东赤道印度洋次表层叶绿素最大值与缺氧水体的季节性调控机制及其形成机理研究

《Progress in Oceanography》：Mechanisms controlling the seasonality and formation of subsurface chlorophyll maximum and oxygen-depleted waters in the east-central equatorial Indian Ocean

针对东赤道印度洋(EEIO)次表层叶绿素最大值(SCM)形成机制及溶解氧(DO)分布特征不明的问题，研究人员通过2054组BGC-Argo浮标数据与海洋-生态系统耦合模型，揭示了硝酸盐(NO3)垂直平流对SCM的维持作用及双缺氧层（100-200m与600-1200m）的季节性扩展规律，为热带海洋生物地球化学循环研究提供了新认知。

　　

东赤道印度洋(EEIO)作为全球唯一具有季节性反向季风系统的海域，其独特的物理-生物地球化学过程长期困扰着学界。尽管卫星遥感显示该区域全年表层寡营养化，但次表层叶绿素最大值(SCM)的持续存在与中层溶解氧(DO)亏损现象的形成机制尚未阐明。印度地球科学研究所的研究团队通过11台生物地球化学Argo浮标(BGC-Argo)获取的2054组剖面数据，结合海洋-生态系统耦合模型，首次系统揭示了EEIO生物化学过程的季节性调控规律。

研究采用BGC-Argo浮标(2013-2020年)观测温度、盐度、叶绿素-a(chl-a)、颗粒后向散射(b_bp)和DO剖面数据，通过质量控制与时空平均建立气候态数据集。耦合模型量化了硝化作用(nitrification)、硝酸盐(NO₃)吸收(uptake)等生物过程，并结合体积输送分析解析DO亏损水团的运移路径。

Observed variability of the EEIO’s thermohaline structure
数据显示EEIO全年维持>28°C的混合层，表层淡水输入形成强分层。SCM稳定存在于60m深度，chl-a浓度在夏季季风期降至0.65 mg m^?3，其他季节达0.8 mg m^?3，b_bp最大值与SCM层位一致。

Nitrate dynamics in the SCM
模型表明SCM区NO₃吸收主导硝化作用，后者因表层光抑制而在SCM下方形成最大值。NO₃收支分析揭示硝化最大值的垂直平流是SCM区营养盐供给的关键途径。

Dissolved oxygen distribution
DO分布呈现双亏损层：上层(100-200m)狭窄亏损水团源于孟加拉湾跨4°N的体积输送，1-2月与8月扩展最强；下层(600-1200m)广泛亏损区与弱通风和高耗氧相关。

该研究阐明了EEIO生物地球化学过程的耦合机制：物理输送(ASHSW侵入与Wyrtki急流)调控营养盐供给，光抑制效应塑造硝化作用垂直格局，最终决定SCM的季节性变化。发现的上层DO亏损水团南向扩展规律，为理解热带缺氧区扩张提供了区域案例。成果发表于《Progress in Oceanography》，为印度洋生态系统建模与气候响应预测奠定了观测基础。