基于极地近岸海洋环境监测系统的南极长城湾生态环境变化初析_何剑锋

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1、第23卷第4期极地研究Vol．23，No．42011年12月CHINESEJOURNALOFPOLARRESEARCHDecember2011毀櫑櫑櫑櫑毀櫑櫑毀研究论文櫑櫑櫑櫑毀基于极地近岸海洋环境监测系统的南极长城湾生态环境变化初析1，2111，324何剑锋张芳蔡明红崔世开杨海真王项南12(国家海洋局极地科学重点实验室，中国极地研究中心，上海200136;同济大学环境科学与工程学院，上海200092;34上海海洋大学水产与生命学院，上海201306;国家海洋技术中心，天津300112)提要利用中国首次在南极长城湾海域布放的

2、极地近岸海洋环境监测系统，以2010年12月13日至2011年3月22日期间获得的监测数据为例，对该海域基本环境参数和叶绿素a含量变化进行了初步分析。结果表明，温度变化在12月至1月中旬呈明显上升趋势，之后存在一定的波动;而受夏季陆地淡水输入的影响，盐度的总体变化呈波动下降趋势。观测期间温度的变化范围为0．27—2．52℃，在1月中旬和2月下旬分别出现明显峰值;盐度变化范围为33．86—34．19，在1月初、1月中旬、2月下旬以及3月上中旬出现明显的低峰值。叶绿素a含量在观测开始至12月底迅速上升，而后一直维持在一个相对较高

3、的水平。在观测时间内分别在12月底、1月中旬和2月下旬出现峰值，最－1高值达4．22μg·L。叶绿素a含量与水温存在明显的相关性。初步数据分析及与历史监测数据的对比分析表明，研发并在长城湾布放的极地近岸海洋环境监测系统作为一种新型的极地海洋环境监测工具稳定、可靠，与传统监测方法的结合可实现对南极近岸海域环境的精细监测。关键词南极长城湾极地海洋环境监测系统doi:10．3724/SP．J．1084．2011．00269成固定冰。中国对长城湾生态环境监测与研究已有［2］0引言较长历史，主要集中在初级生产、叶绿素含［3-7］［8］

4、［9-10］量、浮游植物群落结构以及营养盐含量中国南极长城站所在的南极半岛地区是南极升等。但由于缺乏连续性，依赖现有数据很难进行年温最快的地区。1985—2008年长城站的气象观测际变化及成因的对比分析。－1数据表明，站区气温的变化速率为0．27℃·10a，为此，在国家高技术(863)目标导向课题的支［1］呈现出明显的气候变暖趋势。该地区生物区系持下，我们研发并在长城湾布放了一套极地近岸海和生物多样性丰富，因而是监测和研究南极生态系洋环境监测系统，对长城湾的海洋环境进行了在线统对全球变化响应的理想场所。连续监测。本文以中国第

5、27次南极科学考察期间长城湾位于长城站东南侧，是一个半封闭型内重新布放后的监测数据为例，对100d(2010年122湾，面积约3km，距湾顶约200m处有一深水区，最月13日—2011年03月22日)的监测数据进行初大水深约35m。海湾受南部布兰斯菲尔德海流的步分析，旨在了解期间温度、盐度等环境参数以及叶影响，夏季陆上融雪流入湾中，带来陆上营养盐和有绿素a含量的变化特征，并通过与已有历史数据的机物，冬季海冰形成状况与气温相关，少数年份可形对比，评估该系统的监测效果。［收稿日期］2011年4月收到来稿，2011年6月收到修改稿

6、［基金项目］国家高技术863目标导向课题(2007AA09Z121)和海洋公益性行业科研专项(200805095)资助［作者简介］何剑锋，男，1968年生。博士，研究员，从事极地生态环境监测与研究、极地生物海洋学研究。E-mail:hejianfeng@pric．gov．cn270极地研究第23卷1监测系统及数据获取极地近岸海洋环境监测系统选择在长城湾最深海域布设。系统采用剖面生态要素测量与坐底式ADCP测量模式相结合的方式，对南极长城湾海域的生态要素及动力要素，包括温度、盐度、深度、pH、有效光合辐照度(PAR)、氧化还原

7、电位(ORP)、叶绿素、海流进行长期连续监测。系统由岸基供电并实时传输数据至实验室计算机平台。系统示意图见图1极地近岸海洋环境监测系统示意图［11-13］Fig．1．TheschematicdiagramofthePolarCoastalMarineEnvi-图1，具体结构及软件设计见朱锐等人的相关ronmentalMonitoringSystem介绍。系统布放点见图2。图2监测系统布放点示意图Fig．2．ThemonitoringsiteinGreatWallBay剖面测量主要由固定在承重缆和坐底平台上的SBE16CTD和

8、SBE37CTD等设备在国内完成标定传感器对生态要素进行测量。传感器共设三层，上后运往长城站。2010年12月完成重新布放后，上、层和中层配备SBE16CTD，可在线获取温度、盐度、中、下三层传感器深度分别为12．9m、19．6m和水深、pH、PAR和叶绿素荧光等参数，底层配备29．7m。