研究揭示中尺度涡对次表层浮游植物分布的影响

作者：朱汉斌 付恬  来源：中国科学报

中国科学院南海海洋研究所研究员詹海刚团队联合美国伍兹霍尔海洋研究所教授麦吉利卡迪·丹尼斯、自然资源部第二海洋研究所研究员邢小罡，在海洋中尺度涡影响次表层浮游植物分布的研究方面取得新进展。近日，相关成果发表于《海洋学进展》。

生物地球化学浮标追踪观测中尺度涡轨迹图。研究团队 供图

浮游植物是海洋生态系统中最主要的初级生产者和固碳者，它的生长和分布受到海洋中尺度涡等动力过程的强烈影响。卫星观测结果显示，副热带流涡区反气旋涡内海表浮游植物叶绿素浓度普遍高于气旋涡内，明显区别于其他海域。这引发了近年来关于中尺度涡如何影响该海域浮游植物生物量与初级生产力的学术争论。

论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员何庆友表示，该研究分析了同步投放于副热带东南印度洋的两套生物地球化学浮标数据。这两套浮标分别被投放于一个气旋涡和一个反气旋涡内，并对它们进行了3个月的追踪观测。

观测结果显示，由冬入春期间，气旋涡内混合层随着近表层海水变暖而变浅至真光层以内，引发真光层底部浮游植物的快速积累，出现生物量和叶绿素浓度的次表层最大值层；近表层浮游植物则因混合减弱、光暴露增强造成浮游植物的光适应调整，导致海表叶绿素浓度降低。

相比之下，反气旋涡阻碍了混合层的季节性变浅，涡内混合层一直深于真光层，浮游植物相对均匀地分布于混合层内。因此，尽管春季反气旋涡内海表叶绿素浓度高于气旋涡内，但其次表层和垂向积分的浮游植物生物量和初级生产力均低于气旋涡内。对全球生物地球化学浮标数据的统计结果证实了这一现象在副热带流涡区的普遍性。

“该研究结果表明，仅靠卫星遥感难以全面捕捉涡旋对浮游植物分布和生产力的影响，需要结合更多的现场生物地球化学垂向观测，才能准确评估中尺度涡对海洋生产力和碳循环的影响。”论文通讯作者詹海刚表示。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.103118