【摘要】：自工業(yè)革命以來,全球氣候變化導(dǎo)致了海洋產(chǎn)生嚴(yán)重的酸化現(xiàn)象,給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來重大的影響。海洋生態(tài)系統(tǒng)作為全球最大的生態(tài)系統(tǒng),在全球氣候控制和調(diào)節(jié)上具有至關(guān)重要的地位。凈初級生產(chǎn)力是海洋生態(tài)系統(tǒng)與功能結(jié)構(gòu)最基礎(chǔ)的參數(shù),可以有效地評估海洋生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài),真實(shí)地反映海洋的生產(chǎn)力狀況。南大洋是環(huán)繞南極大陸的大洋,將世界上最大的三個大洋,印度洋、大西洋和太平洋連接在一起。作為全球大洋中重要的碳匯區(qū),南大洋吸收了大氣中近一半由人為排放的CO2。而氣候變化顯著改變了南大洋的海洋水文要素,影響著南大洋對大氣CO2的吸收。因此分析南大洋凈初級生產(chǎn)力的時空變化以及對氣候因子的響應(yīng)機(jī)制,在氣候變化和全球碳循環(huán)的研究中具有重要的意義。本文以南大洋為研究對象,基于2003～2016年的VGPM-NPP數(shù)據(jù)、海表面溫度、海冰密集度和太陽凈輻射通量數(shù)據(jù)以及評估南半球最主要的氣候模態(tài)南半球環(huán)狀模態(tài)的SAM指數(shù),利用簡單因子統(tǒng)計分析、線性趨勢分析法和簡單相關(guān)分析探究了南大洋NPP和各個因子的空間分布特征、季節(jié)變化規(guī)律和近期變化趨勢,以及揭示了各個因子對NPP的影響機(jī)制。研究結(jié)果表明:1.南大洋海表面溫度具有緯向地帶性,緯度越高溫度越低,范圍為-1.79 ℃～6.22 ℃。2003～2016年,南大洋年平均海表面溫度沒有顯著的變化趨勢,最大值出現(xiàn)在2003年(-0.14 ℃),最小值出現(xiàn)在2015年(-0.27 ℃)。南大洋海冰密集度存在著緯向地帶性和區(qū)域變異性,大體上隨著緯度的升高,海冰密集度也增加,但南極大陸周圍的一些區(qū)域存在冰間湖,使得這些區(qū)域海冰密集度呈現(xiàn)較低的水平。2003～2016年南大洋海冰覆蓋面積具有顯著上升的趨勢(6.87×104km2·a-1,p0.05),2004年具有最小值(9.23×106 km2),2014年具有最大值(1.09×107 km2)。從變化趨勢的空間分布上看,環(huán)南極大陸大部分海域的海表面溫度顯著下降,海冰密集度顯著上升,別林斯高晉海、阿蒙森海和羅斯海部分海域、極鋒區(qū)海域海表面溫度顯著上升,海冰密集度顯著下降。2.南大洋NPP呈現(xiàn)出大型冰架(如羅斯冰架、埃默里冰架等)前緣海域和低緯度島嶼高,開闊大洋、威德爾海及南極大陸邊緣海域低的空間分布特征,NPP范圍為64.0～2.26×105mg C ·m-2·a-1,平均每年NPP的總量為1.261Gt C,印度洋扇區(qū)(0.568Gt C)大西洋扇區(qū)(0.431Gt C)太平洋扇區(qū)(0.262Gt C)。3.2003～2016年中,南大洋年總NPP的最小值出現(xiàn)在2008年(1.115Gt C),最大值出現(xiàn)在2010年(1.439Gt C),只在印度洋扇區(qū)呈現(xiàn)顯著增加的趨勢。從空間分布上看,印度洋扇區(qū)、大西洋扇區(qū)的東部、威德爾海的東北部和太平洋扇區(qū)的部分海域顯著上升,太平洋扇區(qū)的大部分海域、大西洋扇區(qū)的部分海域及印度洋扇區(qū)的埃默里冰架附近顯著下降。4.月際尺度上,太陽凈輻射通量、海表面溫度、海冰密集度和NPP均呈現(xiàn)拋物線分布,具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律。春夏季太陽凈輻射通量、海表面溫度和NPP高,海冰密集度低,秋冬季太陽凈輻射通量、海表面溫度和NPP低,海冰密集度高。5.通過太陽凈輻射通量、海表面溫度、海冰密集度和SAM指數(shù)對南大洋NPP影響分析得到:①從空間分布上看,NPP的分布與海表面溫度的分布具有顯著的強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系(R=0.756,p0.01),而與海冰密集度的分布具有顯著的強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系(R=-0.626,p0.01)。②NPP的季節(jié)變化與NSRF季節(jié)變化之間存在著極強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系(R=0.951,p0.01)。1～6月限制南大洋NPP的主要因素為光照,7～12月的因素主要為海冰的覆蓋。③靠近南極大陸的海域,海表面溫度的升高、海冰密集度的下降會導(dǎo)致NPP的上升,60°S附近海域,海表面溫度的升高、海冰密集度的下降會則導(dǎo)致NPP的下降。④SAM處于正相位時,加深了極鋒區(qū)的混合層深度,導(dǎo)致此處NPP下降,加強(qiáng)了印度洋扇區(qū)60°S左右海域上升流強(qiáng)度,增加了海表水中鐵的含量,導(dǎo)致此處NPP上升。⑤2007年和2008年大西洋扇區(qū)和太平洋扇區(qū)北邊緣SST的負(fù)距平導(dǎo)致了南大洋生產(chǎn)力的下降;.2010年SAM的負(fù)相位使阿蒙森海-別林斯高晉海海域的SIC出現(xiàn)的負(fù)異常和南大洋大西洋扇區(qū)北邊緣SST的正距平導(dǎo)致該年的NPP在研究時期內(nèi)具有最大值。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P467;P734
【圖文】：

