Tác giả

Trịnh Bích Ngọc 1* , Võ Diệu Linh 1 , Tô Duy Thái 2

Đơn vị công tác

1 Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; trinh-bich.ngoc@usth.edu.vn; volinh111796@gmail.com

2 Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; duythaito@gmail.com

*Tác giả liên hệ: trinh-bich.ngoc@usth.edu.vn; Tel.: +84–904903945

Tóm tắt

Hệ sinh thái sinh vật phù du - cấp đầu tiên trong lưới thức ăn - đóng vai trò quan trọng trong đa dạng sinh học của vùng Biển Đông. Nghiên cứu mô phỏng sử dụng mô hình kết hợp vật lý/ sinh địa hóa với độ phân giải cao (4 km) áp dụng trên vùng Biển Đông trong các năm 2016/2017 cho thấy biến thiên mạnh theo mùa của nồng độ các chất dinh dưỡng (nitrat, phốt phát, sicilat) và chất diệp lục (Chl-a) lớp bề mặt. Trên phần lớn lưu vực, nồng độ chất dinh dưỡng và chất diệp lục đạt cực đại vào mùa đông và có giá trị thấp nhất vào mùa hè. Tại khu vực nước trồi Nam Việt Nam, nồng độ bề mặt các chất dinh dưỡng và Chl-a cao nhất vào mùa hè và thấp nhất vào mùa đông. Nồng độ nitrat, phốt phát, silicat và Chl-a trung bình lớp bề mặt vùng xa bờ lần lượt là 7,9 mmol/m3, 0,74 mmol/m3, 23,7 mmol/m3, 0,27 mg/m3 vào tháng 12-1; và 7,2 mmol/m3, 0,69 mmol/m3, 21,7 mmol/m3, 0,1 mg/m3 vào các tháng 5-6. Kết quả mô phỏng cũng cho thấy chu kỳ theo mùa tương tự nhau của sinh vật phù du: nồng độ cao vào mùa xuân-hè và nồng độ thấp vào mùa đông.

Từ khóa

Mô phỏng; Mô hình sinh địa hóa; Hệ sinh thái sinh vật phù du; Biển Đông.

Trích dẫn bài báo

Ngọc, T.B.; Linh, V.D.; Thái, T.D. Biến thiên theo mùa của sinh vật phù du lớp bề mặt vùng Biển Đông sử dụng mô hình sinh địa hóa độ phân giải cao. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2024, 758, 1-10.

Tài liệu tham khảo

1. Liu, K.K.; Chao, S.Y.; Shaw, P.T.; Gong, G.C.; Chen, C.C.; Tang, T.Y. Monsoon-forced chlorophyll distribution and primary production in the South China Sea: observations and a numerical study. Deep Sea Res. Part I 2002, 49(8), 1387–1412.

2. Liu, G.; Chai, F. Seasonal and interannual variability of primary and export production in the South China Sea: a three-dimensional physical - biogeochemical model study. ICES J. Mar. Sci. 2009, 66, 420–431.

3. Liu, K.K.; Kang, C.K.; Kobari, T.; Liu, H.; Rabouille, C.; Fennel, K. Biogeochemistry and ecosystems of continental margins in the western North Pacific Ocean and their interactions and responses to external forcing - an overview and synthesis. Biogeosci. 2014, 11(23), 7061–7075.

4. Zhang, W.Z.; Wang, H.; Chai, F.; Qiu, G. Physical drivers of chlorophyll variability in the open South China Sea. J. Geophys. Res. Oceans. 2016, 121, 7123–7140.

5. Yu, Y.; Xing, X.; Liu, H.; Yuan, Y.; Wang, Y.; Chai, F. The variability of chlorophyll–a and its relationship with dynamic factors in the basin of the South China Sea. J. Mar. Syst. 2019, 200, 103230.

6. Hu, Z.; Tan, Y.; Song, X.; Zhou, L.; Lian, X.; Huang, L.; He, Y. Influence of mesoscale eddies on primary production in the South China Sea during spring inter-monsoon period. Acta Oceanolog. Sin. 2014, 33(3), 118–128.

