固碳率

通过卫星测量，提出了深度和时间分辨的初级生产力模型来估计初级生产力(Asanuma等人，2000,2001a, b)。PAR的垂直分布由经验方程定义为地表叶绿素A浓度的函数。叶绿素A浓度的垂直分布也由经验方程定义为PAR垂直分布的函数。固碳率定义为PAR和温度的函数。该深度分解初级生产力模型的提出，是因为单层模型对初级生产力的估计不足，其中难以最大限度地表示地下或深层叶绿素对初级生产力的垂直贡献。本章建议的模型结合垂直参数，并对24 h进行积分，估算初级生产力如下:

PPeu = I I C(z)PB{z, PAR(z)， Tg PAR(0, t)/PAR{0, noon) dz dt (1)

Jt Jz，其中PPeu为初级生产力(mgCm ~2天-1)，PB为固碳率(mgccmgchl -a-1m-3h-1)， PAR为光合有效辐射(Ein m-2天-1为PAR(z)， eim -2h-1为PAR(0,t)和PAR(0,noon)， C为叶绿素a浓度(mgm-3)， t为水温度(℃)，z为深度(m)， t为从0到24 h的时间。固碳率PB是日PAR、温度、通过海洋初级生产力工作组的主页打开的数据集(http://marine.rutgers.edu/opp/database/data-base2.html)。在该数据库中，给出了固碳速率(mgC mgChl-1 m-3 h-1)海水温度(°C)、日PAR (Ein m-2 day-1)和深度(m)温度范围图1a、b、c显示了经验拟合的碳固定率(PB)与PAR和10、20、27℃温度的函数关系。每条细实线都是在各个站点的每个温度范围内沿水柱的碳固定率的测量。每条细实线均表现出固碳率从低PAR到高PAR的递增趋势，且固碳率随a的增大而降低光抑制在最高PAR，这对应于表面。沿水柱的固碳率与表面PAR成正比。为了表示一定温度范围内的一组固碳率，提出了固碳率的经验方程，回归曲线为PAR和温度的函数，如式(2)所示。式(2)的第一指数项控制PAR较低区域的坡度，第二指数项控制RAR较高区域的凹陷。

PB (z) - c {1 - exp(——PAR (z) / PAR (0))} exp(票面(z) - b / PAR (0)) (2)

式中，PAR(z)和PAR(0)为某深度和表面的日PAR(Ein m-2天-1)，PB为单位体积和每小时固碳率(mgC mgChl-1 m 3h-1)。本研究假设PB(z)为中午的固碳率。参数，a, b和c是根据之前测量的单位体积和每小时的固碳率，以及表面的每日PAR和各种海面温度，经验确定的:

m - -0.0001 T3 + 0.0036T2 - 0.0007T + 0.2557 (3-1)

n - 0.00024T3 - 0.0113T2 + 0.0868T - 0.1042 (3-2) b - 0.3(0.00048T3 - 0.019T2 + 0.1T + 3.1214) (4) c - 17 (5)

q 10℃左右的固碳率vs PAR(原始数据来自Behrenfeld)								* m 10 27«054
E								«CM M l 2»1 15*
我								«101 u«7 0k
I *£;	•							* 雷竞技csgo1111吗?«77 429242
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Iq固碳率vs PAR约20℃(原始数据来自Behrenfeld)

T二世

					- - - - - -
＊					、__
肯塔基州
		- - - - - -;	i___		＿
			-

*m iwuioa im 30IM2 0J«33 3W7«7 0ie aW1 203«41«29»2)033 s967 43014

20 JtO 40

固碳率vs PAR

超过27摄氏度(原始数据来自贝伦菲尔德)

20 30 40 50

PAK (biivm - 2. -天- l)

图1:经验填充碳固定率(PH)随光合有效辐射(PAR)和10、20和170℃温度的函数关系。

PB作为PAR(O)， PAR%(z)和T的函数

我,0 u021t“J-U 011 * * 2 + < M«!6ÎT-0 !OHMi T" J -0 019T" Î+O IT+J。] î !4

PB作为PAR(O)， PAR%(z)和T的函数

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1 a 1					温度(dcg-C) JtLOop。uppDATAaVKi.xb 10是 温度(dcg-C) JtLOop。uppDATAaVKi.xb 图2:碳固定率(PH)作为光合有效辐射(PAR)和海洋表面温度的函数。实线显示，在不同PAR强度下，P是海面温度的函数，10(♦)，20(a)， 30(0)， 40(D)， 50(0)和60(D) Ein m“2天”1。虚线表示由Behrenfeld和Falkowski(1997)提出的水柱内最大固碳率(PoBpt)，并以七阶多项式或温度表示。 如图2所示，在PAR为10、20、30、40、50和50Einm-2day时，固碳率随海表温度的变化而变化，固碳率由Behrenfeld和Falkowski(1997)提出。本研究提出的固碳率涵盖了各温度下固碳率的变化，以往研究提出的经验方程难以表示。此外，本研究提出的固碳率与Eppley(1972)提出的固碳率随温度的指数增长有很大不同，通常应用于一般环流模型(general circulation model, GCM)。

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