海区生态要素状况

　　叶绿素浓度是表征浮游植物生物量的良好指示，高叶绿素浓度通常对应高浮游植物生物量水平。在空间分布上，叶绿素浓度与海水透明度刚好相反，呈现沿岸叶绿素浓度高、陆架次之、外海叶绿素浓度最低的空间分布（图4-15）。波罗的海具有最高的叶绿素浓度，黑海、北海、中国东部海区、波斯湾也具有相对较高的叶绿素浓度（图4-16）。南海、爪哇-班达海、孟加拉湾等热带海区的叶绿素浓度相对较低。地中海具有最低的叶绿素浓度。

图4-15　2003～2014年平均叶绿素浓度分布

图4-16　2003～2014年各海区平均叶绿素浓度

　　12个海区叶绿素浓度的峰值时间存在差异（图4-17）。中高纬度海区如中国东部海区、日本海、波罗的海、北海，在4月前后叶绿素浓度达到最高值。热带海区如南海、爪哇-班达海、孟加拉湾、波斯湾，通常在冬季出现叶绿素浓度最高值。从季节变化幅度来看，最大变幅位于波罗的海、阿拉伯海、中国东部海区和日本海（图4-18）。

图4-17　2003～2014年各海区月平均叶绿素浓度随月份的变化

图4-18　叶绿素浓度季节变化幅度分布

　　2003～2014年12个海区叶绿素浓度的变化趋势既有上升也有下降（图4-19）。其中，热带海区以下降趋势为主，阿拉伯海的下降速率最大，达-2.23%/a；爪哇-班达海、红海、波斯湾也具有较大的下降速率。中高纬海区则以上升趋势为主，其中波罗的海上升速率最大，达1.92%/a；日本海、中国东部海区的上升速率达0.9%/a。

　　浮游植物生长主要受控于营养盐和光照。在热带海区，光照强，表层水温高，水体层化较强，阻碍了下层丰富营养盐输送到表层，导致表层营养盐缺乏，从而约束了浮游植物的生长。在全球变暖情势下，海水升温将会进一步加强水体层化，使得表层营养盐更为缺乏，进而导致热带海区叶绿素浓度的下降。

　　然而，在中高纬度海区，由于冬季降温导致强烈的垂直混合作用，表层营养盐充足。在春季水温升高、上混合层变浅使得浮游植物生长光照充足，会导致浮游植物藻华爆发，生物量快速增长。在全球变暖情势下，海水升温使得浮游植物快速生长的时间提前，浮游植物生长的时间段（春季至秋季）变长，从而导致叶绿素浓度和浮游植物生物量整体升高。

图4-19　2003～2014年各海区叶绿素浓度变化速率

浮游植物NPP

　　浮游植物NPP的空间分布与叶绿素浓度分布基本类似，高叶绿素浓度区域对应高生产力（图4-20）。从11个海区的比较来看（黑海缺遥感数据），波罗的海具有最高的NPP，年均达5000mgC/(m²d)左右；北海、中国东部海区、波斯湾也具有相对较高的净初级生产力，年均在1500mgC/(m²d)以上；南海、爪哇-班达海、孟加拉湾、地中海等海区的NPP水平较低，年均约为500mgC/(m²d)左右（图4-21）。

 图4-20　2003～2014年平均净初级生产力分布

图4-21　 2003～2014年11个海区平均净初级生产力

　　从季节变化来看，NPP总体呈现夏季高、冬季低，但11个海区峰值时间存在显著差异（图4-22）。在高纬度海区，如北海、波罗的海，7月前后出现峰值。中纬度海区，如中国东部海区、日本海、地中海，在4月前后出现峰值。热带海区，峰值时间比较复杂，如南海、波斯湾、红海在冬季出现峰值，而爪哇-班达海、孟加拉湾、阿拉伯海在冬季、夏季各出现峰值。NPP季节变化幅度最大位于波罗的海、阿拉伯海和中国东部海区。赤道附近海域NPP常年较低，变幅较小。

图4-22　2003～2014年11个海区月平均净初级生产力随月份的变化

　　2003～2014年11个海区NPP的变化趋势既有上升，也有下降（图4-23）。中高纬海区除地中海外，波罗的海、北海、中国东部海区、日本海的NPP均呈上升趋势。热带海区除南海外，爪哇-班达海、阿拉伯海、波斯湾、红海的NPP均呈下降趋势。波罗的海的NPP上升速率最大，达1.58%/a，显著高于其他海区；中国东部海区、北海也具有较高的上升速率，分别为1.01%/a和0.62%/a。阿拉伯海的NPP下降速率最大，达-1.17%/a；爪哇-班达海、波斯湾、红海、地中海的下降速率也相对较大，在-0.7%/a以上。

 图4-23　2003～2014年11个海区净初级生产力变化速率