胶州湾营养盐限制的上行效应研究

在许多水体生态系统中，浮游植物的生长受到营养盐可利用性的调控(Howarth，1988)。在一定的浓度范围内，营养盐对浮游植物的生长有促进作用，但如果营养盐浓度过低，则会对浮游植物的生长产生限制作用，过高则有毒理作用。 由于人类活动的影响，导致大量富含N、P的工业与生活污水排放入海水中，造成沿岸海水的富营养化。营养盐本底含量的增加对沿岸海水中浮游植物群落的组成影响巨大(Durate，1995)。Pedersen等(1996)指出，在沿岸海洋生态系统中，富营养化的结果会促进生长快速、生活周期短的藻类的丰度与生产力迅速增加，而生长缓慢的藻类由于在竞争中处于劣势，其丰度则可能下降。 在海洋生态系统中，用瓶子培养实验和化学计量法所得出的营养盐限制结论经常出现差异。溶解营养盐的浓度被最早用来指示营养盐的限制性，这些主要基于一些负的实验证据，例如，当磷酸盐仍然可测时，溶解硝酸盐已经检测不到 (Nixon et al.，1983)，暗示N可能比P更限制浮游植物的生长。但是在营养盐浓度无法检测得到的情况下，仍然有许多浮游植物种类对N、P有很高的亲和能力，因此藻的生长并未受到营养盐的限制。本实验应用是瓶子培养实验，该方法的优点是现场操作，光照和温度条件与现场基本一致，通过生物方法来反应营养盐的限制作用，结果可信度较高。本论文研究的目的是观察胶州湾浮游植物对营养盐添加的响应效果，以期对胶州湾营养盐限制研究提供有价值的科学信息。     

室内培养研究硝酸盐对中肋骨条藻生长的影响

中肋骨条藻是一种广温、广盐性的浮游硅藻,并且多次在长江口及其他海域形成赤潮,对海洋生态环境造成严重危害,因此引起国内、外赤潮研究者的广泛关注。不少学者对中肋骨条藻种群的生态、生理特点展开研究(刘东艳等,2002;黄文祥等,1989;邹景忠等,1989;李铁,1999,2000)。营养盐是海洋浮游植物所必需的成分,海水中某种营养盐含量过低往往对浮游植物生长形成限制(Myers et al.,1981;Brian,1986;胡明辉等,1989)。海水营养盐含量过高则易形成富营养化,可进一步引发赤潮(周名江等,2001)。硝酸盐是海洋浮游植物所必需的营养物质之一,它直接影响着浮游植物的生长、繁殖等生物活动(李铁,2000;Ryther et al.,1971)。研究海水中硝酸盐浓度和N／P对浮游藻类生长的影响将有助于我们了解富营养化与赤潮发生之间的关系。本文对在不同营养结构条件下,中肋骨条藻的生长速率、培养介质中的pH和溶解有机碳(DOC)进行了研究。     

室内培养硏究硝酸盐对中肋骨条藻生长的影响

中肋骨条藻是一种广温、广盐性的浮游硅藻，并且多次在长江口及其他海域形成赤潮，对海洋生态环境造成严重危害，因此引起国内、外赤潮研究者的广泛关注。不少学者对中肋骨条藻种群的生态、生理特点展开研究(刘东艳等，2002；黄文祥等，1989；邹景忠等，1989；李铁，1990，2000)。营养盐是海洋浮游植物所必需的成分，海水中某种营养盐含量过低往往对浮游植物生长形成限制(Myers et al.，1981；Brian，1986；胡明辉等，1989)。海水营养盐含量过高则易形成富营养化，可进一步引发赤潮(周名江，2001)。硝酸盐是海洋浮游植物所必需的营养物质之一，它直接影响着浮游植物的生长、繁殖等生物活动(李铁，2000；Ryther et al.，1971)。研究海水中硝酸盐浓度和N/P对浮游藻类生长的影响将有助于我们了解高营养化与赤潮发生之间的关系。本文对在不同营养结构条件下，中肋骨条藻的生长速率、培养介质中的pH和溶解有机碳(DOC)进行了研究。     

