南海南部海域夏季分粒级叶绿素a浓度的分布特征及其影响因素

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㊀㊀收稿日期：２０１２－０６－１７基金项目：ＷＥＳＴＰＡＣ国际合作项目“ 西太平洋海域海洋灾害对气候变化的响应” 。通讯作者：冉祥滨。Ｅｍａｉｌ：ｒｘｂ＠ｆｉｏ．ｏｒｇ．ｃｎ作者简介：车宏，１９８８年生，女，硕士研究生，主要研究方向为海洋生态学和水环境化学研究。
第３３卷第４期２０１２年㊀７月
水生态学杂志ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｅｃｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．４㊀Ｊｕｌ．㊀２０１２
南海南部海域夏季分粒级叶绿素ａ分布及影响因素
车㊀宏１，冉祥滨１，臧家业１，刘㊀军１，郑㊀立ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，乔方利２，战㊀闰１
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第３３卷第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀水生态学杂志㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１２年７月
１㊀材料与方法
１．１㊀水样采集２００９年６月研究者利用“ 向阳红９号” 调查船９个采对南海海域进行现场调查。调查海域共设２样点（见图１），对Ｃｈｌａ、温度、盐度和营养盐进行现场观测。Ｃｈｌａ采样层次分别为０、１０、３０、５０、１００和２００ｍ；分级Ｃｈｌａ采样层次分别为０、１０、３０、５０和１００ｍ；营养盐、温度和盐度等其他参数采样深度为０、１０、３０、５０、１００、２００和５００ｍ。
２㊀结果
２．１㊀叶绿素ａ的平面和垂直分布调查海域各层次叶绿素ａ分布见图２。在５０ｍ及以浅水体，Ｃｈｌａ的浓度在北部高纬度和南部低纬０ ʎ １３ ʎ 水域浓度较度水域浓度较低，而在北纬１高，高值区主要位于邻近越南海岸的一侧；在１００ｍ水层，叶绿素浓度差异不大，仅在北部高纬度和南部低纬度的局部水域存在小高值；在２００ｍ水层，纬度ｈｌａ，而低纬度水域多为未高的水域存在一定量的Ｃ检出。从局部来看，位于南沙群岛附近的７个站位（Ｃ０３、Ｃ０４、Ｃ０５、Ｃ０６、Ｃ１２、Ｃ１１和Ｃ１０）Ｃｈｌａ的平均含量普遍偏低，尤其从表层至５０ｍ层Ｃｈｌａ的含量与其他站位同层次的Ｃｈｌａ含量相比均为最小；而位于南沙群岛外的Ｃ０７、Ｃ０８、Ｃ１５、Ｃ１６和Ｃ１８５个站位同一层次的Ｃｈｌａ浓度均高于其他邻近的站位，平均浓度也相对较高。
（１．国家海洋局第一海洋研究所海洋生态环境科学与工程国家海洋局重点实验室，山东青岛㊀２６６０６１；２．国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室，山东青岛㊀２６６０６１）摘要：利用２００９年６月南海综合调查数据，分析了分粒级叶绿素ａ（Ｃｈｌａ）的分布特征及其影响因素。Ｃｈｌａ浓度为未检出至０．５１μ ｇ／Ｌ，平均值为（０．１０ʃ ０．０９）ｇ／Ｌ，自表层向底层逐渐升高，至５０ｍ达到最高值，而后迅速 μ ００ｍ以深的水体中，Ｃｈｌａ含量很少，水深达到２００ｍ时，Ｃｈｌａ的含量接近于零，部分站位Ｃｈｌａ含量低降低，在１于检出限。