7. Chen, Y.L.L. Spatial and seasonal variations of nitrate-based new production and primary production in the South China Sea. Deep Sea Res. Part I 2005, 52(2), 319–340.

8. Truong, S.H.T.; Nguyen, T.V. Đa dạng sinh học động vật phù du vùng biển ven bờ bán đảo Sơn Trà, Đà Nẵng. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển 2018, 18(4A), 59–71.

9. An, N.T.; Thu, P.M. Biogeochemical Variability of Vietnamese Coastal Waters Influenced by Natural and Antropogenic Processes. Asian J. Water Environ. Pollut. 2007, 4, 37–46.

10. Minh, N.H.; Hào, V.M; Quảng, N.V.; Thược, P. Thực vật nổi (Phytoplankton) vùng biển phía Tây vịnh Bắc bộ và phụ cận. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển 2011, 11(4), 57–73.

11. Gruber, N. Warming up, turning sour, losing breath: ocean biogeochemistry under global change. Philos. T. R. Soc. A. 2011, 369, 1980–1996.

12. Metzger, E.J; Hurlburt, H.E. Coupled dynamics of the South China Sea, the Sulu Sea, and the Pacific Ocean. J. Geophys. Res. 1996, 101(C5), 12331–12352.

13. Gan, J.; H. Li.; Curchitser, E.N.; Haidvogel, D.B. Modeling South China Sea circulation: Response to seasonal forcing regimes. J. Geophys. Res. 2006, 111, C06034.

14. Qu, T. Upper-layer circulation in the South China Sea. J. Phys. Oceanogr. 2000, 30, 1450–1460.

15. Gan, J.; Liu, Z.; Hui, C. A three-layer alternating spinning circulation in the South China Sea. J. Phys. Oceanogr. 2016, 46(8), 2309–2315.

16. Pauly, D.; Christensen, V. Stratified models of large marine ecosystems: a general approach and an application to the South China Sea. Large marine ecosystems: stress, mitigation and sustainability. AAAS Press. 1993, 148–174.

17. Wu, J.; Chung, S.W.; Wen, L.S.; Liu, K.K.; Chen, Y.L.L.; Chen, H.Y.; Karl, D.M. Dissolved inorganic phosphorus, dissolved iron, and Trichodesmium in the oligotrophic South China Sea. Global Biogeochem. Cycles. 2003, 17(1), 1–8.

18. Chen, Y.L.L.; Chen, H.Y.; Karl, D.M.; Takahashi, M. Nitrogen modulates phytoplankton growth in spring in the South China Sea. Cont. Shelf Res. 2004, 24(4–5), 527–541.

19. Marsaleix, P.; Auclair, F.; Floor, J.W.; Herrmann, M.J.; Estournel, C.; Pairaud, I.; Ulses, C. Energy conservation issues in sigma-coordinate free-surface ocean models. Ocean Modell. 2008, 20, 61–89.

20. Marsaleix, P.; Michaud, H.; Estournel, C. 3D phase-resolved wave modelling with a non–hydrostatic ocean circulation model. Ocean Modell. 2019, 136, 28–50.

21. Auger, P.A.; Diaz, F.; Ulses, C.; Estournel, C.; Neveux, J.; Joux, F.; Pujo-Pay, M.; Naudin, J.J. Functioning of the planktonic ecosystem on the Gulf of Lions shelf (NW Mediterranean) during spring and its impact on the carbon deposition: A field data and 3–D modelling combined approach. Biogeosci. 2011, 8(11), 3231–3261.

22. Thái, T.D.; Long, B.H. Nghiên cứu, ứng dụng mô hình Symphonie tính toán các quá trình thủy động lực trên Biển Đông. Tạp chí khoa học và công nghệ biển 2019, 19(4A), 1–15.