浮游植物生长上行效应的研究进展

归纳了海洋浮游植物生长营养盐限制的研究方法,综述了国内外关于海水中氮、磷、硅、铁等营养元素限制浮游植物生长的研究结果。在氮、磷营养元素限制时,海水中上述两个元素的浓度不仅限制了浮游植物的生长,而且还改变了浮游植物的种群结构,随着营养盐浓度的降低,浮游植物从小型向微型、微微型转变;而硅的缺乏,使浮游植物由硅藻向非硅藻转变;在大洋海域,铁的限制,甚至还影响到浮游植物对常量营养盐的吸收。铁施肥虽然促进了浮游植物的生长,降低了大气中CO2的浓度,缓解了温室效应,但同时也伴随着有毒藻类的生长以及DM S气体增加等带来的诸多问题。     

营养盐对浮游植物生长的上行效应的研究方法

浮游植物是海洋食物链的第一个环节 ,它们通过光和作用将无机物转化为有机物 ,为海洋中的一切生命活动提供物质和能量来源。在海洋生态系统的研究中 ,与浮游植物有关的一些生态过程及其动力学研究 ,正越来越受到人们的重视。浮游植物的生长受到营养盐的调控 :在一定的浓度范围内 ,营养盐对浮游植物有正的作用 ,但如果营养盐浓度过低 ,则会对浮游植物的生长产生限制性作用 ;同样 ,如果浓度过高 ,则会产生富营养作用 ,严重时 ,还会导致赤潮的发生。１研究方法１．１评估营养盐对浮游植物限制作用的方法营养盐对浮游植物的控制和调节作用统称为…     

印度洋海水营养盐添加模拟实验中浮游植物生长的营养盐限制作用

借助"中国首次环球科学考察航次",在印度洋海区进行了N、Fe、N+Fe以及N+Fe+P的营养盐添加模拟实验。通过对实验过程中水体营养盐浓度、叶绿素a(Chl-a)浓度以及温度等参数进行分析,探讨了添加不同营养盐对该实验海区浮游植物生长的影响。结果表明,N的添加会引起浮游植物的快速爆发,而单独添加Fe并不能刺激浮游植物快速生长,N、P联合作用对浮游植物生长的影响远远大于单独N的作用。另外,在实验海区浮游植物优先利用海水中的硝酸盐,在硝酸根耗尽后,海水中可被利用的P会促进浮游植物的生长。实验过程中水体N/P比值的变化同叶绿素a浓度以及浮游植物生长速度(R)没有可对比性,而且N/P比值与后两者之间的相关性都差,所以认为水体中N/P比值并不能单独决定浮游植物生长。此外,实验水体温度同Chl-a浓度和R值之间相关性分析表明,水体温度虽对浮游植物生长有重要作用,但不能控制浮游植物生长。     

营养盐对浮游植物生长上行效应机制的研究进展

生态学上的所谓上行（Ｂｏｔｔｏｍ ｕｐ）效应是指非顶级营养级生物的下一营养级食物供给或营养盐供给。海洋生态学中通常所说的上行效应主要指的是营养盐供给对浮游植物种群数量变动的影响。１海洋生态系统中可能对浮游植物生长有调控作用的营养元素浮游植物的生长受到营养盐的调节。在一定的浓度范围内 ,营养盐对浮游植物的生长有促进作用 ,但如果营养盐浓度过低 ,则会对浮游植物的生长产生限制作用 ,过高则有毒害作用。Ｒｅｄｆｉｅｌｄ１９３４ ,１９５８年指出 ,海洋中颗粒物质的组成基本保持Ｃ∶Ｎ∶Ｐ＝１０６∶１６∶１这样一个原…     

