在北极海域浮游植物的生产及其响应最近变暖

最后一次更新在结婚,2023年3月01|北冰洋

亚历山大·a . Vetrov和Evgeny Romankevich

P.P. Shirshov海洋学研究所、俄罗斯科学院,莫斯科,俄罗斯,(电子邮件保护),(电子邮件保护)

文摘

新地图的初级生产的月平均分布北极的海洋俄罗斯(巴伦支海、喀拉海、拉普帖夫海、东西伯利亚和Chukci海域)被编译使用联合处理CZCS (1978 - 1986),SeaWiFS(1998 - 2007),MODIS卫星数据(2002 - 2007),和现场测量。浮游植物的年产量估计每年163×106 t C。海底的有机碳通量估计每年68×106 t C。生产变化的趋势在1998 - 2007年被认为是在格陵兰岛,挪威、巴伦支海、喀拉海、拉普帖夫海、东西伯利亚,楚科奇海使用卫星和现场数据。在这些海域浮游植物的积极趋势总结生产透露,从每年3.7%至18%的平均周期的观测值。

介绍

碳的矿物形式的变换成有机的形式由藻类光合作用过程中代表的一个主要的元素在海洋碳循环。提供能量形成的初级生产的所有后续异养的生活水平。生物圈的碳循环控制许多参数功能:通量和几乎所有化学元素的地球化学;通量的温室气体一氧化二氮、甲烷、二氧化碳;bioproductivity、生物量和在许多情况下生物多样性的海洋社区;风化、海底分解、自生矿物的形成;微生物的活动。有机质(OM)作为能量的来源为所有lithogeochemical沉积和成岩作用的过程。打开(不平衡系统:synthesis-destruction-burial)碳循环实现积累在底部沉积物有机质最初对石油和天然气的形成和有可能影响气候系统通过反馈通路包括陆地和海洋系统的响应。raybet雷竞技最新

初级生产的最直接的方法测量放射性碳方法的基础上,考虑浮游植物生物量的增加的二氧化碳固定。这些类型的测量非常费力,因此不是很多。由于明显缺乏远征数据,为了定量估计的主要生产在北极海域,必须运用间接估算方法使用经验的初级生产和叶绿素含量之间的关系在水里。后者更丰富的测量;与此同时,在北极海域,直接测量通常局限于August-September的季节。

关于光合作用的强度在海水中附加信息可以获得从卫星扫描海洋的颜色。由于相当距离的卫星表面的大海,它是可行的覆盖整个世界海洋连续测量。卫星方法的缺点也从海上卫星的距离有关,由于太阳能辐照度是反映在海水和到达卫星由只有几个百分点的辐照度。特殊算法阐述了帮助分离信号对应的叶绿素含量在水中太阳能辐照度反映了海洋表面和大气气溶胶的衰减。在北极海域,这种信号的分离与额外的低太阳站造成的困难,增强暗晦,密集的径流的有机和颗粒物由西伯利亚的河流向大海(Artem主席et al . 2003;Burenkov et al . 2001;Kopelevich et al . 2003年)。然而,尽管许多假设接受地表水颜色上的数据转换成叶绿素浓度和特殊算法的不足发展北极沿海地区,卫星数据验证对直接叶绿素测量应使用以覆盖大部分地区和观测频率增加。

材料和方法

叶绿素的地图分布在北极海域的俄罗斯基于现场数据的处理和结果使用CZCS卫星辐射计(Vetrov和Romankevich 2004),无论长期观察期间(19781986),有明显的差距(大约一半的海域)造成的永久阴沉部分覆盖大海。本文以补充叶绿素分布在北极海域的地图并评估其主要生产,我们分析了第三个层次的卫星数据与叶绿素浓度平均值8-day-long间隔超过0.7°x 0.7°领域获得的帮助下SeaWiFS(1998 - 2007)和MODIS(2002 - 2007)辐射计一起实地测量的数据(图1)。

叶绿素含量的决定后的表层水进行标准方案(Vedernikov et al . 1990;Vetrov 2008)。它包括分离颗粒物从海水(1 - 10 l) / GF / F玻璃纤维过滤器的孔隙大小约0.7 | im,提取叶绿素的颗粒物,叶绿素a的浓度测量的洗脱液的吸收和荧光光谱获得Fluorat-02全景荧光谱仪。比较的卫星数据与实地测量的结果允许我们将修正插入circumcontinental字符的卫星数据。

