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西菲律宾海有机悬浮颗粒分布变化及其光衰减研究

作　者: 魏建伟
导　师: 石学法
学　校: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
专　业: 海洋地质学
关键词: 光衰减颗粒有机碳散射系数漫衰减系数西菲律宾海
分类号: P734.5
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 229次
引　用: 2次
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内容摘要

论文以2004年在西菲律宾海获取的光学剖面资料为基础,首次将光学衰减系数作为悬浮有机颗粒的替代指标,对西菲律宾海上层水体悬浮颗粒及颗粒有机碳的时空分布和变化进行了研究。结果表明,光衰减系数c_p同颗粒有机碳浓度具有显著的线性相关关系,这对于海洋初级生产力估算和碳循环研究具有重要意义。断面WE和SN上的浮游植物现存量与颗粒有机碳现存量变化趋势完全一致。上层水体中的颗粒有机碳主要来源于有机碎屑颗粒。西菲律宾海混合层的昼夜变化对于表层水体光学变异以及颗粒输出作用具有重要影响。表层水温、光衰减系数c_p和混合水深都与海面光合有效辐射同相变化。表层水体中的颗粒有机碳现存量同混合水深同步变化,受混合层控制作用显著;而对于深层水体,推测主要受生物垂向迁移和颗粒聚集沉降的影响。根据表层水体中微微型自养颗粒的计数分析结果,原绿球藻的丰度最高,其次为聚球藻,自养真核细胞的丰度最低。首次估算了三种微微型颗粒的散射系数,并与光衰减系数c_p做了对比分析。研究表明,菲律宾海三种微微型颗粒的散射作用仅占光衰减系数c_p的5%,其中原绿球藻、自养真核细胞和聚球藻分别占2.17%、2.85%和0.33%。根据微微型颗粒的散射特征,可大致将研究海区划分为三个生物水文学区域。对菲律宾海上层水体的光场特征作了分析,结果表明水下辐照度Ed按照指数规律衰减。通过对漫衰减系数Kd的研究,首次证实了西菲律宾海非藻组分的光衰减作用占主要地位。表层水体中非藻组分与浮游植物的光衰减作用大小相近,随着水深增大,非藻组分的光衰减作用逐渐占据主导地位。此外,西菲律宾海离水辐亮度Lwn(555)和海面遥感反射率Rsr(555)同生物地球化学核心变量POC之间存在显著的指数相关关系,这对于海洋初级生产力的遥感估算和应用具有重要意义。

全文目录

摘要  2-3
摘要（英文）  3-8
引言  8-10
第一章研究现状及区域背景  10-24
  1.1 海洋光学参数及属性  10-11
  1.2 相关问题的研究进展  11-19
  1.3 国内研究现状及主要问题  19
  1.4 研究海区概况  19-24
第二章西菲律宾海有机悬浮颗粒的分布特征研究  24-62
  2.1 材料与方法  24-30
    2.1.1 CTDX 观测与取样  25-26
    2.1.2 光衰减资料的推导  26-28
    2.1.3 颗粒有机碳分析  28
    2.1.4 叶绿素a 分析  28-30
  2.2 结果与讨论  30-60
    2.2.1 颗粒光衰减系数c_p及其典型剖面  30-35
    2.2.2 颗粒有机碳分析与估算结果  35-41
    2.2.3 断面SN的典型特征  41-45
    2.2.4 断面WE的典型特征  45-49
    2.2.5 POC/Chla 断面分布  49-54
    2.2.6 关于生物颗粒现存量的分析  54-55
    2.2.7 菲律宾海POC 剖面分布的物理控制  55-60
  2.3 小结  60-62
第三章西菲律宾海生物-光学变异性及颗粒输出  62-84
  3.1 材料与方法  63-66
    3.1.1 光衰减与荧光  63
    3.1.2 混合水深的推导  63-66
  3.2 分析结果  66-73
    3.2.1 太阳辐射、SST 与混合水深的连续变化  66
    3.2.2 菲律宾海M145 剖面连续变化  66-70
    3.2.3 颗粒现存量及昼夜变化  70-73
    3.2.4 浮游植物C:Chla比  73
  3.3 讨论  73-82
    3.3.1 生物-光学变异性及相关关系  73-76
    3.3.2 悬浮体昼夜累积与碳输出  76-77
    3.3.3 混合层变化对颗粒输出作用的贡献  77-80
    3.3.4 关于混合层动力作用的探讨  80-82
  3.4 小结  82-84
第四章西菲律宾海微微型颗粒及其光衰减作用  84-114
  4.1 材料与方法  86-92
    4.1.1 样品采集与流式细胞术分析  86-88
    4.1.2 CTDX剖面  88-89
    4.1.3 颗粒散射系数  89-92
  4.2 分析结果  92-101
    4.2.1 典型光衰减剖面  92-93
    4.2.2 微微型颗粒丰度剖面变化  93-100
    4.2.3 颗粒散射作用  100-101
  4.3 讨论  101-112
    4.3.1 粒子散射与生物水文特征分区  102-106
    4.3.2 粒子光衰减作用  106-109
    4.3.3 生物颗粒组分对荧光的贡献  109-111
    4.3.4 原绿球藻的重要性  111
    4.3.5 关于昼夜变化效应的思考  111-112
  4.4 小结  112-114
第五章菲律宾海真光层漫衰减系数分析及其指示意义  114-146
  5.1 材料与方法  114-117
    5.1.1 水下光谱分析  114-116
    5.1.2 CTDX剖面推导  116-117
  5.2 分析结果  117-132
    5.2.1 辐照度Ed的分布变化  117-120
    5.2.2 漫衰减系数的变化特征  120-127
    5.2.3 水柱叶绿素a 估算分析  127-130
    5.2.4 海面光学参数估算  130-132
  5.3 讨论  132-144
    5.3.1 关于漫衰减作用的思考  132-142
    5.3.2 海面光学性质在海洋碳估算中的应用  142-144
  5.4 小结  144-146
第六章结论与问题  146-148
参考文献  148-164
符号与术语一览表  164-165
博士在读期间发表的论文  165-166
致谢  166

西菲律宾海有机悬浮颗粒分布变化及其光衰减研究

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