氮、磷对两种微藻吸附与吸收镍的影响

采用放射性同位素示踪的方法,研究了大量营养盐氮和磷添加对两种微藻:东海原甲藻(Prorocentrum donghaienseLu)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)吸附和吸收重金属镍的影响。结果表明,在短时间(2h)的培养实验中,大量营养盐的添加影响了藻类对重金属的吸附和吸收速率,但氮、磷浓度的增加对藻类吸附和吸收镍的影响有所差异:硝酸盐浓度的添加促进了藻类对镍的吸附和吸收,磷浓度的添加促进了两种藻类对镍的吸附,但对藻类吸收镍的影响不大。在未添加营养盐的条件下,东海原甲藻对镍的吸附量要高于硝酸盐添加组但吸收量则较低,而中肋骨条藻的吸附量和吸收量均较硝酸盐添加组低。当尿素为氮源时,尿素促进了藻类对镍的吸收,其吸收量为同一浓度硝酸盐的1·2倍。本研究结果证明,近海富营养化特别是氮浓度的增加会影响浮游植物对微量金属的吸收,进而可能会影响到金属在整个海洋食物链中的传递。     

大亚湾浮游植物粒级结构和种类组成对淡澳河河口水加富的响应*

人类活动引起的营养物质输入导致大亚湾出现海水富营养化、赤潮频发和生物多样性下降等生态问题。为探究陆源输入影响下大亚湾湾顶淡澳河输入对湾内浮游植物粒级结构和种类组成的影响, 2016年10月在大亚湾进行了原位观测和培养试验。原位观测结果显示, 淡澳河口的总溶解态氮、磷浓度分别达到85.3μmol·L^-1和1.5μmol·L^-1。加富培养试验结果表明, 淡澳河河口水加富对总叶绿素a (Chl a)和总浮游植物丰度有显著促进作用, 并导致浮游植物粒级结构由小粒级Chl a (0.7~20μm)占主导; 浮游植物丰度中甲藻比例升高, 主要种类为锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和原甲藻(Prorocentrum spp.)。同样, 尿素加富也促进了浮游植物群落中小粒级Chl a和甲藻的比例增加, 且主要甲藻种类与河口水加富结果一致。无机氮、磷同时加富促进了总Chl a和浮游植物总丰度增加, 而对浮游植物粒级结构和甲藻丰度则没有明显影响。对照河口水和氮、磷营养盐加富试验结果, 说明河口水携带的溶解性有机氮源可能是导致大亚湾浮游植物群落小型化, 促进甲藻生长的关键营养盐形态, 其携带的无机氮、磷同时促进总浮游植物丰度增加。本研究结果表明有机形态营养组分对大亚湾富营养化和有害藻华可能产生重要影响。     

桑沟湾养殖海域营养盐和沉积物-水界面扩散通量研究

利用2006年4,7,11月和2007年1月4个航次对桑沟湾养殖海域的观测资料,分析了该海域营养盐分布、结构特征、主要控制过程以及沉积物-水界面扩散通量,结果表明,该海域的营养盐分布具有明显的季节变化,海水中NO3-,NO2-,PO43-,DOP,TDP和SiO32-浓度皆是秋季最高,而NH4+,DON,TDN浓度则为夏季最高;各种营养盐的最低值除DON外都出现在春季。春季湾内外海水交换不畅,再加上大型藻类海带等生长旺盛期的消耗,使营养盐浓度处于较低水平,在夏秋两季丰水期沿岸河流注入对该海域营养盐的影响较大,冬季无机营养盐浓度分布主要受沿岸流的影响。磷的结构变化较大,其中DOP百分含量在夏季最高,达到81%。从春季到秋季海水中TDN的结构变化从以DON为主转变成以DIN为主。硅和氮的原子比值全年变化不大,硅和氮和氮和磷原子比值春夏两季的高于秋冬季的。分析营养盐化学计量限制标准和浮游植物生长的最低阈值结果表明,磷是春夏两季桑沟湾浮游植物生长的限制性因素;春季硅浓度低于浮游植物生长的最低阀值,也是一个潜在的限制因素。计算结果显示桑沟湾沉积物释放的NH4+,SiO32-和PO43-对初级生产力的贡献较小,与其他浅海环境相比,桑沟湾沉积物-水界面的营养盐通量处于较低或中等水平。     

