海洋浮游植物初级生产力及碳生物量的检测技术研究进展

浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。     

东山湾叶绿素a含量的分布及特征

海洋真光层中的叶绿素α浓度是水柱中浮游植物生物量的一种量度。因此,一个海区中叶绿素α的测量可作为该海区初级生产力大小的基本参数。     

南极普里兹湾浮游植物现存量与初级生产力粒级结构和新生产力研究

报道1998～1999年夏季在南极普里兹湾及其毗邻海域对细胞丰度、优势种类组成、生物量和初级生产力的粒级结构、新生产力及其环境制约机制的研究.结果表明,调查海区具有显著的空间区域化特征.普里兹湾及其毗邻陆架区浮游植物现存生物量和生产力均较高,大陆坡和深海区明显降低;营养盐浓度由于浮游植物的消耗则有相反的分布趋势.浮游植物生物量和生产力受水体的垂直稳定度、浮游动物摄食、水温和光照等环境条件的控制.粒度分级测定结果表明,对调查海区叶绿素a的贡献,小型浮游生物为52.2%,微型为29.4%,微微型为18.4%;对初级生产力的贡献,小型为52.4%,微型为28.7%,微微型为18.9%.研究海区的平均新生产力和f比分别为230.6mg/(m2·d)和0.43.     

铁在海洋初级生产过程中的作用

海洋浮游植物的光合作用固定了占全球将近40×10-2的碳，但对于制约浮游植物生物量和初级生产力的诸多因子却研究较少。近来许多研究表明，不论是在氛盐的高值还是低值水域，铁元素的供应对浮游植物的生物量、生长率、种类组成及初级生产力均会产生影响。一些生理的和分子生物学的指标可用来指示铁对浮游植物的限制．这些指标包括：叶绿素a、光系统Ⅱ光化学反应的量子产率、以及某些特定酶的活性如过氧化氢酶、脂氧合酶、黄素氧还蛋白等。     

象山港对虾增殖放流区浮游植物现存量和初级生产力

１９９２年笔者对象山港水域浮游植物现存生物量和初级生产力进行了观测研究。结果表明，象山港水域是一个高生物量的海湾，平均叶绿素ａ浓度为３．５０～５．９３ｍｇ／ｍ３：初级生产力碳为４４４．５～８７１．０ｍｇ／（ｍ２．ｄ）．湾内不同海区叶绿素ａ和初级生产力分布具有明显的空间区域化和时间季节性。港顶部陆缘影响显著，水体交换缓慢稳定性好，生物量和初级生产力较高；港口区受邻近海水的不断调节，海流较急，水体交换快稳定性差，生物量和初级生产力较低。港内现存生物量和初级生产力的季节变化明显，基本按春、夏、秋、冬季次序排列．粒度分级研究结果表明，大干２０μｍ的网采浮游植物细胞对总生物量和总初级生产力的贡献分别为２５％和１３％；微型和微微型（小于２０μｍ）浮游生物细胞在象山港浮游植物群落生物量和初级生产力中占重要比重，贡献分别为７５％和８７％，其对生产力的贡献高于对生物量的贡献。     

南黄海叶绿素a与初级生产力之间的相关分析

本文依据南黄海海域的调查资料,探讨了叶绿素ａ与初级生产力和真光层内叶绿素ａ积分值之间的相关关系。并对表层叶绿素ａ是否可以作为海洋中浮游植物蕴藏量的指标加以验证。验证的具体方法是分析表层叶绿素ａ（ＳＣ）;真光层内叶绿素ａ积分值（ＩＣ）和初级生产力（ＰＰ）三者之间的相关关系。分析表明：在叶绿素ａ含量高且变化梯度大的高生产力海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间存在着非常显著的相关性,ＳＣ可以作为某海域浮游植物现存量及其生产力的指标;而在叶绿素ａ和初级生产力低且分布均匀的海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间不相关。故指出利用ＳＣ作为某海域浮游植物蕴藏量和初级生产力指标时应慎重。     

