基于拉格朗日法的海藻场有机碎屑离岸输运研究

海藻场在海藻凋落盛期向海洋输送大量有机碎屑,为海藻场外围海域提供大量初级生产力,并在沉降后实现碳汇功能.本研究采用具有拉格朗 日质点追踪模块的三维海洋数值模式(Estuarine Coastal Ocean Model,semi-implicit,ECOM-si),结合潮位、流速及漂流浮标轨迹跟踪观测,研究了枸杞岛西北侧天然海藻场有机碎屑输运与沉降的动力学机制及碳汇功能.结果显示,海藻场对周边海域碳汇贡献的空间分布格局呈现为以海藻场为中心的高值区,向西北-东南海域扩展分布并递减.水动力强弱和海藻碎屑粒径差异导致其沉降后的空间分布差异显著.大潮期间,海藻场对邻近海域碳汇贡献最高为699gC/(hm2.d).碎屑粒径越小、沉降速度越小的海藻碎屑对外围海域碳汇贡献范围越大.海藻场碳汇功能不局限于邻近海域,不同粒径海藻碎屑每天为海藻场5 km外海域提供有机碳约7.5～33.7kgC;小潮期间水动力较弱,约90％以上的海藻碎屑沉降至5km以内海域.海藻场碳汇功能集中于沿岸邻近海域,对邻近海域有碳汇贡献的区域范围小,但强度大,最高为817gC/(hm2.d).海藻碎屑脱落时的潮流方向和海藻场所处区位也是影响海藻场有机碎屑输运沉降和碳汇归趋的重要因素.赋予拉格朗 日质点单位碳含量后,拉格朗 日法在海藻场有机碎屑离岸输运沉降机制研究中具有可行性,可有效评估典型近岸海藻场对周边海域碳汇的贡献及主要动力学因子的作用.本研究可为我国海藻场本底调查及其生态辐射范围评估提供参考.