东海赤潮高发区营养盐时空分布特征及其控制要素

东海长江口、舟山渔场附近海域是我国近海赤潮爆发严重的区域之一。在影响该海域营养盐分布的水团中 ,长江冲淡水向表层输入了大量的氮、磷、硅营养盐 ,台湾暖流主要对底层和长江口外上升流区有贡献 ,苏北沿岸水、闽浙沿岸水主要影响近岸区域。同时 ,营养盐在海水 -沉积物界面的交换作用 ,大气湿沉降作用等也影响着该海域营养盐的时空分布。结合2002年4月～2003年3月对29°00′～32°00′N、122°00′～124°00′E海域四季航次调查的营养盐分布规律 ,该海域可分为三片区域 ,由岸边向外海分别为高营养盐、低浮游植物区 ,较高营养盐、高浮游植物区和较低营养盐、低浮游植物区。随着近年来营养盐输入通量的增加 ,富营养化程度加大 ,受化学、物理、生物等因素综合作用 ,高浮游植物区赤潮爆发频率和规模逐年增加 ,已为中国近海典型的赤潮高发区     

营养盐和重金属等环境因子对莱州湾浮游植物的影响

莱州湾是渤海典型海湾,沿岸工业区的存在产生大量营养盐和重金属等物质随黄河、小清河等多条河流汇入莱州湾,对浮游植物生长产生影响。本文于2020年8月对莱州湾开展海洋调查工作,研究了营养盐、重金属等环境因子的分布情况,及其对莱州湾浮游植物生长的影响。结果表明：沿岸黄河、小清河等带来的径流输入,导致黄河入海口(站位L1的E=1.25)和莱州湾西南部海域(站位L5、20的E值分别为16.96、1.14)呈现富营养化,整个调查海域约95%的站位存在磷的潜在限制;对应富营养化海域为浮游植物生物量高值区,有更高比例的甲藻物种数和赤潮种(中肋骨条藻、夜光藻和海洋原甲藻);重金属(铅和砷)处于理论上可能抑制浮游植物生长的浓度,但高营养负荷可能掩盖了重金属毒性,导致浮游植物生物量与重金属铅和砷呈现正相关。     

荣成湾营养盐分布和变化特征

根据2006-2007年4个季节的调查资料,分析了荣成湾无机氮、磷酸盐和硅酸盐的平面分布特征和季节变化规律。结果显示,荣成湾营养盐浓度基本符合二类海水水质标准,季节性变化明显,夏、秋营养盐浓度较低,春季营养盐浓度较高。根据营养盐相对和绝对限制法则,Si是冬季浮游植物生长的限制因子,其它季节浮游植物生长具有P限制的潜在可能性。潜在性富营养化评价结果表明夏季荣成湾处于贫营养水平,秋季处于P限制的中度营养水平,春季和冬季处于P中等限制潜在性富营养化水平。     

基于围隔实验的沙尘添加对西北太平洋寡营养海区小型浮游植物群落结构的影响

为研究沙尘沉降入海对寡营养海区小型浮游植物(20~200μm)群落结构的影响,于2014年4月在西北太平洋寡营养盐海区进行了沙尘添加的现场船基围隔培养实验。结果表明,沙尘添加改变了原始海水的营养盐结构,在培养的过程中NO_3~-,NO_2~-以及SiO_3~(2-)营养盐的含量呈现下降趋势,PO_4~(3-)营养盐的含量呈现上升趋势。沙尘的添加导致小型浮游植物种类数减少了26%(对照组38种,沙尘组28种),且改变了优势种组成,细胞丰度由1 998cells/L增加至3 523cells/L。优势种由笔尖形根管藻(Rhizosolenia styliformis)(丰度233cells/L,占总丰度14.3%)、羽纹藻(Pinnulariaspp.)(丰度135cells/L,占总丰度8.3%)以及伯氏根管藻(Rhizosolenia bergonii)(丰度120cells/L,占总丰度7.4%)等演替为菱形藻(Nitzschiaspp.)(丰度2 835cells/L,占总丰度80.6%)和羽纹藻(丰度240cells/L,占总丰度6.8%)。沙尘添加促进了硅藻的生长,而甲藻的生长受到抑制,丰度明显下降。相对于对照组,沙尘组硅藻丰度增加了115.4%(对照组丰度由903cells/L增至1 568cells/L,沙尘组增至3 378cells/L),甲藻丰度减少了66.3%(对照组丰度由242cells/L增至430cells/L,沙尘组减至145cells/L)。研究显示,沙尘输入为西北太平洋寡营养海区小型浮游植物的生长贡献了营养盐等物质,不同浮游植物对沙尘添加后的响应不同,从而改变了小型浮游植物的群落结构。研究结果可为深入探讨沙尘对寡营养盐海区浮游植物群落结构和功能的影响提供参考依据。     

