北黄海近岸海域叶绿素a周年季节分布特征

北黄海近岸海域叶绿素a周年季节分布特征

浮游生物是海洋的主要所有者。它们的叶子a浓度反映了水生生物量的初级生产者的现有生物量，在一定程度上反映了当地初生动物通过光合作用生产有机碳的能力。它是代表海洋生态系统功能的重要指标之一。黄海作为一个半封闭陆架浅海,海水更新周期较长,陆海相互作用强烈;北黄海不同于南黄海,其既有北上的黄海暖流,又有季节性黄海冷水团,再加上鸭绿江和庄河流域的冲淡水作用,生态系统复杂多样。渤海叶绿素a浓度分布已有较长的研究历史[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],近年来也相继报道过一些南黄海叶绿素a浓度分布特征的研究,而有关于北黄海近岸调查区域叶绿素a分布的研究较少。本文报道了2008~2009年在北黄海近岸海域进行的四个航次叶绿素a分层调查数据,探讨了北黄海近岸海域叶绿素a周年季节分层分布特征和季节变化规律。1材料和方法1.1调查站位和指导方法2008年5月28日(春季)、8月21日(夏季)、11月19日(秋季)和2009年2月26日(冬季)在北黄海近岸海域庄河区域进行了四个航次叶绿素a外业调查,共布设14个调查站位,站位布设见图1。1.2样品的采集和预处理每站位分别采表层(水面下0.5m处)和底层(水底以上1m处)水,如果水深低于5m,只采表层水。每个站位上各水层用1L干净的聚丙烯瓶,采水量为500~1000mL。采样后,阴凉遮光保存,12h内送到陆上实验室,摇匀水样,使用GF/F玻璃纤维滤膜,在Milliporeφ25滤器上,立即过滤。过滤海水的体积一般为50~200mL。过滤时抽气负压应小于50kPa。过滤后的滤膜滤膜对折,用铝箔包好,存放于低温冰箱(-20°C)保存。使用TURNERD700叶绿素荧光测定仪检测,仪器校准、检测和叶绿素a浓度计算参照刘述锡(2009)的方法。2结果与讨论2.1表层叶绿素a含量分布如图2所示,总体来看,整个调查海域叶绿素a浓度分布规律为8月中部离岸海区较高,2月由南向北递增,5月、11月由西向东递增。春季(5月),调查区域表层叶绿素a测值范围是0.8~3.1μg/L,平均值为(1.6±0.7)μg/L;底层叶绿素a测值范围是0.8~2.0μg/L,平均值为1.3μg/L。由图2(5月)可知,在调查区域的表层叶绿素a主要以两大区块分布,叶绿素a含量低于1.5μg/L区域主要分布于黑岛电厂以西水深较浅的近岸海域,叶绿素a含量高于1.5μg/L区域主要分布在黑岛电厂以东离岸较远水深较深海域,两大区块面积相近;底层叶绿素a仍主要以两大区块分布,叶绿素a含量高于1.5μg/L的区域东南部离岸海域,低于1.5μg/L的区域主要分布西部和北部海域。夏季(8月),调查区域表层叶绿素a测值范围是2.8~15.7μg/L,平均值为10.8μg/L;底层叶绿素a测值范围是3.1~16.8μg/L,平均值为8.3μg/L。由图2(8月)可知,表层叶绿素a高值区主要分布在调查海域中部离岸海域,低值区主要分布在调查海域中部近岸海域;底层高值区主要分布在中部海域和西部狭小区域,低值区主要分布在中部和西部海域之间狭小区域。秋季(11月),调查区域表层叶绿素a测值范围是0.7~5.7μg/L,平均值为2.2μg/L;底层叶绿素a测值范围是1.3~6.0μg/L,平均值为3.2μg/L。由图2(11月)可知,表层叶绿素a高值区主要分布在青堆湾口海域,低值区主要分布在调查海域中部以西区域和东部狭小区域;底层高值区主要分布在调查海域中东部区域,低值区主要分布在调查海域西部区域。冬季(2月),调查区域表层叶绿素a测值范围是3.0~13.1μg/L,平均值为6.3μg/L;底层叶绿素a测值范围是5.2~19.2μg/L,平均值为10.0μg/L。由图2(2月)可知,表层叶绿素a高值区主要分布在西部近岸海域,低值区主要分布在中部离岸海域;底层高值区主要分布在整个调查海域的近岸区域及东部海域,低值区主要分布在中西部离岸区域。