【学术动态】极地海洋的“绿洲”:探索罗斯海沿岸冰间湖浮游植物水华的秘密

发布时间:2025-12-02 浏览:191 次

近日,武汉大学中国南极测绘研究中心庞小平教授团队在地球科学领域国际期刊《Geo-spatial Information Science》(IF=5.5)发表题为“Environmental drivers of the spatio-temporal variations of chlorophyll-a within the coastal polynya in the Ross Sea”的研究论文。武汉大学中国南极测绘研究中心与澳大利亚科廷大学联合培养博士生茶明星为论文第一作者,庞小平教授为通讯作者。中国南极测绘研究中心班伟副教授、李娟助理研究员和王月云实验师参与合作研究,科廷大学David Antoine教授提供指导。

罗斯海作为南大洋最具生产力的扇区和南极洲最大的海洋保护区,是研究气候变化和极地海洋生态系统的关键区域。罗斯海沿岸冰间湖因冬季少冰且靠近大陆架铁源,是浮游植物水华爆发的核心区域。然而,受极地恶劣环境限制,对其浮游植物的时空演变过程仍缺乏系统认识。

 
图1 罗斯海研究区
 

本研究基于OC-CCI水色遥感产品,并结合海冰密集度和REA5再分析数据,探讨了2003年11月至2025年3月夏季罗斯海沿岸冰间湖叶绿素a浓度的时空变化特征。研究发现,叶绿素a浓度沿罗斯冰架呈带状分布并向北递减延伸。水华自11月开始爆发,12月至次年1月迅速增强并达到峰值,2-3月逐渐减弱。多年月均叶绿素a浓度为0.78-2.15 mg/m3。2014年起,叶绿素a浓度呈显著上升趋势(0.03 mg/m3 yr-1),与显著增强的有效光合辐射相关。2010年的异常高值(3.36 mg/m3)受阿蒙森低压东移加深导致的冰间湖快速扩张影响。总体来看,高有效光合辐射和低海冰覆盖促进水华的发生,海表面温度和风速影响着水华的强度,风向一定程度上改变水华的空间扩散格局。研究成果为揭示罗斯海沿岸冰间湖浮游植物的时空变化提供了新的长期观测基础,深化了对南极海洋生态气候变化响应机制的理解。

 
图2 叶绿素a浓度空间分布(以2022年11月至2025年3月为例)
 
 
图3 2003-2025年夏季(11月至次年3月)叶绿素a浓度(a)、海冰密集度(b)、有效光合辐射(c)、海表面温度(d)、海表面压强(e)和风速(f)的年际变化
 

论文链接:Cha, M., Pang, X., Li, J., Ban, W., & Wang, Y. (2025). Environmental drivers of the spatio-temporal variations of chlorophyll-a within the coastal polynya in the Ross Sea. Geo-Spatial Information Science, 1–16. (https://doi.org/10.1080/10095020.2025.2586985

 供稿:茶明星;排版:王月云;审核:庞小平、周春霞