氮与磷的增加对海水无机碳体系影响的实验模拟研究

海洋碳循环是全球变化研究中的重要领域,它不仅在很大程度上决定了全球气温乃至全球气候的变化趋势,而且还是海洋生态系持续发展的基础,它决定着了海洋生态环境变化的走向。众所周知，碳(C)在海洋中以无机态和有机态的形式存在,在海气系统中,大于98%的C以溶解无机碳(DIC)形式存在于水体中(Zeebe et al,2001)其对海洋碳循环的影响至关重要。 氮(N)和磷(P)等营养盐对维持海洋生态系的正常运转起着至关重要的作用。但是，由于近年来人类生产、生活污水的排放以及滩涂和沿岸水域养殖区的长期施肥,它们也作为近岸海区的主要污染物而导致近海海洋生态环境的日益恶化,影响并改变了一些海域的生态结构。如在胶州湾,由于营养盐浓度及结构发生了变化导致该湾地区浮游植物数量和优势种组成的变化(沈志良,2002)近年来,在海洋沿岸带的河口、海湾等水体较浅的透光层内,以孔石莼等绿藻为主要代表的大型海藻开始泛滥,形成大型海藻的水华。海洋生态环境的改变,必然将导致海洋碳循环的变化,从长时间尺度来看也会影响到全球的气候和气温变化。目前,对营养盐与水生藻类之间的响应关系研究已有大量的报道(王勇等,2002；刘媛等，2004；张文俊等，2004)但对于营养盐与海水无机碳体系之间的耦合作用报道甚少。在海洋环境中、C N P作为主要的生源要素,其变化相互影响,并与海水中所存有的海洋生物密切相关。探讨海水中C-N-P的相互耦合关系对于研究海洋生态环境演变过程及效应,阐明海洋碳循环过程的深层次机理,揭示在过量N P作用富营养化条件下,C的迁移转化行为有重要的科学意义和实际价值。本文作者初步研究了模拟条件下C-N-P的相互关系。     

大亚湾浮游植物粒级结构对温排水和营养盐输入的响应*

大亚湾核电站温排水对其邻近海域的生态效应日益突出。文章结合现场调查和室内模拟实验, 研究了夏季和冬季大亚湾海域沿温排水温度梯度的浮游植物粒径结构特征, 探讨了营养物质的输入可能对其产生的影响, 以期深入了解浮游植物对升温以及富营养化作用的响应机制。结果表明, 适温条件对浮游植物的生长起促进作用, 在极高温(36.0℃)环境下则产生抑制作用, 在排水口邻近高温区夏季和冬季浮游植物叶绿素a含量均呈较低分布。交互模拟实验发现不同季节浮游植物对于温度和营养盐的敏感性存在差异, 夏季营养盐对浮游植物生长的促进作用比温度明显, 冬季温度的作用则更为显著。现场观测和模拟实验均显示, 水温升高和营养盐加富均可造成小粒级浮游植物 (<20μm)所占比例的增加; 因此, 升温和营养盐输入均可能导致浮游植物粒级结构呈小型化趋势, 并对食物网能量流动与物质循环、生态系统的结构稳定性以及海洋渔业的产量造成潜在影响。     