副熱帶鋒（Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ邋Ｆｒｏｎｔ，ＳＴＦ））以南的海域，國際水文地理組織（Ｉｎｔｅｍａｔｉｏ逡逑ｎａｌ邋Ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈｉｃ邋Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ＩＨＯ）則將其定義為６０°Ｓ以南的海域。本文中使逡逑用的南大洋的邊界為ＳＳＴ梯度大于１．５Ｘ１０－２邋ｆｋｎＴ１的最南端區(qū)域（圖２．１），該逡逑區(qū)域的特征是有較強(qiáng)的上升流和渦流混合（Ｄｏｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００６）。圖２．１中太平洋逡逑扇區(qū)的范圍為１４６．７８°Ｅ￣６７．２７°Ｗ，大西洋扇區(qū)為６７．２７°Ｗ￣２０．００°Ｅ，印度洋扇區(qū)逡逑為２０．００°Ｅ￣１４６．７８°Ｅ。在目前南大洋的研宄中大多選擇該區(qū)域?yàn)槟洗笱蟮倪吔纾ǎ族义希蹂澹幔睿溴澹龋铮�，２０１７）。南大洋的總面積為邋３．７Ｘｌ0７ｋｍ２。逡逑１３逡逑

ＴｇＣ、ｌｌ３ＴｇＣ、１０２ＴｇＣ、７７．８ＴｇＣ；邋１？６月，南大洋的值呈下降的趨勢，到６逡逑月達(dá)到最低值，為０．００４ＴｇＣ；邋６月過后，ＮＰＰ又^u始緩慢增加，直到達(dá)到每年最逡逑高值。圖３．２為每月ＮＰＰ的空間分布情況，南大洋內(nèi)白色區(qū)域是由于海冰覆蓋或逡逑極夜導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失的區(qū)域，在無光條件下海域中的浮游植物不參與光合作用，生逡逑產(chǎn)力可以忽略不計（ＭｏｏｒｅａｎｄＡｂｂｏｔｔ，２０００）。二月之后，無光區(qū)邊界開始向北移逡逑動，到六月份達(dá)到最北的邊界后又開始向南移動，同時海冰開始融化。八月到１－逡逑月海冰邊緣海域ＮＰＰ處于較低的值，只有極鋒區(qū)ＮＰＰ開始顯著上升。十－月，逡逑羅斯海和別林斯高晉海冰架前緣海域先開始出現(xiàn)水平現(xiàn)象。丨？二月和一月，各大逡逑１７逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周朦;;探索南大洋的食物網(wǎng)[J];人與生物圈;2017年Z1期

