南海北部的陆架环流主要受到珠江冲淡水影响，由于河水中极高的硝氮含量以及南海水寡营养盐的特性，冲淡水中的N/P值极高（常常超过100）。针对南海北部海域以及其他类似受河流冲淡水影响的区域的这种特征，我们开发了一个基于氮、磷、浮游植物、浮游动物及碎屑（NPPZD）的三维物理-生物地球化学耦合模型。该模型以ROMS为基础，增加了磷作为模型变量，以反映局部近岸区域存在的磷限制情况。模型能通过浮游植物基于氮和磷营养盐的生长速率自动判断环境的氮或磷限制状态，从而执行相应的生态系统流程。

基于该氮磷共同限制模型，我们对南海北部陆架在不同营养盐限制条件下的生态系统响应进行了深入研究分析。我们发现，由于磷限制，冲淡水中的浮游植物生产力受到明显抑制，但上升流中的浮游植物生产力并未受到营养盐的显著限制。然而，可能由于较低的捕食压力，浮游动物对南海北部海域的这种氮磷限制的转换并不敏感。通过对模型的terms balance分析，我们发现在水华的形成阶段，死亡和凝结是浮游植物的主要消耗因素，但随着冲淡水的发展成熟，浮游动物的捕食称为浮游植物的最大损失来源（图1）。本成果发表在J. Geophys. Res. (Oceans), 119 (2014).

Gan, J.P., Z.M. Lu, A. Cheung, M.H. Dai, L.L. Liang, P.J. Harrison, and X.Z. Zhao, 2014. Assessing ecosystem response to phosphorus and nitrogen limitation in the Pearl River plume using the Regional Ocean Modeling System (ROMS). Journal of Geophysical Research: Oceans, 119(12), 8858-8877, doi:10.1002/2014JC009951.

图1. 氮磷共同限制模型（a）和氮限制模型（b）的terms balance分析