大亚湾浮游植物粒级结构对温排水和营养盐输入的响应

大亚湾核电站温排水对其邻近海域的生态效应日益突出。文章结合现场调查和室内模拟实验,研究了夏季和冬季大亚湾海域沿温排水温度梯度的浮游植物粒径结构特征,探讨了营养物质的输入可能对其产生的影响,以期深入了解浮游植物对升温以及富营养化作用的响应机制。结果表明,适温条件对浮游植物的生长起促进作用,在极高温(36.0℃)环境下则产生抑制作用,在排水口邻近高温区夏季和冬季浮游植物叶绿素a含量均呈较低分布。交互模拟实验发现不同季节浮游植物对于温度和营养盐的敏感性存在差异,夏季营养盐对浮游植物生长的促进作用比温度明显,冬季温度的作用则更为显著。现场观测和模拟实验均显示,水温升高和营养盐加富均可造成小粒级浮游植物(20μm)所占比例的增加;因此,升温和营养盐输入均可能导致浮游植物粒级结构呈小型化趋势,并对食物网能量流动与物质循环、生态系统的结构稳定性以及海洋渔业的产量造成潜在影响。     

夏季外海水入侵对大亚湾浮游植物群落结构的影响

夏季大亚湾存在由粤东沿岸上升流所引起的外海水入侵现象,且入侵强度存在年际差异,作者利用大亚湾2004～2017年历年夏季航次调查数据,将弱入侵年份与强入侵年份进行对比分析,以探讨外海水入侵对大亚湾浮游植物群落结构的影响。结果显示,当外海水入侵由弱变强时,湾内水体理化特征发现显著变化,水体由高温低盐转变为低温高盐,N、P等营养盐含量出现下降。海水理化性质的改变导致了浮游植物群落结构的变化,硅藻、甲藻种类数以及浮游植物Shannon-wiener指数均出现升高;浮游植物总丰度和硅藻丰度下降,甲藻丰度变化不明显;常见浮游植物种类伪菱形藻属(Pseudo-nitzschiasp.)、角毛藻属(Chaetocerossp.)和叉角藻(Ceratiumfurca)丰度出现下降,而中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和菱形海线藻(Thalassionemanitzschioides)丰度出现升高;优势种由单一硅藻种类向硅藻和甲藻共为优势转变。此外,外海水入侵还会通过改变海水理化因子的空间分布以及湾内上层水体流向来影响浮游植物群落结构的空间分布。     

南沙群岛海域营养盐分布的研究

海洋中的营养盐是海洋浮游植物生长所必需的物质基础。营养盐、光照和温度是初级生产力的主要影响因素。海水中不同的营养组成和浓度比，不但会影响生物生产力，同时会对浮游植物的群落结构产生调节作用，影响着海洋生态系统的结构。因此，作为了解海洋生态系统生产过程的关键过程，海洋中的营养盐状况和循环研究，越来越得到生态学家的重视。诸多的研究表明，海洋中影响浮游植物生长的限制因子一般为Ｎ或Ｐ ,在中国沿海则主要是Ｐ的限制［１］。南沙群岛海域位于南海的南部，作为典型的热带海区，其营养盐状况与我国的温带地区是不同的。作…     

夏季黄海培养实验中营养盐和铁对二甲亚砜(DMSO)含量动态变化的影响

于2011年6月12日至28日采集黄海表层海水进行甲板培养实验,研究了不同营养盐添加条件下浮游植物生长释放二甲亚砜(DMSO)的动态变化规律。实验结果表明,不同浓度及不同氮、磷、硅比值的营养盐的加入,均会导致培养体系中叶绿素a(Chl-a)、溶解态和颗粒态DMSO(DMSOd和DMSOp)含量的增加。培养实验过程中,DMSOp的浓度变化趋势与Chl-a相一致,其中在氮/磷比值最高(32∶1)的培养体系内DMSOp浓度最大,而DMSOd的浓度变化有一定的波动。此外,N、P营养盐相对于Si对DMSO含量的影响更为显著,而微量营养元素Fe可能并不是影响黄海浮游植物生物量的1个重要因子。