2.25底层配方调查海域叶绿素a周年平均浓度为(5.5±4.5)μg/L,其中表层叶绿素a浓度平均值为(5.2±4.5)μg/L,底层为(5.9±4.8)μg/L。春季,表层高于底层0.3μg/L;夏季,表层高出底层2.5μg/L;秋季,表层低于底层1.0μg/L;冬季,表层低于底层3.7μg/L。总的来看,全年表层叶绿素a浓度略低于底层叶绿素a浓度。2.3材料2g/l总的来看,调查海域叶绿素a的测值范围是0.7~19.2μg/L,平均值为(5.5±4.5)μg/L。春季,叶绿素a含量较低,介于(0.8~3.1)μg/L之间,平均为(1.5±0.6)μg/L;夏季(8月),调查区域叶绿素a含量极高,介于(2.8~16.8)μg/L之间,平均为9.6±3.9μg/L;秋季(11月),调查区域叶绿素a介于(0.7~6.0)μg/L之间,平均为(2.6±1.6)μg/L;冬季(2月),调查区域叶绿素a含量较高,介于(3.0~19.2)μg/L之间,平均为(8.1±4.0)μg/L。从全年来看,叶绿素a含量的季节变化是夏季>冬季>秋季>春季,调查海域叶绿素a浓度表现出典型的双峰模式,夏季和冬季是两个高峰期,春季和秋季是两个低峰期。夏季和冬季极高的叶绿素a的现存量,影响着整个调查海域生态健康状况。2.4浮游植物生物量与环境因子的关系将叶绿素a浓度与现场同步取样测定的海水无机氮(亚硝酸盐、硝酸盐、氨盐)、活性磷酸盐、盐度、温度、pH、悬浮物和溶解氧数据进行pearson相关性分析,结果如表2所示。分析结果表明,调查海域与叶绿素a浓度相关性较好的环境因子主要包括海水氨盐、盐度、悬浮物。调查海域主要位于北黄海近岸海域,受鸭绿江和庄河冲淡水区域,盐度变化较为剧烈,对浮游植物生长影响较大,进而影响叶绿素a的浓度;悬浮物通过减少浮游植物生长所需的光能降低浮游植物数量,进而影响叶绿素a的浓度;氨盐属于无机氮的重要组成部分,叶绿素a浓度和氨盐相关性较好,一定程度上体现无机氮对浮游植物生长的促进作用。2.5叶绿素a的季节分布海水中叶绿素a的分布和季节变化在一定程度上反映了水域环境因子对浮游植物生长的影响,代表浮游植物的现存量。目前国内北方海域研究渤海海水叶绿素a浓度季节分布规律较多,而对北黄海海水叶绿素a浓度分布规律研究较少。夏滨等报道了2000年秋季黄东海典型海区秋季叶绿素a时空分布,其中南黄海叶绿素a平均浓度为0.25μg/L。郑国侠等报道了2005年南黄海秋季叶绿素a的时空分布特征,南黄海表层叶绿素a含量的变化范围为0.11~2.38μg/L,平均浓度为0.66μg/L,显现出西北高、东南低的趋势,近岸海域出现显著的高值带。本文调查的北黄海近岸海域秋季叶绿素a浓度为2.6μg/L,与南黄海近岸海域叶绿素a浓度2.3μg/L较为接近,说明南、北黄海近岸海域叶绿素a秋季浓度基本一致。李超伦等报道了2003~2004年胶州湾及邻近海域叶绿素a全年平均浓度2.81μg/L,整个海域叶绿素a浓度呈现双峰型,分别在夏季8月和冬季2月出现。本文调查结果北黄海近岸海域叶绿素a全年平均浓度5.5μg/L,高于胶州湾的浓度,但是叶绿素a浓度也表现出典型的双峰模式,夏季和冬季是两个高峰期,表明南、北黄海近岸海域叶绿素a的季节分布表现一致。海水中浮游植物的生长与繁殖是海水中包括温度、盐度、溶解氧、营养盐等众多水质因子综合作用的结果。龙爱民等通过对Chla和无机营养盐各组分进行相关分析发现,南海北部水域的Chla只与亚硝酸盐呈现明显的线性关系。刘玉等在研究珠江口邻近水域时发现,藻类生长与珠江口水域中的溶解氧的含量呈正相关,而与活性磷酸盐、硝酸盐则呈负相关。本研究发现北黄海近岸海域叶绿素a浓度与海水氨盐、盐度和悬浮物呈明显相关关系,说明不同地理区域影响叶绿素a浓度的关键因子是不同的。3全年叶绿素a含量的季节和年度变化(1)总体来看,整个调查海域叶绿素a浓度分布规律为:8月