近日,中科院海洋所尹寶樹課題組聯合澳大利亞聯邦工業組織海洋研究所海洋生態學專家Jim Greenwood以及中科院海洋所赤潮專家于仁成研究員,在大洋生源物質輸入對長江口鄰近海域赤潮影響研究方面取得新認識,研究成果以論文形式發表于國際學術期刊Journal of Geophysical Research-Biogeosciences。
長江口鄰近海域赤潮頻發,對生態環境、漁業資源等造成巨大的影響。因此,弄清該區域營養鹽的來源對赤潮形成機理的認識具有重要科學意義和實用價值。長江徑流、臺灣暖流及黑潮是長江口鄰近海域營養鹽輸入的重要來源,但它們的相對貢獻及對赤潮形成的影響一直懸而未決,沒有明確答案。此外,長江口鄰近海域約60%的有害藻華由甲藻引起,但該海域甲藻赤潮的種群來源仍不清楚。這些重要科學問題嚴重阻礙了對該區赤潮發生機理的認識及準確預測預報。
該團隊研究發現,舟山群島以南和以北區域的赤潮受到不同來源營養鹽控制:北區赤潮主要受陸源輸入營養鹽控制,南區主要受大洋輸入營養鹽控制;黑潮不僅為長江口鄰近海域赤潮提供營養鹽,還能為該海域甲藻赤潮提供種源;盡管臺灣海峽的臺灣暖流輸入的營養鹽對該海域赤潮的貢獻很小,但其也可作為該海域甲藻赤潮的一個種源區。這些新發現不僅為長江口鄰近海域赤潮營養鹽的來源及預測預報提供了新思路,同時也為甲藻非局地孢囊的尋找提供了目標海域。
研究團隊通過構建適用于我國東海海域的物理-生態耦合模式,研究發現夏季舟山群島以北海域的赤潮主要由長江徑流輸入的營養鹽控制,同時大洋次表層黑潮輸入營養鹽對其有重要調制作用,而臺灣暖流輸入的營養鹽幾乎無貢獻。舟山群島以南海域的赤潮主要由大洋次表層黑潮輸入的營養鹽控制,特別是其輸入的磷酸鹽對南部海域甲藻及葉綠素高值區具有決定性的貢獻,長江徑流及臺灣暖流輸入的營養鹽貢獻很小。同時,團隊首次將伴隨模式與物理-生態耦合模式有機結合,模擬研究發現,春季臺灣海峽和臺灣以東海域是長江口鄰近海域甲藻赤潮的兩個非局地種群源區,兩個非局地源區初始細胞出現的時間顯著影響長江口鄰近海域甲藻的生物量及赤潮暴發范圍。同時,長江口鄰近海域的甲藻生物量隨臺灣海峽初始種群密度的減少顯著減少,而臺灣以東海域即使很小的甲藻初始種群密度也可能在長江口鄰近海域引起大規模甲藻赤潮的暴發。
不同來源的營養鹽對長江口鄰近海域赤潮的貢獻及該海域甲藻赤潮非局地種源的研究結果
研究結果揭示了大洋生源物質對長江口鄰近海域赤潮發生起至關重要的作用,提升了對長江口鄰近海域赤潮暴發機制的認識,具有重要的科學意義。該耦合模式包含碳循環過程,在東海碳收支研究方面具有重要的應用價值。論文第一作者為中科院海洋所在站博士后許靈靜,楊德周研究員、尹寶樹研究員為共同通訊作者。研究得到了國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項等項目資助。
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Xu, L., Yang, D*., Yu, R., Feng, X., Gao, G., Cui, X., Bai, T., Yin, B*. (2021). Nonlocal population sources triggering dinoflagellate blooms in the Changjiang Estuary and adjacent seas: A modeling study. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 126, e2021JG006424. https://doi.org/10.1029/2021JG006424.
Xu, L., Yang, D*., Greenwood, J., Feng, X., Gao, G., Qi, J., Cui, X., Yin, B*. (2020). Riverine and Oceanic Nutrients Govern Different Algal Bloom Domain Near the Changjiang Estuary in Summer. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 125(10): e2020JG005727.