典型海域浮游植物對(duì)磷的響應(yīng)及營(yíng)養(yǎng)鹽動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、營(yíng)養(yǎng)鹽是海洋浮游植物生長(zhǎng)必不可缺的營(yíng)養(yǎng)元素,也是限制初級(jí)生產(chǎn)力的關(guān)鍵因子。近年來(lái),黃東海的浮游植物生長(zhǎng)受到磷限制的趨勢(shì)日益嚴(yán)重,對(duì)海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)造成多種影響。本論文首先以黃海為研究對(duì)象,系統(tǒng)地研究了水體中各形態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽尤其是磷的生物地球化學(xué)過(guò)程,并從營(yíng)養(yǎng)鹽補(bǔ)充消耗的角度探討了營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)水華不同階段的調(diào)控與響應(yīng),有助于深入認(rèn)識(shí)黃海春季水華發(fā)生機(jī)制。在熟悉不同海區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽分布特點(diǎn)基礎(chǔ)上,分析了中國(guó)近海浮游植物細(xì)胞不同結(jié)合態(tài)磷(細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)磷和細(xì)胞表

2、面吸附態(tài)磷)的分布特點(diǎn)及其影響因素,初步探討了磷被浮游植物細(xì)胞吸收利用的關(guān)鍵過(guò)程。
　　春季發(fā)生水華在黃海是一個(gè)重要現(xiàn)象。水華的發(fā)生使黃海營(yíng)養(yǎng)鹽的含量和分布狀況均有顯著變化。冬季和早春時(shí)節(jié)營(yíng)養(yǎng)鹽的含量在外海要高于近岸。三月下旬,黃海中部充足的營(yíng)養(yǎng)鹽和合適的營(yíng)養(yǎng)鹽比例為春季水華的發(fā)生提供了良好的物質(zhì)條件。夏季,黃海中部表層水中溶解無(wú)機(jī)態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽幾乎被耗盡,氮、磷的耗盡導(dǎo)致了黃海中部水華的結(jié)束。在受到長(zhǎng)江沖淡水影響的黃海南部海區(qū),磷是浮

3、游植物生長(zhǎng)的一個(gè)限制因子。富含營(yíng)養(yǎng)鹽的黃海冷水團(tuán)可以視為黃海真光層營(yíng)養(yǎng)鹽(尤其是磷酸鹽)的一個(gè)補(bǔ)充來(lái)源。水華期間,下層水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽通過(guò)擴(kuò)散作用和湍流卷挾作用進(jìn)入真光層,可以補(bǔ)充水華期間浮游植物生長(zhǎng)所需56％的氮、56%的磷和69%的硅。此外,真光層中DON、DOP的利用和營(yíng)養(yǎng)鹽的再生也是維持水華的一個(gè)重要原因。在其它物理?xiàng)l件(如:溫度、水體穩(wěn)定性、光照)均有利于浮游植物生長(zhǎng)的情況下,57%-76%的無(wú)機(jī)氮和46%-68%的磷酸鹽可以在

4、一周內(nèi)被浮游植物利用,從而導(dǎo)致黃海中部水華的爆發(fā)。
　　營(yíng)養(yǎng)鹽的分布變化特征受到水動(dòng)力、生物活動(dòng)等多種因素影響,黃、東、南海典型斷面秋季營(yíng)養(yǎng)鹽分布因此而具有明顯的區(qū)域差異。黃海上層水體氮、磷比較匱乏,將會(huì)限制浮游植物生長(zhǎng);上層水中硅含量不會(huì)限制硅藻的生長(zhǎng)。黃海底層冷水富含營(yíng)養(yǎng)鹽,可視為黃海營(yíng)養(yǎng)鹽的一個(gè)重要儲(chǔ)庫(kù)。東海北部斷面的深層水富含營(yíng)養(yǎng)鹽;東海南部臺(tái)灣海峽斷面營(yíng)養(yǎng)鹽含量略低于北部。高溫高鹽的南海上層水體為寡營(yíng)養(yǎng)鹽海水,浮游植物的

5、生長(zhǎng)受到氮、磷的限制;而低溫高鹽的南海底層水則富含營(yíng)養(yǎng)鹽。
　　浮游植物在吸收利用磷的過(guò)程中可以在細(xì)胞表面吸附磷。研究春秋季不同海域表層水中的小型浮游植物細(xì)胞不同結(jié)合態(tài)磷特點(diǎn)發(fā)現(xiàn):春季,黃海及浙閩近海浮游植物細(xì)胞總磷、細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)磷及細(xì)胞表面吸附態(tài)磷含量分別為9.5-95.9、9.0-82.2、0.5-21.3μmol g-1和41.8-190.3、30.4-118.5、2.9-71.8μmol g-1。2007年、2008年春季

6、浙閩近海小型浮游植物細(xì)胞不同結(jié)合態(tài)磷含量不存在顯著差異。浙閩近海浮游植物細(xì)胞總磷、細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)磷及細(xì)胞表面吸附態(tài)磷含量均顯著高于黃海;但浮游植物細(xì)胞吸附態(tài)磷占細(xì)胞總磷比例在兩個(gè)海域并不存在顯著差異。浮游植物群落組成的差異可能是導(dǎo)致黃海浮游植物細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)磷含量低于浙閩近海的原因。秋季,黃、東、南海浮游植物細(xì)胞總磷含量分別為20.8-66.0,44.5-101.7,25.2-52.5μmol g-1;細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)磷含量分別為18.5-41

7、.8,31.7-80.0,21.0-39.4μmol g-1;細(xì)胞表面吸附態(tài)磷含量分別為1.1-21.2,1.0-40.2,0.6-16.9μmol g-1。浮游植物吸收磷的能力明顯受到海區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽水平影響。東海站位的浮游植物其細(xì)胞總磷及細(xì)胞內(nèi)結(jié)合態(tài)磷含量顯著高于黃海、南海站位的浮游植物。而三個(gè)海區(qū)的浮游植物細(xì)胞表面吸附態(tài)磷含量并無(wú)顯著性差異。浮游植物細(xì)胞不同結(jié)合態(tài)磷含量不存在季節(jié)差異。
　　中肋骨條藻和東海原甲藻對(duì)磷的吸收利用過(guò)程