中文摘要：

东海的营养盐有多种来源。除了河流，台湾海峡，大气起源的营养盐以外，黑潮水的流入也带来大量的营养盐。这些起源不同的营养盐对东海陆架初级生产力的贡献不一样，其自身的变化规律也不一样。近年来，申请人针对黑潮水入侵东海陆架这一过程开展了一系列研究，对黑潮进入东海陆架流量的空间分布和季节变化提出了新的见解。在此基础上，本项目将利用既有的水动力学模式和营养盐观测资料，对进入东海陆架真光层的黑潮起源营养盐通量进行定量化，并考察陆架营养盐的收支对长江径流量，台湾海峡流量和黑潮流量变化的响应。同时，开发一个能够再现营养盐和叶绿素空间分布及其季节变化的数值生态模式。在该模式中，对来自大气、长江、台湾海峡和黑潮起源的营养盐进行标识和分离，考察其对初级生产力的贡献。本项目的成果将加深理解东海生态系统中起源不同的营养盐的功能，为进一步研究气候变动和人为因素对东海营养盐供给及其引起的生态系统响应打下一坚实的基础。

结论摘要：

东中国海（含东海、黄海、渤海）的营养盐有河流，大气沉降，黑潮及台湾海峡等多处起源。起源不同的营养盐有不同的变化规律和控制机制，有些（例如黑潮起源）受气候变动的影响大些，有些（例如河流起源）则受人间活动的影响大些。除此之外，这些起源不同的营养盐在该海域的生态系统中的作用也不同。 本人与合作者在过去10年逐步完善了一个可以再现东中国海水温，盐分和流场季节变化的三维水动力模型。近年，本人与合作者将一个生态数值模式与该水动力模式耦合，再现了东中国海的营养盐和叶绿素季节变化的主要特征，并利用模式结果计算了水体积，硝酸盐，磷酸盐和硅酸盐等的跨东海200米等深线的通量，其年平均值分别为1.53 Sv, 9.4 kmol s-1, 0.7 kmol s-1和18.2 kmol s-1。这些通量的空间分布显示台湾东北部和九州西南部是黑潮水入侵东海陆架的主要海区。人为增加黑潮起源营养盐浓度的数值实验显示黑潮起源营养盐在春季和夏季分布在陆架坡折到长江口外围区域的底层，在秋季到冬季出现在这些区域的表层。叶绿素对黑潮起源营养盐的响应不仅出现在表层，在春季到秋季也出现在次表层。 为了理解不同营养盐源对生态系统的影响，我们设计了敏感度计算。在敏感度计算里，我们将一个营养盐源关闭（即假设由这个源提供的三种营养盐浓度为零），重复与标准计算相同的计算步骤。作为一个线性近似，将标准计算和敏感度计算的差值视为该营养盐源对生态系统的影响。这些计算显示黑潮起源营养盐是东中国海营养盐的最主要来源，其占营养盐总量的比例达40%以上，对初级生产力的影响也最大。大气沉降是东中国海无机氮的另一重要来源，其影响主要在渤海和黄海。台湾海峡起源和河流流入的无机氮总量基本相当，但台湾海峡起源的无机磷总量要大于河流流入的部分。台湾海峡起源营养盐的影响主要在东海陆架和对马海峡附近，而河流起源的营养盐的影响则集中在长江口外围区域及其他河口附近海域。 黑潮作为东中国海最大的营养盐源，其营养盐浓度和通量的空间分布和年际变化也值得关注。本人与同行整理了日本气象厅从1987年到2009年在东海PN断面进行的一年4次的水文和营养盐资料，计算了东海黑潮流轴方向的营养盐通量，发现其年际变化远大于季节变化，而年际变化主要原因是黑潮流速的变化。同时，我们首次发现黑潮中层水的营养盐浓度在2004年以后上升了20%。