海洋浮游生态系统中DMSP的来源及在食物链中的传递和转化研究进展

β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是一种在海洋中普遍存在的重要生源有机硫化物,其降解产物二甲基硫(DMS)挥发到大气中会形成云凝结核,进而对大气温度产生负反馈效应。DMSP主要由浮游植物和部分细菌生物合成,在浮游食物链和微食物环中进行传递和转化,并进一步通过食物网进入更高营养级。浮游生物是驱动全球碳、硫循环的关键环节,在DMSP生物地球化学循环中的作用越来越受到人们的重视。本文针对DMSP的来源、归宿及在浮游食物链中的传递和转移等方面进行综述,介绍了浮游食物链和微食物环在DMSP传递、转化中的作用。DMSP在海洋食物链中仍有不少传递和降解途径为研究空白,今后应针对目前的研究不足深入开展DMSP的产生、传递和转化机制研究,进一步完善DMSP的生物地球化学循环机制。     

一氧化氮的海洋生物地球化学研究进展

一氧化氮(NO)是影响全球气候和环境的重要污染气体之一,同时也是影响生物生长的重要调控因子。本文综述了海水中NO的测定方法,海洋中NO的来源和分布、迁移和转化,NO在海洋生态系中的作用,以及NO在大气中的转化和作用,并对海洋中NO的进一步研究提出了展望。目前围绕海洋中NO的研究刚刚起步,本文有助于了解海洋中NO的生物地球化学循环及在海洋生态系统中起到的重要作用。     

海洋生物对二甲基硫生产的控制作用研究

二甲基硫(DMS)是参与全球硫循环的最主要的海洋生源硫化物,对全球气候变化和环境酸化产生重要影响.海洋中DMS的产生是一个极为复杂的生物学和生态学过程,主要涉及的生物过程包括浮游植物病毒感染、浮游动物摄食和DMSP裂解酶的活动.根据海洋生物活动在二甲基硫的全球生物地球化学循环中所起着的重要作用,作者综述了国际海洋科学工作者十几年来在DMS生物生产过程研究方面的进展.     

海水中二甲基硫的光化学氧化研究

二甲基硫(DMS)是海洋中最重要的挥发性生源硫化物,其在大气中的氧化产物会对全球气候变化和酸雨的形成产生重要影响。海水中DMS的光化学氧化,作为一个重要的去除途径,是控制海水中DMS浓度的重要因素。这个复杂的动态过程会受到光照、深度、海水中的溶解无机和有机物这些物理、化学因素的影响。根据光化学降解在DMS的全球生物地球化学循环中的重要作用,作者综述了国际海洋科学工作者近20年来在海水中DMS光化学研究方面的最新进展。     

海洋二甲基硫生态模型研究综述

海洋硫循环是全球硫循环重要的组成部分,而活跃于上层海洋的二甲基硫(DMS)是主要的生源硫化物,是现今国内外硫循环研究的热点之一。二甲基硫的生物、化学过程较为复杂,其在水体中的分布与浮游植物、浮游动物、细菌等生物因素以及光照、营养盐等环境因素密切相关。本文综述了与DMS循环有关的生物、化学循环过程及其参数化方案,包括细菌消耗、光化学氧化和海-气交换等。根据国内外研究进展,讨论了需要解决的问题,建立了东中国海DMS循环的概念模型。期望通过发展一个中国东部陆架海域物理-生物地球化学耦合三维生态动力学模式,获取DMS海气交换通量的时空分布,并定量评估中国东部陆架海域对全球大气温室效应的贡献。     

海洋中β-二甲基巯基丙酸内盐降解过程的研究进展

二甲基硫(DMS)是海水中一种最重要的、含量最丰富的还原态挥发性生源有机硫化物,前体β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)的降解过程受各种因素影响。其中主要包括温度、DMSP的浓度、氧气、盐度、酸度、颗粒粒度、藻类生长期、季节变化、氧化压力、抑制剂等。它们均与DMSP降解速率呈一定的函数关系,并对DMSP的降解产物产生影响。藻类是DMSP的主要来源,因此着重讨论了温度、盐度、酸度等对不同浮游植物细胞内DMSP与DMS生物生产和转化过程的影响。结合海洋硫循环的研究现状和海洋化学发展的趋势,探究了用颗粒态DMSP与Chla的比率来量化碳和硫通量的方法及DMSP裂解酶活性的检验技术。大气中CO2压力持续增加导致的海洋酸化对藻类中DMSP降解过程的影响也是进一步研究的重点。     