1999年夏季南海北部和北部湾海域粒度分级叶绿素a和初级生产力的分布特征

南海是一个半封闭的边缘海，与中国和东南亚大陆相毗连。以往对南海海域物理海洋学的研究较多，对浮游植物生物量和生产力的研究较少，且大多研究均集中于西沙和南沙群岛(杨嘉东，1993；陈兴群等，1989)，对南海北部海域的研究较少(黄良民，1992)。目前，尚未见有关南海北部海域粒度分级的研究报道。 南海北部湾是中国的第四大渔场，除1994年对北部湾全海域进行过生物资源调查外(刘子琳等，1998)，其他仅见小范围的调查，如在菜州湾邻近海区(昌瑞华等，1995)，但未见其他有关浮游植物现存量和初级生产力的研究报道。 海洋光能自养浮游植物作为海洋食物网结构中的基础环节，在海洋生态系的物质循环和能量转化过程中起着重要作用。叶绿素a(Chl a)浓度是表征光能自养生物量和反映海水肥瘠程度的重要指标；初级生产力(PP)反映海域自养浮游生物生产有机碳的能力，是海洋生态系研究的重要内容，也是海域生物资源评估的重要依据。 本文报道了南海北部海域和北部湾海域粒度分级叶绿素a和初级生产力的分布特征，可为渔业资源评估和海区环境质量评价提供科学依据。而且调查中对叶绿素a和初级生产力分三级(Net级份，>20μm；Nano级份，2~20μm；Pico级份，<2μm)进行粒度分析测定，从更深层次上来研究该海区浮游植物群落生物量和生产力的粒度结构及其环境调控。     

象山港对虾增殖和流区浮游植物现存量和实级生产力

１９９２年笔者对象山港水域浮游植物现在生物量和初级生产力进行了观测研究，结果表明，象山港水理一个高生物量的海湾，平均叶绿素ａ浓度为３．５０－５．９３ｍｇ／ｍ＾３；初级生产力瑞为４４４．５－８７１．０ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ），湾内不同海区叶绿素ａ和初级生产力分布具有明显的空间区域和时间季节性，港顶部陆缘影响显著，水体交换缓稳定性好，生物量和初级生产力较高；港口受邻近海水的不断调节，海汉较不体交换快稳定性     

南黄海叶绿素a与初级生产力之间的相关分析

本文根据南黄海海域的调查资料,探讨了叶绿素ａ与初级生产力和真光层内叶绿素ａ积分值之间的相关关系。并对表层叶绿素ａ是否可以作为海洋中浮游植物蕴藏量的指标加以验证。验证的具体方法是分析表层叶绿素ａ（ＳＣ）;真光层内叶绿素ａ积分值（ＩＣ）和初级生产力（ＰＰ）三者之间的相关关系。分析表明：在叶绿素ａ含量高且变化梯度大的高生产力海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间存在着非常显著的相关性,ＳＣ可以作为某海域浮游植物现存     

莱州湾及潍河口夏季浮游植物生物量和初级生产力的分布

于1998年6月黄河断流期在潍河口及其邻近海域进行了水文、化学和生物等专业综合外业调查.对此海区浮游植物叶绿素a浓度、脱镁色素浓度和初级生产力的变化进行了分析.研究结果表明,叶绿素a浓度介于0.089～5.444mg/m3之间,平均值为1.331mg/m3;脱镁色素浓度介于0.176～3.402mg/m3之间,平均值为0.905mg/m3.叶绿素a和脱镁色素浓度高密度区分布在小清河口附近、潍河口内及潍河口以外临近海域.初级生产力介于13.58～301.54mg/(d·m2)之间,平均值为62.49mg/(d·m2).水柱初级生产力高值区分布在小清河口和37.30°N,119.47°E附近.对水文、化学和浮游动物等环境因子与浮游植物生物量和初级生产力的相关性分析表明,整个调查区,浮游植物生物量和初级生产力与海区潮汐、光照、磷酸盐、硅酸盐和微型浮游动物等环境因子密切相关,同氨盐、硝酸盐和亚硝酸盐的作用不明显,其中潍河口内浮游植物的生物量分布同潮汐的关系最为密切.夏季此海域浮游植物生长主要受磷酸盐和硅酸盐的限制.调查海域浮游植物生物量及生产力水平较历史同期有所增加.     

