在光合以及氧化分解时,作为海水中氧进出量的近似值可用AOU。严格来说,AOU不一定等于伴随光合和氧化分解而发生的氧的进出量。其理由在之前文章已做说明。下边举出的一例,应注意之点就在于它不是作为近似值的AOU,而是求出氧变化量本身与磷酸盐对应的变化量之间的关系。
在美国俄勒冈州西岸一带,夏季能观测到特别显著的上升流。杉浦等在这个上升流区观测了磷酸盐与氧的变化量,并查明了两者的关系。结果了解到,由光合所产生的氧的变化量与磷酸盐变化量之间,存在着与前述P-AOU关系非常类似的关系。不仅如此,还还能够提出证据说明上升流何以常常改变其涌出深度的原因。以下就这一问题,试加加说明。
当上升流由下层向光合层上升,光合就超过氧化分解,结果磷酸盐的浓度随水的上升而降低,另一方面氧浓度增大。若把在某一特定深度t处,某一时间t所采集的水的磷酸盐与氧的浓度分别作为Pu,Ou,另一方面,把在同一时间t,在比深度u更浅的任意深度i所采集水的磷酸盐与氧的浓度,分别作为Pi,Oi,则可设:
Pi=Pu'-△P,Oi=Ou'+△O
式中:Pu',Ou'为在t时间内占据了深度i的水,通过比它更深的前一深度时,即在(tー△t)时间内所保有的磷酸盐和氧的浓度。这种水在由深度u上升到深度i所需要的△i时间内,由光合成所消耗的磷酸盐浓度为△P,以生成氧的浓度为△O,以上二式即可表示为:
Pu-Pi=(Pu-Pu)+△P,Oi-Ou'=Ou'-Ou+△O
如果Pu=Pu',Ou=Ou'则成:
Pu-Pi=△P (3.15)
Oi-Ou=△O (3.16)
如把(Pu-Pi)对(Oi-Ou)作图,那么可以期望点的排列将表示出光合成时P和O的增减所特有的关系。另外若是Pu≠Pu',Ou≠Ou'情况下,可得到关系式:
(Pu-Pi)-(Pu-Pu')=△P (3.17)
(Oi-Ou)-(Ou'-Ou)=△O (3.18)
如使(Pu-Pu'),(Ou'-Ou)坐标系平行移动,那么公式(3.17)和公式(3.18)的关系就显示出与公式(3.15)和(3.16)的关系相一致。偏离原点是由于生物化学以外的原因所致,它意味着在上升水由u上升到i所需要的时间△t内所发生的水质的变化。不论怎么讲,只要没有这种水的置换,(Oi-Ou)对(Pu-Pi)作图,就给出前述生物化学现象所特有的关系。有水的置换时,这种关系就中止了,以后只要再维持同质水不断上升的状态,前述关系就能再现。这样,(Oi-Ou)对(Pu-Pi)作图,一般来说,预计可能使点排列在几条平行曲线上。实际上,在这样考虑的基础上,试把(Oi-Ou)对(Pu-Pi)作图。其结果示于图3.36。图3.36的特点是,在许多靠近的深度上,点排列在斜率大致等于1(微克原子P/升)/3(毫升O2/升)的直线上。该斜率与P-AOU图上所见的斜率相一致。在图3.36中表示的几个例子中,特别值得注意的是62号站的结果。在该处占据0到75米之间的水,能能判断出它大致属于同质的水。在深度75到100米之间,发生着水的交替。就图3.36中62号站的例子,若在深度i与接接着的深度(i+1)之间取(P75-Pi)-(P75-Pi+1)或(Oi-O75)-(Oi+1-O75),就可以得到图3.37的关系。这可以认为是现场的光合曲线。从图3.37的分布形式来看,可推测我们在这里所探讨的水是由大约100米深处所显示的浓度来决定的。它在(Oi-Ou)对(Pu-Pi)P)图上的位置,大概非常接近相当于75米深度的位置。因此,在这种情况下,坐标原点的移动,氧一定在0.1毫升/升以下,磷酸盐一定在0.3微克原子/升以下。就是说,在观测的时间里,占据100米深度处的水所显示的浓度比起占75米以浅的水在100米处所显示的浓度来,其氧浓度约低0.1落升/升,而磷酸盐约高0.3微克原子/升。磷酸盐的浓度一般随深度而增加,因此这里所叙述的情况可以看成上升水供给源的深度在比观测时间稍前一点直到观测以后这段时间内,向稍深的地点移动了。