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海洋所研究揭示大洋生源物质对长江口邻近海域赤潮发生至关重要

撰稿: 海洋研究所 发布时间:2021-11-12

  近日,中科院海洋所尹宝树课题组联合澳大利亚联邦工业组织海洋研究所海洋生态学专家Jim Greenwood以及中科院海洋所赤潮专家于仁成研究员,在大洋生源物质输入对长江口邻近海域赤潮影响研究方面取得新认识,研究成果以论文形式发表于国际学术期刊Journal of Geophysical Research-Biogeosciences。 

  长江口邻近海域赤潮频发,对生态环境、渔业资源等造成巨大的影响。因此,弄清该区域营养盐的来源对赤潮形成机理的认识具有重要科学意义和实用价值。长江径流、台湾暖流及黑潮是长江口邻近海域营养盐输入的重要来源,但它们的相对贡献及对赤潮形成的影响一直悬而未决,没有明确答案。此外,长江口邻近海域约60%的有害藻华由甲藻引起,但该海域甲藻赤潮的种群来源仍不清楚。这些重要科学问题严重阻碍了对该区赤潮发生机理的认识及准确预测预报。 

  该团队研究发现,舟山群岛以南和以北区域的赤潮受到不同来源营养盐控制:北区赤潮主要受陆源输入营养盐控制,南区主要受大洋输入营养盐控制;黑潮不仅为长江口邻近海域赤潮提供营养盐,还能为该海域甲藻赤潮提供种源;尽管台湾海峡的台湾暖流输入的营养盐对该海域赤潮的贡献很小,但其也可作为该海域甲藻赤潮的一个种源区。这些新发现不仅为长江口邻近海域赤潮营养盐的来源及预测预报提供了新思路,同时也为甲藻非局地孢囊的寻找提供了目标海域。 

  研究团队通过构建适用于我国东海海域的物理-生态耦合模式,研究发现夏季舟山群岛以北海域的赤潮主要由长江径流输入的营养盐控制,同时大洋次表层黑潮输入营养盐对其有重要调制作用,而台湾暖流输入的营养盐几乎无贡献。舟山群岛以南海域的赤潮主要由大洋次表层黑潮输入的营养盐控制,特别是其输入的磷酸盐对南部海域甲藻及叶绿素高值区具有决定性的贡献,长江径流及台湾暖流输入的营养盐贡献很小。同时,团队首次将伴随模式与物理-生态耦合模式有机结合,模拟研究发现,春季台湾海峡和台湾以东海域是长江口邻近海域甲藻赤潮的两个非局地种群源区,两个非局地源区初始细胞出现的时间显著影响长江口邻近海域甲藻的生物量及赤潮暴发范围。同时,长江口邻近海域的甲藻生物量随台湾海峡初始种群密度的减少显著减少,而台湾以东海域即使很小的甲藻初始种群密度也可能在长江口邻近海域引起大规模甲藻赤潮的暴发。   

不同来源的营养盐对长江口邻近海域赤潮的贡献及该海域甲藻赤潮非局地种源的研究结果

  研究结果揭示了大洋生源物质对长江口邻近海域赤潮发生起至关重要的作用,提升了对长江口邻近海域赤潮暴发机制的认识,具有重要的科学意义。该耦合模式包含碳循环过程,在东海碳收支研究方面具有重要的应用价值。论文第一作者为中科院海洋所在站博士后许灵静,杨德周研究员、尹宝树研究员为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项等项目资助。     

  文章信息及链接如下: 

  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.