海洋所在揭示西太平洋海山構造對海水生源要素影響機制方面獲新進展

  海山作為深海大洋中的獨特地貌,孕育著獨特的生態系統,探明海山區生態系統的物質循環和能量流動的關鍵過程意義重大。中科院海洋所宋金明研究團隊通過對西太平洋5個典型海山區海水生源要素的影響機制進行系統研究,取得了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硅、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”在同為東西走向的A斷面更為顯著。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站為中心、半徑為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為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。 

 

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

    

  該研究得到中國科學院A類先導科技專項、科技部科技基礎資源調查專項、青島海洋科學與技術試點國家實驗室鰲山科技創新計劃項目和國家自然科學基金重大研究計劃等支持。馬駿博士為論文第一作者,宋金明研究員為通訊作者。 

 

  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, 李寧, 段麗琴, 王啟棟. 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.  


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