青岛大气中甲磺酸的含量分析

二甲基硫(CH3SCH3,或DMS)是大气硫化物最主要的天然来源之一,是由海洋浮游植物产生的。其在大气中的氧化产物甲磺酸(MSA)和非海盐硫酸盐(Nss-SO42-)是沿海天然降水中酸性物质的主要贡献者。对大气气溶胶中甲磺酸的采样条件及测定方法进行了探讨,利用离子色谱技术测定了青岛春季大气气溶胶中甲磺酸质量浓度平均为0.376μg/m3,并与文献结果进行了比较。     

影响海水中二甲基硫分布的生物因素

二甲基硫(ＤＭＳ)是海水中有机硫化物的重要组成部分,也是参与硫的生物地球化学循环的重要物质,其海空通量约为０．６×１０１２～１．６×１０１２ｍｏｌ／ａ,占海洋中硫释放量的５５%～８０%。对ＤＭＳ在海水中的浓度及分布进行分析,是评价其在全球硫循环中所起作用的重要基础。为此,国际上已有不少学者对ＤＭＳ的来源、分布、海空通量进行了较系统的研究工作。由于充分认识到ＤＭＳ在全球海洋痕量气体的排放中占有举足轻重的地位,并对全球气候变化和酸雨的形成产生重大影响,有关ＤＭＳ的浓度与分布、通量与循环的研究已成为当今国际…     

海洋中挥发性卤代烃的研究进展

挥发性卤代烃(Volatile halocarbons,VHCs)是大气中一类重要的痕量温室气体和主要的臭氧层破坏者,在全球气候变化中起着十分重要的作用。大量研究表明海洋是大气中VHCs的重要源汇区,研究海洋中VHCs的生物地球化学循环,对于进一步了解海洋中的VHCs对未来全球气候的影响具有重要意义。本文针对国内、外有关海洋中VHCs生物地球化学循环研究的进展进行了综述,介绍了VHCs在海洋中的来源和产生机制、它的分布规律及其影响因素,从而归纳了VHCs在海洋中的迁移转化过程。针对目前缺乏对于海洋中VHCs的生物、非生物形成机制及其在海洋中迁移转化机制的具体过程的深入研究,以及有限航次的海洋中VHCs的浓度监测数据和源汇收支不平衡的问题,提出未来的研究需要加强海洋中VHCs的来源、生成机制、迁移转化机制及其影响因素的深入探究,开展更系统的长时间尺度和空间维度上的全球海域中VHCs大数据监测,并完善海-气通量的计算方法,准确估算海洋中VHCs的源汇。     

海洋酸化对碳、氮和硫循环的影响

工业革命以来,大气CO_2浓度呈现快速增加的趋势,随之而来的问题是海洋酸化的程度越来越明显。与工业革命前相比,目前海洋表层海水pH降低了0.1个单位,到本世纪末估计会降低0.4个pH单位。本文综述了海洋酸化对碳、氮和硫循环的影响,包括碳循环中的溶解度泵、碳酸盐泵、软组织泵和微型生物碳泵,海洋酸化对氮循环中氮的固定、硝化作用、反硝化作用、N_2O的产生的影响,海洋酸化与硫循环中二甲基硫(DMS)的产生及其与食物网结构之间的关系。海洋酸化无论是以直接或间接方式均会在一定程度上对碳、氮和硫的生物地球化学循环产生影响,最终改变海洋系统的结构与功能。在自然界中,海洋酸化不是一个独立的过程,而是与其他物理、化学、生物变化因素相偶联共同作用于碳、氮和硫的生物地球化学循环。     

海洋无脊椎动物金属硫蛋白研究进展

金属硫蛋白(metallothionein,MT)在海洋无脊椎动物中广泛存在,对多种重金属具高亲和性,在生物体内重金属解毒、必需金属离子调控和体内自由基清除等方面具有重要作用。综述了近几十年来海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究进展,着重介绍了软体动物(Mollusca)、节肢动物(Arthropoda)以及棘皮动物(Echinodermata)金属硫蛋白的研究现状,分析了无脊椎动物金属硫蛋白的特点,对海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究进行了总结。近年来,海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究热点主要集中在金属硫蛋白不同组织定位及蛋白序列多态性对其功能的影响、异构体在动物体内发挥的不同作用等。我国近海的重金属污染日益严峻,金属硫蛋白在重金属生物毒理效应等方面发挥重要作用,海洋无脊椎动物金属硫蛋白在生态毒理领域的研究日趋受到重视,对海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究亟待加强。     

