【摘 要】
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海洋生物泵是海洋生态系统固碳和储碳的关键过程,浮游生物是构成海洋生物泵的基石。因此,研究浮游生物群落结构的时空变化及其与颗粒有机碳输出的关系具有重要意义。本研究以南海北部海盆为研究区域,于2018年1月至7月和2019年6月至7月间在南海北部海盆及吕宋海峡区域,运用高效液相色谱技术（HPLC-CHEMTAX）和流式细胞技术（FCM）分析全粒级浮游植物生物量和群落结构,同时采用浮游动物分层或单层垂直
【基金项目】
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国家重点研发计划全球变化及应对重点专项-“海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应”（2016YFA060120）; 国家自然科学基金项目-“南海北部浮游植物群落初级生产关键参数间的定量关系及其影响因素”（41776146）
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海洋生物泵是海洋生态系统固碳和储碳的关键过程,浮游生物是构成海洋生物泵的基石。因此,研究浮游生物群落结构的时空变化及其与颗粒有机碳输出的关系具有重要意义。本研究以南海北部海盆为研究区域,于2018年1月至7月和2019年6月至7月间在南海北部海盆及吕宋海峡区域,运用高效液相色谱技术（HPLC-CHEMTAX）和流式细胞技术（FCM）分析全粒级浮游植物生物量和群落结构,同时采用浮游动物分层或单层垂直拖网并结合ZooScan分析中型浮游动物丰度及类群组成,阐述南海北部浮游生物群落的时空变化并分析黑潮入侵和季节差异的影响。通过布放漂浮式沉积物捕获器和水下原位颗粒物成像仪（UVP5）,分析南海北部颗粒物分布模式和颗粒物组成成分,研究真光层和弱光层颗粒有机碳输出通量的变化,探寻侧向传输对南海北部颗粒有机碳输出的影响。最终从生态系统的角度探讨浮游生物的时空变化和颗粒有机碳输出的关系。本研究的主要结果如下:南海北部海盆冬季和夏季浮游植物的优势类群为原绿球藻（Prochlorococcus）、聚球藻（Synechococcus）、青绿藻（prasinophytes）和定鞭藻8型（haptophytes8）。总叶绿素a浓度呈现出明显的时空变化,冬季高于夏季,近岸高于海盆。垂直方向上,原绿球藻冬夏差异不明显,在次表层叶绿素a极大值层仍然具有高叶绿素a浓度;聚球藻在冬季表层叶绿素a浓度高于夏季,但夏季具有更深的次表层极大值深度;青绿藻的分布模式为冬季表层高于夏季;定鞭藻8型的垂向分布特征为在次表层具有高浓度,这与基于FCM的超微型真核藻类在次表层的高细胞丰度相一致。南海北部海盆区域上层200m中型浮游动物丰度夏季高于冬季,吕宋海峡区域高于海盆区域,冬季中型浮游动物丰度的平均值为115.4±75.9ind.m-3,夏季为480.7±255.5ind.m-3,冬季和夏季在浮游动物丰度上存在显著差异（t-test,p<0.05）。通过两端源等密度面混合模型,本研究发现南海北部浮游生物群落对黑潮入侵响应明显。2018年冬季和夏季的研究结果表明:冬季和夏季的总叶绿素a浓度和夏季的浮游动物丰度在黑潮入侵时均有明显提升,且最高值出现在黑潮水份额（Rk-100ave）约50%～60%的区域。从浮游生物群落结构来看,浮游植物冬季随着Rk-100ave的提高而占比增加的类群主要有青绿藻、定鞭藻,占比在减小的类群有原绿球藻和聚球藻,而夏季在群落结构水平上对黑潮入侵的响应没有冬季明显,冬季和夏季在Rk-100ave大于和小于60%的两组站位间浮游植物群落组成和总叶绿素a浓度差异显著（p<0.01,p<0.05）。浮游动物中冬季桡足类丰度对浮游动物总丰度的贡献随着Rk-100ave的提高而呈现出增加的趋势,范围为79.5%～90.6%,而夏季浮游动物类群组成则对黑潮入侵没有明显响应。2019年夏季的观测表明,浮游植物群落结构呈现出近岸硅藻、表层聚球藻、外海原绿球藻的分布模式;浮游动物丰度在海盆区出现次表层极大值,在陆坡区随水层递减,桡足类在水柱中的优势地位随水层变化,有孔虫类在海盆区和陆坡区的表层、次表层存在着相反的分布模式。基于漂浮式沉积物捕获器,SEATS站50 m、100 m和200 m的颗粒有机碳输出通量分别为46.5 mg C m-2 d-1、53.5 mg C m-2 d-1 和 35.1 mg C m-2 d-1,M4 站分别为 66 mg C m-2 d-1、76 mg C m-2 d-1 和49.8 mg C m-2 d-1,量值上和基于UVP5的颗粒有机碳输出通量具有很好的一致性,在450～750 m深度仍观测到较高的颗粒有机碳输出通量,可能受到侧向传输的影响。海盆区颗粒物主要由碎屑贡献,且颗粒物浓度与叶绿素a浓度的线性拟合关系较好。
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