山东半岛东部,北部地区冬季冷流低云的探讨

本文主要对山东半岛东部、北部及渤海海峡地区的地方性天气－冷流低云，作了初步的分析。着重分析产生这种低云的环流特点及殊地理环境，分析归纳出这种低云的预测方法及判据。     

中太平洋北部海盆沉积物中钙质超微化石溶解相与地层年代

本文通过对中太平洋北部海盆表层和柱状沉积物中钙质超微化石的分析鉴定,讨论了该调查区处在溶跃面以下表层沉积物中钙质超微化石的种数与水深变化的关系,推测出本调查区中Ⅰ区的碳酸盐补偿深度约5300米。根据地层中出现的标准化石,对柱状岩芯M_(14)进行了地层年代划分。最上部地层年代约为27万年前,向下1米处年代约为44万年前,3.66米处年代约为122万年前。     

烟单14号玉米产量与土壤养分关系的研究

根据大量田间试验和调查资料分析,作者提出烟单14号玉米生长过程中,小喇叭口期土壤中全氮、大喇叭口期土壤中速效磷的含量与产量相关密切。并据此建立了产量及构成三因素与土壤养分间的最优相关模型。     

波浪对稳定海湾形成过程的实验

通过一个稳定海湾形成过程的实验，研究了以波浪侵蚀为主的沙质海岸，在人工岬控制下海岸变形与波浪特性的关系。从而为海岸蚀退的预测提供了实验依据。     

热带气旋对黄、渤海影响的统计特征分析

本文统计分析了1949—2000年共52年影响黄、渤海的热带气旋时空分布特点及ENS0、西太平洋副热带高压与影响黄、渤海的热带气旋关系。结果表明，西太平洋热带气放以四种主要路径影响黄、渤海，其影响时间、频数及强度均有不同。ENSO和西太平洋副热带高压的强度、位置将影响热带气旋对黄、渤海影响的路径和频数。     

黑潮弯曲时的北太平洋冬季海温异常对大气低频振荡的影响

利用中科院大气物理研究所开放实验室ＩＡＰ－ＡＧＣＭ（二层大气环流模式），针对黑潮弯曲时的北太平洋冬季表层海温（ＳＳＴ）异常进行八个月的数值积分试验。试验结果表明：黑潮弯曲时北太平洋冬季ＳＳＴ异常对大气低频振荡的影响具有明显的３０－６０ｄ振荡的特征；在北半球的３０－６０ｄ振荡，大部分地区为向西传播，在南半球则为向东传播；其经向传播较为复杂，在１２０°Ｅ剖面上以向南传播为主；热带地区受此ＳＳＴ异常的影响以西太平洋、印度洋大气加热场的３０－６０ｄ振荡为主要标志。     

海中激光衰减特性与跃层关系的初步探讨

本文讨论了南黄海北部海域及青岛近海海水激光(6328Å)衰减系数的垂直分布与温跃层的相关性。依据三个年度不同季节(春、夏、秋)现场实测结果,叙述了衰减系数垂直分布的季节变化,并对现场测量方法提出了改进方案。     

冲绳海槽成因的初步探讨

冲绳海槽是一个正在扩张的年轻弧后海盆。对这个海盆的研究在地层学、古海洋学、构造学、地震学及海底资源勘探等方面均具重要意义。这个海槽处在大陆地壳向大洋地壳转化的过渡性地壳域,许多人试图从冲绳海槽的研究中,获得关于洋盆早期演化的知识。本文根据反射地震资料(图1)就该海槽成因进行初步探讨。     

开发胶东温泉地热水对环境的影响

根据地热水中阴离子的组分与温泉水类型，指出其中Ⅱ＿１、Ⅱ＿２：型水温高，日采水量大，矿化度高，水质复杂，相应的环境效应明显．提出地热水的大规模开采以及尾水的大量排放，对温泉周边的生态环境、工程环境、土壤及地下水等方面有明显的影响．     

Bowen数和东中国海Bowen数分布

本文讨论Bowen数的意义、功能和计算法。同时,依据多年水文气象实测资料作统计,计算出东中国海的Bo值。其结果绘制成1月至12月的月平均分布图,从而对本海域的Bo分布特点作详细分析介绍。