THE EFFECTS OF MONSOONS AND CONNECTIVITY OF SOUTH CHINA SEA ON THE SEASONAL VARIATIONS OF WATER EXCHANGE IN THE LUZON STRAIT

Seasonal variations of water exchange in the Luzon Strait are studied numerically using the improved Princeton Ocean Model (POM) with a consideration of the effects of connectivity of South China Sea (SCS) and monsoons. The numerical simulations are carried out with the strategy of variable grids, coarse grids for the Pacific basin and fine grids for the SCS. It. is shown that the Mindoro Strait plays an important role in adjusting the water balance between the Pacific and the SCS. The SCS monsoon in summer seasons hinders the entrance of the Pacific water into the SCS through the Luzon Strait while the SCS monsoon in winter seasons promotes the entrance of Pacific water into the SCS through the Luzon Strait. However, the SCS monsoon does not affect the annual mean Luzon Strait transport, as is mainly determined by the Pacific basin wind.

Characteristics of water exchange in the Luzon Strait during September 2006

The Luzon Strait is the only deep channel that connects the South China Sea (SCS) with the Pacific. The transport through the Luzon Strait is an important process influencing the circulation, heat and water budgets of the SCS. Early observations have suggested that water enters the SCS in winter but water inflow or outflow in summer is quite controversial. On the basis of hydrographic measurements from CTD along 120 degrees E in the Luzon Strait during the period from September 18 to 20 in 2006, the characteristics of temperature, salinity and density distributions are analyzed. The velocity and volume transport through the Luzon Strait are calculated using the method of dynamic calculation. The major observed results show that water exchanges are mainly from the Pacific to the South China Sea in the upper layer, and the flow is relatively weak and eastward in the deeper layer. The net volume transport of the Luzon Strait during the observation period is westward, amounts to about 3.25 Sv. This result is consistent with historical observations.

The role of Qiongzhou Strait in the seasonal variation of the South China Sea circulation

An analysis of the water level and current data taken in Qiongzhou Strait in the South China Sea (SCS) over the last 37 years (1963 to 1999) was made to examine the characteristics of tidal waves and residual flow through the strait and their roles in the seasonal variation of the SCS circulation. The observations reveal that Qiongzhou Strait is an area where opposing tidal waves interact and a source of water transport to the Gulf of Beibu (Gulf of Tonkin), SCS. A year-round westward mean flow with a maximum speed of 10-40 cm s(-1) is found in Qiongzhou Strait. This accounts for water transport of 0.2-0.4 Sv and 0.1-0.2 Sv into the Gulf of Beibu in winter-spring and summer-autumn, respectively. The outflow from Qiongzhou Strait may cause up to 44% of the gulf water to be refreshed each season, suggesting that it has a significant impact on the seasonal circulation in the Gulf of Beibu. This finding is in contrast to our current understanding that the seasonal circulation patterns in the South China Sea are primarily driven by seasonal winds. Several numerical experiments were conducted to examine the physical mechanisms responsible for the formation of the westward mean flow in Qiongzhou Strait. The model provides a reasonable simulation of semidiurnal and diurnal tidal waves in the strait and the predicted residual flow generally agrees with the observed mean flow. An analysis of the momentum equations indicates that the strong westward flow is driven mainly by tidal rectification over variable bottom topography. Both observations and modeling suggest that the coastal physical processes associated with tidal rectification and buoyancy input must be taken into account when the mass balance of the SCS circulation is investigated, especially for the regional circulation in the Gulf of Beibu.

Summer feeding activities of zooplankton in Prydz Bay, Antarctica

Grazing of dominant zooplankton copepods (Calanoides acutus. and Metridia gerlachei), salps (Salpa thompsoni) and microzooplankton was determined during the austral summer of 1998/1999 at the seasonal ice zone of the Prydz Bay region. The objective was to measure the ingestion rates of zooplankton at the seasonal ice zone, so as to evaluate the importance of different groups of zooplankton in their grazing impact on phytoplankton standing stock and primary production. Grazing by copepods was low, and accounted for less than or equal to 1% of phytoplankton standing stocks and 3.8-12.5% of primary production for both species during this study, even the ingestion rates of individuals were at a high level compared with previous reports. S. thompsoni exhibited a relatively high grazing impact on primary production (72%) in the north of our investigation area. The highest grazing impact on phytoplankton was exerted by microzooplankton during this investigation, and accounted for 10-65% of the standing stock of phytoplankton and 34-100% of potential daily primary production. We concluded that microzooplankton was the dominant phytoplankton consumer in this study area. Salps also played an important role in control of phytoplankton where swarming occurred. The grazing of copepods had a relatively small effect on phytoplankton biomass development.

Efecto de variables ambientales sobre la productividad primaria neta aérea y la concentración de proteína bruta de gramíneas en sistemas silvopastoriles de ñire (Nothofagus antarctica) : creación de un modelo de simulación