珊瑚共附生DMSP降解菌的分离及其多样性分析

二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是地球上最丰富的有机硫分子之一,在全球硫循环和气候调节中具有重要的作用。DMSP是“冷室气体”二甲基硫(DMS)最主要的前体物质;在海洋中,DMSP可被多种途径降解,微生物降解是其最重要的途径之一。珊瑚礁是海洋DMS重要的来源之一,珊瑚共附生DMSP降解菌在DMS生产过程中发挥着重要的作用。本研究从多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)、美丽鹿角珊瑚(Acropora formosa)、多棘鹿角珊瑚(Acropora echinata)、指状鹿角珊瑚(Acropora digitifera)、鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis) 6种造礁石珊瑚中分离获得珊瑚共附生DMSP降解菌39株,基于16S rRNA基因序列对DMSP降解菌进行系统发育分析,39株DMSP降解菌株分别隶属于4个门、6个纲、19个属,优势属为芽孢杆菌属(Bacillus);通过火焰光度检测器?气相色谱(GC-FPD)联用技术检测DMSP降解产物,分析DMSP降解菌的DMS生产能力,结果显示,9株菌具有高产DMS能力,高产DMS菌株对于珊瑚应对气候变暖的益生作用有待后续深入研究。     

海洋中不产氧光合细菌的研究进展

介绍了海洋中需氧的不产氧光养菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,简称AAP细菌)在全球海域的分布和丰度、光合作用能力、系统发生、多样性,以及与光合自养生物的关系、在海洋碳循环中的贡献等方面的研究进展,阐述了海洋中不产氧光合细菌在碳、氮、硫、铁等物质循环过程中的重要性和一些新种的发现及其应用,指出了目前海洋中不产氧光合细菌研究中存在的问题。     

海洋沉积物中的氮循环

氮(N)是生物生命活动的基本营养元素，N循环是整个生物圈物质和能量循环的重要组成部分。近几十年来，环境和资源问题的日益突出促进了人们对海洋生态系统的研究及对海洋资源的开发和利用，海洋中的N循环亦受到了广泛关注。尤其是20世纪90年代以来，随着国际地圈与生物圈计划(IGBP)、全球海洋通量联合研究(JGOFS)、全球海洋生态系统动力学研究(GLOBEC)等重大国际合作计划的实施，海洋中的N循环研究取得了重大进展。 本文主要对海洋沉积物中的N循环过程进行了阐述，包括海洋沉积物中N的生物地球化学循环(海洋中N与生物生产过程的关系、早期成岩作用及N的去营养化、沉积物中N循环及其控制机制、颗粒N的形成及其功能、N与其他生源要素循环的关系)及沉积物中N循环的研究方法等，以期对进一步开展N循环的研究有所帮助。     

海洋微藻胞外产物研究进展

海洋微藻是海洋生态系统中的最主要初级生产者 ,具有种类多、数量大、繁殖快等特点 ,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中起着极其重要的作用。Ｆｏｇｇ１９６６年和Ｈｅｌｌｅｂｕｓｔ１９７４年研究发现，海洋微藻在生长过程中会不断向周围环境中释放多种代谢产物，如碳水化合物、氨基酸、酶、脂类、维生素、有机磷酸、毒素、挥发性物质以及抑制和促进因子等。这些产物统称为胞外产物 (Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｐｒｏｄｕｃｔｓ,ＥＣＰ)。胞外多聚物 (Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｐｏｌｙｍｅｒｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅ ,ＥＰＳ)是胞…     

球石藻及其生态功能

球石藻(Coccolithophore)是一类在全球海洋中广泛分布的海洋微型浮游植物,它们在海洋浮游植物功能群落中是一类极其重要的钙化生物类群,也是海洋中生源无机碳的重要来源,并且在海洋的碳循环过程中起到重要的作用。球石藻由于快速增殖而发生水华的过程中能够释放大量的具有挥发性的二甲基硫(DMS)和丙烯酸(acrylic acid),它们是影响气候变化,特别是引起区域性环境效应(温室效应)的关键性物质。本文针对球石藻的生物学特征及其生态重要性作了简要阐述。     

