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南海北部真光层颗粒有机碳(POC)输出通量的遥感估算

李腾   2018-10-24

       近日,我室与国防科技大学联合培养博士生李腾等结合卫星遥感和食物网模型方法估算了南海北部海区真光层颗粒有机碳(POC)的输出通量,该成果发表在国际知名期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上,通讯作者为我室白雁研究员。

       POC沉降输出,即真光层浮游植物光合作用将有无机碳转化为有机碳,并向下输出POC至深海,在较长时间内脱离大气CO2循环的一系列过程,是海洋生物泵固碳的重要方式。量化和理解海洋生物泵强度和调控机制对评估全球气候变化影响下海洋的固碳能力十分重要。本研究结合卫星遥感产品和Siegel et al.(2014)建立的食物网模型,首次实现了基于卫星遥感的南海北部真光层POC输出通量的精细化时空分布反演(图1)。根据反演结果,春、夏、秋和冬季,陆架海区真光层POC输出通量平均为4.52±3.59,2.64±2.38,16.14±10.20和10.58±8.16 mmol C·m-2·d-1;海盆区的对应结果为6.97±4.85,2.38±1.87,5.96±4.65和6.93±3.70 mmol C·m-2·d-1。验证结果显示,在海盆区,卫星反演结果与实测POC输出通量较为一致,相对偏差为-15%;在陆架区,卫星反演结果显著低于观测结果,相对偏差为-50%。此外,反演结果还显示,在南海北部海区,相对于大粒径浮游植物及其聚合物的直接下沉作用(AlgEZ),浮游动物(尤其是小型浮游动物)的摄食作用贡献了大部分的POC输出(图1)。 

引用:Li, T., Bai, Y., He, X., Xie, Y., Chen, X., Gong, F., & Pan, D. (2018). Satellite‐based estimation of particulate organic carbon export in the northern South China Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans. https://doi.org/10.1029/2018JC014201.

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图1:卫星反演结果:GM and GS 分别为混合层内浮游动物对大粒径(20-50 µm)和小粒径(0.5-20 µm)浮游植物的摄食率; AlgEZ 和FecEZ 分别为大粒径浮游植物及其聚合物的直接下沉输出和浮游动物摄食导致的POC输出; EP 为真光层内总的POC输出。