23. Herrmann, M.; Diaz, F.; Estournel, C.; Marsaleix, P.; Ulses, C. Impact of atmospheric and oceanic interannual variability on the Northwestern Mediterranean Sea pelagic planktonic ecosystem and associated carbon cycle. J. Geophys. Res. Oceans. 2013, 118, 5792–5813.

24. Herrmann, M.; Estournel, C.; Adloff, F.; Diaz, F. Impact of climate change on the northwestern Mediterranean Sea pelagic planktonic ecosystem and associated carbon cycle. J. Geophys. Res. 2014, 119, 5815–5836.

25. Herrmann, M.; Auger, P.A.; Ulses, C.; Estournel, C. Long-term monitoring of ocean deep convection using multisensors altimetry and ocean color satellite data. J. Geophys. Res. Oceans 2007, 122(2), 1457–1475.

26. Ulses, C.; Auger, P.A.; Soetaert, K.; Marsaleix, P.; Diaz, F.; Coppola, L.; Herrmann, M.J.; Kessouri, F.; Estournel, C. Budget of organic carbon in the North-Western Mediterranean Open Sea over the period 2004-2008 using 3D coupled physical biogeochemical modeling. J. Geophys. Res. Oceans 2016, 121, 7026–7055.

27. Ulses, C.; Estournel, C.; Fourrier, M.; Coppola, L.; Kessouri, F.; Lefèvre D.; and Marsaleix, P. Oxygen budget for the North-Western Mediterranean deep convection region. Biogeosiences Discussion 2021, 18, 937–960.

28. Kessouri, F. Cycles biogéochimiques de la Mer Méditerranée: Processus et bilans. PhD thesis. Université de Toulouse 3, 2015.

29. Piton, V.; Herrmann, M.; Lyard, F.; Marsaleix, P.; Duhaut, T.; Allain, D.; Ouillon, S. Sensitivity study on the main tidal constituents of the Gulf of Tonkin by using the frequency-domain tidal solver in T-UGOm. Geosci. Model Dev. 2020, 13, 1583–1607.

30. Leonard, B.P. A stable and accurate convection modelling procedure based on quadratic upstream interpolation. Comput. Meth. Appl. Mech. Eng. 1979, 19, 59.

31. Large W.; Yeager S. Diurnal to decadal global forcing for ocean and sea-ice models: The data sets and flux climatologies, UCAR/NCAR, 2004.

32. Wu, J.; Chung, S.W.; Wen, L.S.; Liu, K.K.; Chen, Y.L.L.; Chen, H.Y.; Karl, D.M. Dissolved inorganic phosphorus, dissolved iron, and Trichodesmium in the oligotrophic South China Sea. Global Biogeochem. Cycles. 2003, 17(1), 1008.

33. Chen, Y.L.L.; Chen, H.Y.; Karl, D.M.; Takahashi, M. Nitrogen modulates phytoplankton growth in spring in the South China Sea. Cont. Shelf Res. 2004, 24, 527–541.

34. Lu, Z.; Gan, J.; Dai, M.; Zhao, X.; Hui, C.R. Nutrient transport and dynamics in the South China Sea: A modeling study. Prog. Oceanogr. 2020, 183, 102308.

35. Du, C.; He, R.; Liu, Z.; Huang, T.; Wang, L.; Yuan, Z.; Dai, M. Climatology of nutrient distributions in the South China Sea based on a large data set derived from a new algorithm. Prog. Oceanogr. 2021, 195, 102586.

36. Goldblatt, R.H.; Mackas, D.L.; Lewis, A.G. Mesozooplankton community characteristics in the NE subarctic Pacific. Deep Sea Res II. 1999, 46, 2619–2644.

37. Harrison, P.J. Station Papa Time Series: Insights into Ecosystem Dynamics. J. Oceanogr. Brazilian 2002, 58, 259–264.

38. Xiu, P.; Chai, F. Modeled biogeochemical responses to mesoscale eddies in the South China Sea. J. Geophys. Res. 2011, 116(C10), C10006.