2015年2月3日,地学领域权威期刊Biogeosciences发表了题为“Steady-state solutions for subsurface chlorophyll maximum in stratified water columns with a bell-shaped vertical profile of chlorophyll”(分层水体中基于叶绿素钟型垂直剖面的次表层叶绿素最大值稳态解)的研究论文,建立了次表层叶绿素最大值三个特征因子(深度、厚度和强度)与主要物理、化学及生物因子的解析关系式,对深入理解次表层生态结构与功能具有重要意义。
次表层叶绿素最大值是分层水体中普遍存在的一种叶绿素垂直分布形式。这一最大值层含有较多的生物量,并对初级生产力和新生产力有很大贡献,特别在寡营养盐海域,其初级生产力比例占到30-70%,因此研究次表层叶绿素最大值对海洋碳循环和气候变化有重要意义。
分层水体中光与营养盐限制下叶绿素垂直分布示意图
Schematic picture of Chl a distribution under the limitation by light and nutrient in stratified water columns.
该研究主要采用浮游植物生长控制方程(N-P模型)对次表层叶绿素最大值进行求解,结合叶绿素垂直分布的高斯拟合函数,解析了次表层叶绿素最大值三个特征与关键物理、化学和生物因素的关系。研究结果表明,次表层叶绿素最大值发生在浮游植物最大生长率以深,即光和营养盐的限制最小处以深,其发生的位置随海表面光强的增大呈指数变深;次表层叶绿素最大值层的厚度和强度主要受营养盐分布影响,与海表面光强无关;其强度与深层营养盐的向上补充呈正比,且随浮游植物沉降速率及光衰减系数增大而增大。
该研究主要由海洋环境与生态教育部重点实验室高会旺教授团队完成,博士后宫响为第一作者,并得到国家重点基础研究发展规划(973计划)(2014CB953700)、国家自然科学基金项目(41406010, 41210008和 41106007)及中国博士后面上项目(2013M541958)的资助。
论文引用:
Gong, X., Shi, J., Gao, H. W.*, and Yao, X. H.: Steady-state solutions for subsurface chlorophyll maximum in stratified water columns with a bell-shaped vertical profile of chlorophyll, Biogeosciences, 12, 905-919, 2015.
论文链接:
www.biogeosciences.net/12/905/2015/
通讯员:
宫响 张潮