分粒级Ｃｈｌａ结果表明，Ｐｉｃｏ级Ｃｈｌａ（＜２μ ｍ）浓度０．０２０．４０μ ｇ／Ｌ，平均值（０．１０ʃ ０．０７）μ ｇ／Ｌ，垂向分布上与Ｃｈｌａ总量一致，浓度最高值位于５０ｍ；Ｎａｎｏ级Ｃｈｌａ（２２０μ ｍ）浓度０．００４０．１２μ ｇ／Ｌ，平均值０．０２ʃ ０．０２）μ ｇ／Ｌ，垂向分布变化不大，在５０ｍ为高值；Ｍｉｃｒｏ级Ｃｈｌａ（２０２００μ ｍ）浓度０．００１０．０５μ ｇ／Ｌ，（平均值（０．００６ʃ ０．００９）ｇ／Ｌ，垂向分布变化不大，在表层为高值。分级Ｃｈｌａ对总Ｃｈｌａ的贡献主要以细胞粒径 μ ０．７２μ ｍ的Ｐｉｃｏ级Ｃｈｌａ占优势（８１．７％ʃ ８．９％），其次是２２０μ ｍ的Ｎａｎｏ级Ｃｈｌａ（１３．２％ʃ ６．２％），粒径＞２０μ ｍ的Ｍｉｃｒｏ级Ｃｈｌａ的贡献最小（５．１％ʃ ３．７％）。调查海域内普遍存在潜在氮限制因素，但不存在硅限制。温度、营养盐浓度、营养盐比值、真光层厚度和水文状况是控制不同粒级Ｃｈｌａ含量及分布的主要因素。关键词：南海；叶绿素ａ；粒级结构；营养盐限制中图分类号：Ｘ１７１㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１６７４－３０７５（２０１２）０４－００６３－１０
维滤膜（ＷｈａｔｍａｎＧＦ／Ｆ）过滤（分离０．７２．０微微型Ｃｈｌａ，Ｐｉｃｏ级）。对截留在滤膜上的Ｃｈｌａ用９０％丙酮溶液萃取，将萃取液在１０ＡＵ型唐纳荧光ｈｌａ的浓度（Ｐａｒｓｏｎｓｅｔａｌ，仪上测定，并计算Ｃ１９８４）。
图１㊀南海南部海域叶绿素ａ观测站位Ｆｉｇ．１㊀ＳａｍｐｌｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆＣｈｌａｉｎｔｈｅＳｏｕｔｈｅｒｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ
对调查水域中不同层次的Ｃｈｌａ进行分析，表ｈｌａ的含量为０．０４０．２１μ ｇ／Ｌ，平均值为层Ｃ０．０８μ ｇ／Ｌ。在１０ｍ及３０ｍ水层中，其Ｃｈｌａ的范围分别为０．０５０．２１和０．０４０．２９μ ｇ／Ｌ；５０ｍ水层中出现Ｃｈｌａ含量的最大值，为０．５１μ ｇ／Ｌ；此后，随着深度的继续增加，Ｃｈｌａ含量开始减少，在１００ｍ水层中Ｃｈｌａ的平均含量降为０．０８μ ｇ／Ｌ；到２００ｍ水层中Ｃｈｌａ的含量极低，平均值仅为０．００２μ ｇ／Ｌ。Ｃｈｌａ浓度垂向沿深度变化较大，由表层至２００ｍ层先升高后降低，大部分站位Ｃｈｌａ最大值出现在约５０ｍ处，有部分低纬度水域的最大值出现在１００ｍ。２．２㊀叶绿素ａ的断面分布本次调查沿纬度方向共分成４条断面（断面１：Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ２５、Ｃ２６、Ｃ２７、Ｃ２８、Ｃ２９和Ｃ３０；断面２：Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、Ｃ１９、Ｃ２０和Ｃ２１；断面３：Ｃ０７、Ｃ０８、Ｃ０９、Ｃ１０和Ｃ１１；断面４：Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ０３、Ｃ０４、Ｃ０５和Ｃ０６）。Ｃｈｌａ的总体分布情况沿纬度方），除５０ｍ层外，各断面向上变化较为明显（见表１Ｃｈｌａ的平均含量均随着纬度的降低而呈现升高的趋势；而在５０ｍ层，断面２和断面３的Ｃｈｌａ平均浓，为０．２７μ ｇ／Ｌ，断面４度较高，最高值出现在断面２Ｃｈｌａ的含量较低，为０．１７μ ｇ／Ｌ。
