Sun, X., Z. Chen*, C. Zhang, and S. Meng 2023: Latitudinal-dependent emergence of phytoplankton seasonal blooms in the Kuroshio Extension, Frontiers in Marine Science,10:1027710. doi: 10.3389/fmars.2023.1027710.
阐明了黑潮延伸体区域浮游植物季节性藻华对纬度的依赖特征
西北太平洋是世界上渔业产量最高的海区,得益于其高初级生产力和动力过程活跃的黑潮延伸体区。中纬度海区表层叶绿素浓度(Chl)的季节变化特征显著,即南部单峰(冬季),北部双峰(春秋季)。前人对导致该现象的原因有了较为成熟的结论:光照(PAR)与营养盐(N)是两个主要控制因素。然而对于这两个主要控制因素在不同纬度上的定量控制研究还存在空白,此外,对于单双峰边界对应纬度随经度变化的原因还尚不明确。
我们利用卫星数据和模式数据,聚焦黑潮延伸体区域,基于前人实验得到的Chl与PAR/N的经验模型构造了数学回归模型。模型结果显示,随纬度增加光照对Chl的影响逐渐加强,而营养盐在较低纬度海区占主导作用。同时,我们的模型很好地解释了Chl季节变化单双峰的边界随经度增加逐渐北移的特征,结合光照随经度变化不大的事实,可以认为秋季藻华的出现的纬度由营养盐控制。
研究发现,在全球变暖背景下,Chl季节变化的单双峰边界以8.3km/yr的速度向北移动,并且与营养盐等值线移动趋势吻合,进一步证明了营养盐水平分布对该边界影响的主导作用。上述工作发表在Frontiers in Marine Science。
图1. 光照(橘色)与营养盐(紫色)相对作用随纬度的定量变化
图2. (A)2003-2007年平均,及(B)2014-2018年平均的,秋季峰值出现的分界线(实线)以及N=10-1.2mmol/m3等值线(虚线),背景颜色为10-12月N平均,(C)实线为三个时间段平均的边界,虚线为经向平均的边界。