Nothofagus antarctica (ñire) ocupa una importante superficie de los bosques de Patagonia Sur, siendo ampliamente usado como sistemas silvopastoriles con ganadería ovina y bovina. Sin embargo, en la mayoría de los casos el uso de estos bosques se realiza sin un manejo que permita optimizar la sustentabilidad del sistema. En esta tesis se estudió el efecto de distintas variables ambientales (temperatura, humedad del suelo, radiación) sobre la productividad y concentración de Proteína bruta (PB) de gramíneas en distintas situaciones de calidad forestal y coberturas de copas de bosques de ñire, así como también procesos asociados: descomposición y dinámica de nutrientes (mineralización-inmovilización) de residuos del estrato arbóreo y graminoso y mineralización de nitrógeno del suelo. La productividad de materia seca (MS) aérea de gramíneas (rango entre 135 a 1863 kg MS ha-1) estuvo positivamente asociada a la calidad forestal de los sitios, mientras que el efecto de las coberturas de copa dependió de la interacción con otras variables ambientales. Los valores de PB variaron principalmente según la cobertura de copa encontrándose los mayores valores en lugares más sombreados (transmisividades menor al 70 por ciento). La descomposición, tanto en hojas de ñire como en gramíneas, varió según el nivel de radiación, siendo mayores en los lugares con menor cobertura. Por otro lado, la dinámica de nutrientes no fue afectada por la CS o alguna variable estudiada. La mineralización de nitrógeno del suelo fue mayormente afectada por la humedad del suelo y el efecto de la cobertura de copa según la calidad del sitio forestal. Finalmente con los datos obtenidos e información de bibliografía se generó un modelo de simulación de productividad de MS y concentración de PB de gramíneas creciendo en bosques de ñire. El modelo generado después de ser sometido a diferentes pruebas se considera aceptable para ser usado como una herramienta de manejo sustentable en estos sistemas, aportando además nuevos conocimientos sobre las causales en la variación productiva y de calidad de los pastizales en bosques de ñire.

Dinámica y distribución de macro nutrientes en Nothofagus antarctica creciendo en distintas condiciones en Patagonia Sur

Nothofagus antarctica (ñire) es una de las especies forestales más importantes en abundancia en Patagonia Sur, siendo utilizado principalmente bajo sistemas silvopastoriles. En esta tesis se estudió la acumulación de biomasa y nutrientes (N, P, K, Ca, S y Mg) en componentes aéreos y subterráneos de ñire de distintas edades (5-20, 21-110 y 120-220 años), clases de copa (dominantes, codominantes, intermedios, suprimidos) y creciendo en tres calidades de sitio diferentes (alta, mediana y baja). Se encontró que la cantidad de biomasa y nutrientes varió significativamente según la edad, clase de copa y calidad de sitio, detectándose interacciones entre estos factores. Basado en un enfoque alométrico se determinó que la partición de biomasa varió según el sitio aunque no con la clase de copa, mientras que la partición de nutrientes varió significativamente con ambas. Los árboles creciendo en los mejores sitios destinaron mayor cantidad de todos los recursos hacia el componente aéreo mientras que los sitios de baja calidad incrementaron el destino hacia raíces. Los árboles dominantes destinaron mayor proporción de nutrientes hacia el componente aéreo con excepción del N, el cual fue derivado en mayor proporción hacia la parte aérea por los suprimidos. Por otra parte, se evaluó la dinámica del N en un sistema silvopastoril de ñire (1600 árboles ha-1). Se utilizó fertilizante enriquecido con 15N y se estudió su dinámica en un sistema silvopastoril (estrato herbáceo + árboles + suelo) en comparación con un pastizal abierto adyacente. El sistema silvopastoril absorbió casi tres veces más 15N que el pastizal abierto, y el estrato herbáceo absorbió casi un 70 por ciento más del fertilizante que el componente arbóreo. En conclusión, este estudio brinda información relevante y original en cuanto a dinámica y partición de recursos (biomasa y nutrientes) en ñire, y se presentan reglas alométricas como herramienta para estimaciones a futuro en diversos estudios ecológicos de ciclo de nutrientes y fertilidad mineral. Por otra parte, los resultados obtenidos indican que en sistemas silvopastoriles de ñire existiría un efecto de facilitación de N por parte del componente arbóreo hacia el estrato herbáceo, siendo estos sistemas más eficientes en la absorción y retención de N en comparación a un pastizal abierto.

Efecto de variables ambientales sobre la productividad primaria neta aérea y la concentración de proteína bruta de gramíneas en sistemas silvopastoriles de ñire (Nothofagus antarctica): creación de un modelo de simulación

Nothofagus antarctica (ñire)ocupa una importante superficie de los bosques de Patagonia Sur, siendo ampliamente usado como sistemas silvopastoriles con ganadería ovina y bovina. Sin embargo, en la mayoría de los casos el uso de estos bosques se realiza sin un manejo que permita optimizar la sustentabilidad del sistema. En esta tesis se estudió el efecto de distintas variables ambientales (temperatura, humedad del suelo, radiación)sobre la productividad y concentración de Proteína bruta (PB)de gramíneas en distintas situaciones de calidad forestal y coberturas de copas de bosques de ñire, así como también procesos asociados: descomposición y dinámica de nutrientes (mineralización-inmovilización)de residuos del estrato arbóreo y graminoso y mineralización de nitrógeno del suelo. La productividad de materia seca (MS)aérea de gramíneas (rango entre 135 a 1863 kg MS ha-1)estuvo positivamente asociada a la calidad forestal de los sitios, mientras que el efecto de las coberturas de copa dependió de la interacción con otras variables ambientales. Los valores de PB variaron principalmente según la cobertura de copa encontrándose los mayores valores en lugares más sombreados (transmisividades menor al 70 por ciento). La descomposición, tanto en hojas de ñire como en gramíneas, varió según el nivel de radiación, siendo mayores en los lugares con menor cobertura. Por otro lado, la dinámica de nutrientes no fue afectada por la CS o alguna variable estudiada. La mineralización de nitrógeno del suelo fue mayormente afectada por la humedad del suelo y el efecto de la cobertura de copa según la calidad del sitio forestal. Finalmente con los datos obtenidos e información de bibliografía se generó un modelo de simulación de productividad de MS y concentración de PB de gramíneas creciendo en bosques de ñire. El modelo generado después de ser sometido a diferentes pruebas se considera aceptable para ser usado como una herramienta de manejo sustentable en estos sistemas, aportando además nuevos conocimientos sobre las causales en la variación productiva y de calidad de los pastizales en bosques de ñire.