黄东海浮游生物群落呼吸率对碳平衡的重要性

摘要

黄东海接受长江冲淡水和黑潮带来的大量营养盐和有机物质,其碳循环对陆架海碳源汇格局至关重要。浮游生物群落呼吸是影响碳循环的重要过程。为揭示黄东海浮游生物群落呼吸率(PCR)对碳平衡的贡献,于2011年四季使用黑白瓶培养法测定黄海南部及东海北部浮游群落呼吸率和初级生产力,并同步测定温度、盐度、营养盐、叶绿素和细菌丰度等环境因子。结果显示,浮游生物群落呼吸率的变化范围为1.61~834.84mgC/(m^(3)·d),年均为(184.53±154.21)mgC/(m^(3)·d),其中夏季最高,冬季最低。根据相关性分析,黄东海研究区域浮游生物群落呼吸率,尤其是在夏天,主要由浮游植物和浮游细菌贡献;浮游生物群落呼吸率与温度呈显著正相关,与盐度和硅酸盐呈显著负相关。通过比较群落呼吸率与初级生产力,得到研究海区水柱总体呈现异养状态;部分站位表层或10 m水层呈现出自养状态。海气CO_(2)交换通量的研究显示,黄东海陆架主要表现为大气CO_(2)的碳汇区域。研究提出,黄东海陆架碳平衡总体异养、却为碳汇的主要原因可能为:研究区域表层初级生产吸收CO_(2)高于呼吸产生CO_(2),常表现为自养和碳汇;但表层沉积物的再悬浮和外源有机碳输入为次表层以下水体提供了丰富的有机碳,浮游生物群落呼吸产生的CO_(2)高于初级生产吸收的CO_(2),呈现异养。当台风等物理外力破坏水层结构使水体混合时,次表层及以下的CO_(2)将释放到大气中,表现为碳源。