海洋沉积物中碳的来源、迁移和转化

人类活动每年向大气排放的CO2约为65亿t，其中留在大气中的约占50%，大洋吸收约16亿-20亿t，陆地生态系统大约吸收0.7亿~1.4亿t(Bates，2001；Battle et al.，2000),还有大约13亿t找不到去处，称为大气CO2丢失项，而陆架边缘海有可能是这丢失项的去处。近海沉积物是大气二氧化碳的接受者，同时当条件合适时沉积物中的碳又可被释放重新进入水体乃至大气中，是碳循环中的重要源与汇，因此海洋沉积物在碳循环中的作用是全球碳循环的一个关键环节。虽然近十年来这方面的研究已经引起众多学者的关注，对沉积物中的碳循环进行了较大量的研究，取得了一系列成果，但海洋沉积物在碳循环中的作用和过程至今并未查清，具体体现在海洋沉积物在海洋碳循环中起什么作用？起多大作用？在哪些方面影响和控制海洋碳循环？这些均需要科学家们长期的艰苦努力，以便在更深入、更系统和更高层次上研究解决困扰当今人类的涉及碳循环这一重大环境科学问题。 海洋沉积物为海洋环境中的一个主要研究对象，其中的碳与水体-生物体以及大气、入海河流等进行着不间断的交换、大气中的气体碳经过复杂的海洋生物地球化学过程转化为水体中的溶解碳，再变为颗粒碳，经沉降最终形成沉积物，在适宜的条件下上述的反过程同样会发生。因此，研究海洋沉积物中的碳在其循环中的作用是非常困难的。碳是最主要的生源要素，更是生命活动能流、物流中最重要的元素，几乎所有的生物地球化学循环过程都与它有关，因而有关碳循环的研究是目前全球变化研究的热点。许多国际研究计划均以此为核心研究内容。如国际地圈与生物圈计划(IGBP)中的全球海洋通量联合研究(JGOFS)、全球生态系统动力学(GLOBEC)以及上层海洋与低层大气研究计划(SOLAS)等(唐启升，2001；宋金明，2000)。碳循环研究以 JGOFS计划2001年基本结束为标志，通过近十几年的研究，取得了丰硕的成果，系统了解了海洋循环的过程及界面碳通量，对全球碳循环也有了一个初步的了解。为进一步深入开展这方面的研究作者从海洋沉积物中碳的形态与来源、海水及颗粒物中碳与沉积物碳的关系、表层沉积物再悬浮对碳循环的影响以及沉积物中碳的早期成岩作用等几个方面阐述了海洋沉积物中碳循环目前的研究进展。     

海洋荧光溶解有机物质的研究

海洋溶解有机物质参与海洋中的许多物理、化学和生物作用,对认识海洋环境中所发生的各种过程具有重要意义。作者对海洋溶解有机物中的荧光组分即荧光溶解有机物的种类、来源、分布变化及其地球化学行为进行较为系统的评述。海洋中其可能的来源包括陆源输入,浮游植物生长、代谢及分解产物,沉积物释放,降雨等。其主要的去除途径则是光化学降解。     

海洋大气化学及其观测工程技术展望

海洋大气化学是一门海洋化学与大气化学交叉的新兴学科,是研究海洋大气中化学物种(Chemical Species)含量、迁移变化、来源辨别及海气交换通量,以及预估人为和自然影响对全球气候变化和区域海洋生态系统影响的科学。海洋大气化学的进步也得益于海-气系统观测体系建设及其工程技术的创新,其中包括对微量要素的测量、复杂形态的辨别和原位探测等技术的突破。我国的海洋大气化学研究起步于20世纪80年代,通过中国沿海观察站、近海和大洋走航线和断面站以及南北极建立考察站等的立体观测平台,针对海洋大气化学关键过程即大气-海洋生物地球化学循环,开展碳、氮、硫、磷、铁等的迁移变化及其海气通量的观测。在碳、氮的海-气循环及海洋酸化机制,硫的海-气交换的气粒转化及气候效应等研究领域,取得了一批新的认知和引起国际学界关注的成果,促进了学科进步,建成了一个从近岸、大洋到极区的立体观测体系。     

生物海洋学研究中15N技术的方法与问题

近20a,人们对海洋浮游生物N代谢、真光层N循环以及各种途径的N通量有了比较全面的了解。这在很大程度上取决于~(15)N技术在生物海洋学研究中的应用。不论是N的吸收实验与再生实验,还是营养动力学研究和不同N源相互作用研究,以及解N作用和硝化作用,从室内模拟到现场测定,从单胞藻生长观测到浮游植物-浮游动物N循环试验,无一不与~(15)N技术有关。特别是海洋学研究领域的一个全新的概念——“新生产力”——也是~(15)N技术的应用产物。这个概念的提出,又使得~(15)N技术的应用超出了海洋生态系物流研究的范围,而成为生源要素生物地化循环研究乃至海洋对大气