2 李鐵剛;王家凱;;南大洋與二氧化碳的“源”和“匯”[J];人與生物圈;2017年Z1期

3 先義杰;;南大洋觀測系統(tǒng)[J];人與生物圈;2017年Z1期

4 楊娟;;南大洋海洋成員新發(fā)現(xiàn)[J];海洋世界;2010年01期

5 張坤誠;富饒的南大洋[J];海洋科學(xué);1982年05期

6 張兆瑛;;深海水文儀南大洋考察紀(jì)實(shí)[J];海洋技術(shù);1985年03期

7 劉士;;環(huán)繞南極大陸的水域:南大洋[J];海洋世界;1997年07期

8 陳立奇;汪建君;詹力揚(yáng);祁第;張麋鳴;高眾勇;趙淑惠;顏金培;張遠(yuǎn)輝;林奇;許蘇清;李偉;矯立萍;孫恒;張介霞;林紅梅;孫霞;秦修遠(yuǎn);陳魁;;中國南大洋海洋大氣化學(xué)研究進(jìn)展[J];極地研究;2018年03期

9 欣;首次南大洋考察成果通過評審[J];東海海洋;1987年03期

10 胡德良;Bronwyn Herbert;;南大洋變暖引起了科學(xué)家們的關(guān)注[J];氣候變化研究進(jìn)展;2012年01期

相關(guān)會議論文 前5條

1 夏英杰;倪四道;;地震儀上記錄的南大洋涌浪[A];2014年中國地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會——專題14：地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)及其變化的地震面波、背景噪聲及尾波研究論文集[C];2014年

2 張勝茂;;南大洋磷蝦捕撈海域海況數(shù)據(jù)制圖與分析[A];2012年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2012年

3 朱根海;劉子琳;于培松;陳立紅;金矛;;南大洋浮游植物與營養(yǎng)鹽相關(guān)性的研究[A];2011中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第三卷）[C];2011年

4 馬浩;王召民;史久新;;南大洋物理過程在全球氣候系統(tǒng)中的作用[A];S15 冰凍圈與極地氣象[C];2012年

5 朱國平;;氣候變化對南極磷蝦資源影響的研究進(jìn)展[A];2014年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2014年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 廖洋　梁純生;南大洋深層混合維持機(jī)制有新解[N];科學(xué)時報;2011年

2 主持人 本報記者 朱_g;開展南大洋研究的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義[N];中國海洋報;2018年

3 崔靜;我國首次在南大洋布放潛標(biāo)系統(tǒng)[N];中國國土資源報;2009年

4 記者 張建松;中美聯(lián)手探南大洋[N];新華每日電訊;2010年

5 林岳夫;中美探討在南大洋輻散帶進(jìn)行施鐵肥實(shí)驗(yàn)[N];中國海洋報;2007年

6 本報駐內(nèi)羅畢記者 曹俊;南大洋保護(hù)區(qū)提案無果而終[N];中國環(huán)境報;2012年

7 特派記者 崔鯨濤;全面啟動該地區(qū)南大洋科考作業(yè)[N];中國海洋報;2015年

8 張樹良 譯;NERC對三大地學(xué)關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行贊助[N];中國礦業(yè)報;2016年

9 本報記者 劉瀟然;“南征北戰(zhàn)”終獲豐碩成果[N];中國海洋報;2016年

10 記者 趙建東　通訊員 張丹;我國在南大洋成功回收潛標(biāo)系統(tǒng)[N];中國海洋報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 馬豪;南大洋與南海顆粒物運(yùn)移與輸出的同位素示蹤研究[D];清華大學(xué);2009年

2 段永亮;南大洋太平洋扇區(qū)風(fēng)生大洋環(huán)境變異與動力機(jī)理研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2013年

3 許蘇清;利用現(xiàn)場和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)估算南大洋碳通量[D];廈門大學(xué);2008年

4 馬浩;南大洋風(fēng)應(yīng)力和淡水通量在全球�！�?dú)怦詈舷到y(tǒng)中的作用[D];中國海洋大學(xué);2011年

5 程文瀚;有機(jī)磷酸酯在南大洋海洋邊界層和東南極冰蓋的分布及意義[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

6 史久新;南大洋印度扇形區(qū)南極繞極流和南極沿岸流的相互作用研究[D];中國科學(xué)院海洋研究所;2000年

7 高眾勇;南北極海區(qū)夏季海-氣二氧化碳交換特征及其所揭示的海洋學(xué)問題研究[D];廈門大學(xué);2002年

8 劉會蓮;中國近海及南大洋磷蝦關(guān)鍵種種群生態(tài)學(xué)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 吳悅媛;南大洋凈初級生產(chǎn)力的時空演變及其影響因素研究[D];南京大學(xué);2019年

2 康建軍;南大洋內(nèi)潮與混合研究[D];中國海洋大學(xué);2007年

本文編號：2713599