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利用色素探究夏初南极半岛周边海域真光层浮游植物群落结构特征

2、地球化学 > 专题4：河口海岸带生物地球化学

位于南纬40°以南的南大洋占全球海洋面积的20%，是全球气候变化重要的响应和调控区域，浮游植物每年固定的CO2占到全球总固碳量的40-50%，因此探究南大洋浮游植物群落组成具有重要意义。本研究以南极半岛周边海域为研究区域，利用0~200m水体中浮游植物色素组成和浓度分析，重点探究了浮游植物初级生产力和功能类群的空间分布特征及其影响因素。结果表明，水体中的色素类型主要为叶绿素a（chlorophyll-a，Chl-a，116±21μg/m2），岩藻黄素（Fucoxanthin，Fuco，513±189 μg/m2），叶绿素c2（Chlorophyll C2，Chl-c2，253±85μg/m2），叶绿素c3（Chlorophyll C3，chl-c3，143±40 μg/m2），脱镁叶绿酸a（pheophorbide-a，35±19μg/m2）和脱镁叶绿素a（pheophytin-a，7±2μg/m2）。基于CHEMTAX模型计算得到的浮游植物功能类群中硅藻、南极棕囊藻、绿鞭毛藻、隐藻、甲藻和蓝藻的相对贡献分别为62.8% ± 3.1%、31.2% ± 2.7%、3.6% ± 0.7%、1% ± 0.5%、0.8% ± 0.5%和0.7% ± 0.8%。上层叶绿素a存在布兰斯菲尔德海峡和南奥克尼群岛邻近海域两个高值区，下层的高值区位于象岛东部海域和南奥克尼群岛西侧海域。离岸剧烈的水团混合不利于浮游植物的生长是上层叶绿素a呈现近岸高，离岸低的重要原因。混合层深度导致下层水体光可利用性的区别是造成水体上下层叶绿素高值区差异的主要原因。海冰融化带来的铁输入导致硅藻是研究区域上层的优势种，而混合层深度较深的海域南极棕囊藻和绿鞭毛藻的比例相对较高。水体分层在下层水体形成的铁限制导致南极棕囊藻在垂向分布上呈现随着深度的增加而增加的趋势。pheophorbide-a和pheophytin-a呈现近岸高离岸低的分布特征，表明陆源的铁输入和较高的生物量导致了近岸海域（布兰斯菲尔德海峡、南奥克尼群岛及象岛邻近海域）具有较高的浮游动物丰度。对于夏初南极半岛周边海域而言，水体环境的稳定性是影响研究区域浮游植物生物量的主要因素，混合层深度对浮游植物群落结构影响显著，陆源高铁使得近岸海域具有较高的摄食压力。