助模型反演了白令海混合层浮游植物生长量，在此基础上利用蒙特卡洛方法计算了混合层浮游植物总损失量的时空分异特征；结果发现：（1）各站点间的浮游植物细胞种类相差不大。而浮游植物细胞的密度存在明显的空间分布差异。各站点的甲藻的种类数和密度都明显低于硅藻。（2）各站点的温度与浮游植物细胞密度没有相关性，而盐度与浮游植物细胞总密度表现出较显著的负相关关系。各站位硅藻和浮游植物细胞总密度的变化规律与Chl-a 表现出一致的变化趋势，而甲藻密度则与 Chl-a浓度相关性不明显。（3）白令海混合层浮游植物日损失量在温暖年份（2000-2006年间）为 950 mg C /m−2 d−1，在寒冷年份（2007-2010年）为859 mg C m−2 d−1；在温暖和寒冷年份浮游植物损失量和初级生产力具有一致的季节变化规律和空间分布特征，且呼吸损失量在各分损失量中占的百分数最大；（4）利用小波分析法对海表温度和盐度进行分析，研究结果发现海表温度和海表盐度具有明显的年内变化周期，海表温度的年际变化周期为 4 年，海表盐度的年际变化周期为5-6年。