: 图1所示。位置的实地测量叶绿素用于卫星数据的验证。1 -我们的数据;2 - Juterzenka和Knickmeier 1999;3 - Heiskanen和凯克1996;4 - Gleitz和Grossmann 1997;5 - Tuschling 2000;6 - Bidigare et al . 1992;7 - Hameedi 1978。

初级生产

地图的生产在北极海域的浮游植物(图2)计算使用的新地图叶绿素分布和叶绿素浓度之间的经验关系表层水和水体的初级生产(表1)的基础上建立了直接平行测量的主要生产和叶绿素含量在北极海域(Vinogradov et al . 2000;Vetrov et al . 2008年)。

: 30 E 60 90 120 150

: 图2。0 100 200 500 1000分布在北极海域浮游植物的生产,毫克每天C m - 2。

表1。平均值的初级生产水柱(毫克/平方米/天)区域与不同叶绿素a浓度地表水(mg / m3)。
范围Cchl(毫克/立方米)	卡拉,伯朝拉河和东Siberian2	巴伦支海和楚科奇	拉普帖夫海
< 0.1	40	20.	20.
0.1 - -0.3	50	60	60
0.3 - -0.5	60	140年	90年
0.5 - -1.0	70年	350年	120年
1 - 3	120年	900年	150年
3 - 6	350年	1300年	350年
> 6	1000年	1800年	1000年
^ Vinogradov et al . 2000

巴伦支海中接受了亚特兰蒂斯号水活性影响植被的浮游植物(图3)。3月开始总结和具体的初级生产的最大值是在5月- 6月期间高日晒和冰融化。今年7月,它们的值大大降低,然而保持在高水平,这似乎与降低浮游植物的营养和侵蚀食草食草动物。高价值的初级生产仍然还在秋天,与浮游动物的新陈代谢的速率下降,而对于浮游植物,生活状况依然良好的混合水。在卡拉拉普帖夫海、东西伯利亚海,特点是生长期短,从4月份开始,单身最多主要生产的是观察到。在楚科奇海浮游植物爆发5月开始,并保持高水平的9月底由于渗透率相对温暖水域的阿纳德尔河目前的丰富营养物质进入这个地区。

年生产的浮游植物(图4)估计考虑所有的包括非生产性的的人。在俄罗斯北极海域浮游植物的年产量估计使用地图的编制由每年163×106 t C,这比之前估计的1.3倍(126•每年106 t (C)根据CZCS数据(Vetrov和Romankevich 2004)。最总产量的浮游植物每年估计在巴伦支海,但大多数年产量每天在楚科奇海(表2)。这些海域被列为mesothrophic(500 >页>每天100 mg / m2)。喀拉海、拉普帖夫海、东西伯利亚海oligothrophic(页<每天100 mg / m2)。

巴伦支海毫米

700 600 500 400 300 200 100 0

3月4月5月6月7月8月9月10月

卡拉nM -

3月4月5月6月7月8月9月10月

拉普帖夫海-	- - - - - -
二世	- - - - - -

3月4月5月6月7月8月9月10月

东西伯利亚

3月4月5月6月7月8月9月10月

300 2啊

200 E

3月4月5月6月7月8月9月10月

图3所示。季节变化的主要生产;每天光毫克C m 2,每月黑暗- 106 t C。

: 0 100 200 500 1000

图4所示。年产量在北极海域的浮游植物,毫克每天C m 2。

表2。生产俄罗斯北极海域的浮游植物(ASR)。
大海	年产量(106 t C 1年)	年平均产量 (每天C mg / m2)	海底的有机碳通量(106 t C 1年)
巴伦支海	78.5	152年	22
白色的	1.5	46	0.9
喀拉海	22.3	70年	11.6
拉普帖夫海	11	41	5.2
东西伯利亚	8.2	25	4.3
楚科奇	42	200年	24
ASR作为一个整体	163.5		68年

根据年平均初级生产的新地图(图3),我们的地图编制年平均Corg通量底部(图5)。计算进行使用之间的经验关系Fc Z = 33-PP / Corg通量海底Fc,初级生产的价值在水柱PP、和海洋深度Z (Tseitlin 1993)。在海洋深处不到50米,Z值接受了50米。OM的主要部分是由细菌溶解和分解在下沉。然而,而相当一部分的OM到达海底由于卓越浅水区在北极海域(表2)。

0 5 25 50 100 150

图5所示。有机碳通量在北极海域海底,毫克每天C m 2。

0 5 25 50 100 150

图5所示。有机碳通量在北极海域海底,毫克每天C m 2。

在北极海域浮游植物的生产及其响应最近变暖

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介绍

材料和方法

最近变暖的响应

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