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本文在中国科学院战略性先导科技专项项目支持下,于2013年11月~2014年10月期间开展了南海北部海域冬、春、秋三个季节的航次调查,分析了标准层溶解氧(DO)的时空分布特征,并结合该海域的环境参数,重点分析各季节影响溶解氧变化的主要因素,探讨溶解氧对物理、生化过程的响应。主要结论如下: (1)平面分布:冬、春、秋季溶解氧含量范围分别在3.46-8.0mg/L、2.98-7.64mg/L、2.52-7.86mg/L之间,表现为冬季>春季>秋季。三个季节溶解氧平面分布各层具有差异性,50m以浅大致保持北部高于南部这种态势,受水温和台风、海气相互作用、涡旋等物理过程影响明显。往下至次表层,存在季节性温跃层和氧跃层,温跃层厚度春季>秋季>冬季,各季节溶解氧含量变化较大。冬、春季分别存在暖涡和冷涡,涡旋影响区及其边缘、中心区域溶解氧含量具有显著差异,明显受到黑潮高氧水入侵,深度可达500m,对南海北部溶解氧的含量及时空分布产生重要影响。500m以深,采样数据有限,影响因素相对较为单一,受控于受有机质矿化作用及水体流通,站位间溶解氧浓度差异相对较小。 (2)垂向分布:冬、春、秋季均表现为在500-1000溶解氧下降至极小值后随着深度增加又缓慢升高,氧极小值冬季>春季>秋季,分别为3.575、3.23、2.93mg/L,出现深度分别为875、845、755m;氧极小值的季节差异与该南海北部海域溶解氧季节变化趋势一致,氧极小值出现深度与氧极小值大小表现为正相关,本文认为氧极小值及出现深度是由生化过程耗氧及水体循环流通两者共同决定;极小值后氧含量又升高,与吕宋海峡东西两侧交换有关,且冬季强于春季、秋季。在季风及台风等气候条件作用下上层水体混合强烈,冬、春季6.5mg/L氧等值线分别占据100m、50m水深,与海平面基本平行,氧含量随深度加深下降缓慢。各季节的断面不同程度上存在上升流和陆架坡折处下层冷水、低氧水涌升现象,强度有一定差异,其中B、C断面尤为明显。水深往下,氧等值线密集,季节性温跃层使溶解氧断面分布中出现明显氧跃层,受控于物理、生物化学过程. (3)海洋物理、生化环境要素影响分析中,表层(0-75m)T、S、pH、Chla与DO相关性具有季节性差异,冬季均呈显著相关性;春季Chla与DO基本不相关(相关性为0.106),大气复氧等物理过程对氧源贡献率大;秋季与春季相反,浮游植物光合产氧主要控制着海水溶解氧源,与水温基本不相关。次表层(75-300m)无明显的季节性差异,受到物理、生化过程作用,有机质耗氧明显加强,表现为DO与pH相关性明显高于表层。水深往下至中层(300-1000m)、深层水(1000-1500m),DO含量与分布受控于水体垂直、水平运输和有机质矿化耗氧量,两者达到平衡状态时出现氧极小值。溶解氧与pH垂直分布一致,氧极小值与pH极小值所处深度一致,远离中层水的典型核心深度(500m)。综上,对南海北部海域三个季节全部采样水体来说,浮游植物光合作用影响冬季>秋季>春季;海洋动力环境要素(T、S)及化学要素对DO含量及分布产生重要影响,总体上没有明显的季节性差异。