加拿大哈德逊海区hudson bay system浮游生物生态系统模型研究-study on the plankton ecosystem model of hudson bay system in hudson sea area, canada.docxVIP

摘要 摘要 万方数据 万方数据 摘要 全球气候变化已经严重影响到极地和包括哈德逊海区 (Hudson Bay System) 在内的亚极地地区。哈德逊海区是连接着极地和加拿大地区的内陆海，该地区生 态系统的变化受到极地气候变化的影响。目前研究发现，全球气候变化导致海洋 中浮游植物生产力或群落结构产生很大的改变。因此，研究哈德逊海区浮游植物 的变化过程，有助于我们进一步了解气候变化对海洋生态系统的影响，尤其是对 极地海洋生态系统的影响。 目前，哈德逊海区仅有少量的浮游生物调查结果，并且由于该地区常年的海 冰覆盖等原因，浮游生物观测只限于夏秋季节，构建生态系统模型帮助我们研究 各个时空尺度海洋生态系统的变化过程，并了解其变化趋势。 本研究构建适合哈德逊海湾地区的营养－浮游植物－浮游动物－有机碎屑 (NPZD)生态系统模型和包括细菌在内的 NPZD 生态系统模型 (NPZDBD)，并和 三维水动力学模型耦合，构建三维生态系统－水动力学耦合模型。通过三维模型 的结果分析，了解哈德逊湾地区浮游植物生物量和初级生产力的时空分布。 模型模拟的结果与目前海区唯一的生态系统模型以及多次调查的结果吻合。 研究发现，哈德逊湾地区每年的初级生产力约 53.7g C m-2 y-1，哈德逊海峡地区 每年的初级生产力约 85.63g C m-2 y-1，福克斯湾地区每年的初级生产力约 44.04 g C m-2 y-1。在哈德逊海区，大型浮游植物是哈德逊海区初级生产力的主要组成 部分，大型浮游植物的初级生产力约 44.86 g C m-2 y-1，小型浮游植物的初级生 产力约 12.41 g C m-2 y-1。根据浮游植物生物量的分布，哈德逊海区夏季的初级 生产力明显高于其他的季节，并且最大初级生产力主要分布在哈德逊海峡，最小 初级生产力主要分布在福克斯湾东北部和哈德逊湾沿岸。 NPZDBD 模型的初步结果显示，由于细菌的作用，生态系统中浮游植物的 生物量的分布等有了较大的变化，因此我们推测细菌在哈德逊海区生态系统中可 能具有很重要的作用。 关键词：哈德逊海区，生态模型，浮游植物，初级生产力，细菌 I Abstra Abstract Abstract Global change has already affected arctic and subarctic regions, including Hudson Bay System, severely. Hudson Bay System is an inland sea that connects polar to Canada, and its climate is affected by polar climate change. According to the present studies, climate change is having profound consequences to changes in primary production and community structure. Therefore, studying the variation of plankton production of this area is helpful for our understanding of the effects of global change on marine ecosystems, especially the polar marine ecosystems. At present, there is few observed data about phytoplankton biomass and primary production in Hudson Bay System. The main reason is that the sea ice covers the Hudson Bay System most of the year. Most of the reported data are limited to summer or fall. Establishing a marine ecosystem model is important to study the spatial and temporal distribution of phytoplankton in Hudson Bay System, and to understand its trend of change. A three-dimensional ecosystem hydrodynamic couple model which includs Nutrient-Phy