２㊀㊀南海海域面积约为３５０万ｋｍ，是我国最大的
态系统群落结构和营养关系中起着重要作用，且随细胞粒度的不同，其作用各异。一般而言，不同海域的浮游生物组成存在明显的差异，这与海域的海洋环境状况密切相关。如在高纬度的白令海区的研究ｈｌａ（Ｐｉｃｏ级）６０．０％，占有优势，微型表明，微微型ＣＣｈｌａ（Ｎａｎｏ级）占２６．６％，微小型Ｃｈｌａ（Ｍｉｃｒｏ级）仅占１３．４％（刘子琳等，２０１１）；而在厦门的近海海域Ｐｉｃｏ级Ｃｈｌａ仅占９．７％，对Ｃｈｌａ的贡献量很小，Ｎａｎｏ级和Ｍｉｃｒｏ级Ｃｈｌａ占有优势，分别占４１．０％和４９．３％（曹振锐等，２００５）；在低纬度的南海，Ｐｉｃｏ级Ｃｈｌａ占６３％左右（夏季）（Ｎｉｎｇｅｔａｌ，２００４），与高纬度的白令海相似，其仍然是占有优势的浮游植物类别。国内学者已对南海Ｃｈｌａ开展了若干研究（刘子琳等，１９９８；Ｎｉｎｇｅｔａｌ，２００４；彭欣等，２００６；乐凤凤等，２００８；Ｌｉｎｅｔａｌ，２０１０），但调查站位以北部水域为主。目前，有关南海南沙群岛及其附近海ｈｌａ的研究较少。对于该海域Ｃｈｌａ，域不同粒级Ｃ特别是不同粒级Ｃｈｌａ的研究，有助于加深对南海典型水域浮游植物组成特征的认识，对阐明该生态系统的结构和功能具有重要意义。本文利用２００９年６月对南海综合调查的数据，对南海南部海域（包括南沙群岛海域）分粒级Ｃｈｌａ进行分析，旨在为这一海域的海洋生态环境研究提供参考。
半封闭深水边缘海。由于南海独特的自然环境，其在全球生物地球化学循环中具有其他地区不可替代的作用与地位。首先，上升流是该海域一个普遍的现象，在海洋通量、生态系统构成中具有特殊的作用（Ｎｉｎｇｅｔａｌ，２００４；Ｌｉｎｅｔａｌ，２０１０）；其次，该海域与区域气候和陆地相互作用，对环境变化具有极高的敏感性和放大作用。所以，南海在环境演变过程中，其生物、化学等因子具有较好的指示作用。浮游植物是海洋生态系统的初级生产者，在生态系统的物质循环和能量流动中起着不可替代的作用。受不同尺度物理、化学和生物过程的影响，浮游植物的空间分布具有差异性（Ｄｅｎｍａｎｅｔａｌ，２００１；张彤辉等，２００７），叶绿素ａ（Ｃｈｌａ）浓度的高低是直接反映浮游植物生长、繁殖和代谢的基本参数，同时也深刻影响着生源要素生物地球化学过程，因此它是海洋化学和海洋生物调查的基础（Ｆｏｗｌｅｒ，１９９０；高素兰，１９９７）。浮游植物的丰度与分布在海洋生
１．２㊀分析方法现场用Ｓｅａｂｉｒｄ９１１Ｐｌｕｓ仪器观测温度、盐度等水质参数，并采集不同深度的水样。水样采集后，先取溶解氧（ＤＯ）样品（ＧＢ１７３７８．４２００７），之后取一定体积的水样，立即用孔径０．４５μ ｍ的醋酸纤维滤膜过滤，滤液装于１００ｍＬ洁净的聚乙烯瓶中，－２０ ħ冷冻保存，用于测定硝酸盐（ＮＯＮ）、亚硝酸３盐（ＮＯＮ）、氨氮（ＮＨＮ）、磷酸盐（ＰＯＰ或ＤＩＰ）２４４和硅酸盐（ＳｉＯＳｉ或ＤＳｉ）。溶解无机氮（ＤＩＮ）为３ＮＯＮ、ＮＯＮ和ＮＨＮ之和。ＤＯ在现场用Ｗｉｎｋ３２４ＧＢ１７３７８．４２００７），其检出限为ｌｅｒ法测定（０．０４ｍｇ／Ｌ，相对标准偏差小于５％。ｐＨ采用电极现场测定。营养盐分析精度在浓度为１１０μ ｍｏｌ／Ｌ为５％１０％，在浓度为１０１００μ ｍｏｌ／Ｌ为１％５％。００ｃｍ水样，先经孔宽２０μ ｍ的筛绢另取３０过滤（分离２０２００μ ｍ微小型Ｃｈｌａ，Ｍｉｃｒｏ级），再经孔径２．０μ ｍ的聚碳酸酯滤膜（Ｉｓｏｐｏｒｅ）过滤（分离微型２．０２０μ ｍＣｈｌａ，Ｎａｎｏ级），最后用玻璃纤