2008年夏季白令海营养盐的分布及其结构状况

中国第3次北极考察对白令海营养盐的分布及结构状况进行了观测分析,结果表明,白令海营养盐分布和结构状况区域性特征明显。海盆区表层DIN、磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为9.73,0.94,11.06 μmol/dm3;陆架区表层DIN,磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为0.60, 0.43, 3.74 μmol/dm3。营养盐高值主要出现在白令海西南部的海盆区和海峡口西南侧水域,低值出现于陆架边缘的陆坡区和陆架东部水域。白令海盆区真光层DIN,磷酸盐、硅酸盐浓度普遍较高,叶绿素浓度则较低,具有典型的高营养盐、低叶绿素(HNLC)特征。海盆区生物作用不是营养盐空间分布的主要调控因子,而陆架区营养盐的分布变化不仅受控于物理海洋输运过程的变化,同时也受夏季浮游生物生长、营养盐吸收消耗所影响。陆架和陆坡区表层海水N/P,Si/P比值平均分别为1.8, 9.9和3.2, 2.2,呈明显的低N/P,Si/P比值结构特征,陆坡区缺硅明显,陆架区缺氮显著。在白令海水域磷酸盐浓度普遍较高,它不可能成为浮游植物光合作用限制因子。受硅限制水域主要限于陆坡区硅藻大量繁殖时期,属偶然性限制,在白令海陆架区绝大部分水域主要表现为氮限制。     

渤黄海营养盐结构及其潜在限制作用的时空分布

根据2006-2007年4个季节的现场调查资料,分析探讨了渤海和黄海营养盐结构分布变化特征及其对浮游植物生长的潜在的限制状况.结果表明,渤黄海水体 Si/N/P 比值均偏离 Redfield 比值,季节变化明显;春夏冬季 N/P和 Si/P比值由近岸向远岸海域递减,高值区主要分布在黄河口、鸭绿江口及苏北近岸,秋季上层水体N/P和Si/P比值的分布趋势有所不同,高值区主要分布在南黄海的中部海域.受陆源输入的影响,近岸特别是河口区 N/P和 Si/P比值均较高,温跃层的生消变化和生物活动调控着黄海中部海域营养盐结构的变化.渤黄海浮游植物生长主要受P的潜在限制,部分季节受N、Si的潜在限制;营养盐限制状况存在着明显的时空变化及不同营养盐的同时或交替限制的现象.     

台湾海峡西部营养盐变化特征——Ⅳ.水系混合及浮游植物摄取对Si:N:P比值的影响

本文取自福建海岸带及台湾海峡西部硅酸盐、无机氮与磷酸盐的调查数据进行相关分析,结果表明各季ΔSi:ΔN:ΔP比值是比较固定的,现场的Si:N:P浓度比值是变化的,秋、冬季ΔN:ΔP比值接近Redfield比值.并通过各季N:P比值的平面分布,来探讨台湾海峡水系交错混合,浮游植物摄取转移对N:P比值的影响,结果表明沿岸大陆水中N:P比值高,外海水中N:P比值接近Redfield比值;在浮游植物生长繁殖旺盛的局部海区,磷酸盐几乎被消耗殆尽出现N:P比值极大区.在营养盐中磷是浮游植物生长繁殖的限制因素.     

渤海湾西南部典型站位营养盐限制特性的加富培养实验研究

2010年10月,对渤海湾西南部海域典型站位表层水体进行了模拟现场的营养盐加富培养实验。初始状态下,培养水样中溶解无机氮浓度为20.68μmol/L,磷酸盐浓度0.24μmol/L,硅酸盐浓度4.58μmol/L,叶绿素a浓度为1.05μg/L,浮游植物细胞密度为1 080 cells/L。通过改进实验设计,研究了该水样的营养盐限制类型、水样中浮游植物对不同氮磷比以及不同硝酸盐添加方式的生态响应。实验结果表明,在单一添加营养盐的各组中,添加磷酸盐的1-3组叶绿素a浓度和浮游植物细胞密度的增长状况最显著,1-3组叶绿素a浓度峰值为空白对照组1-1组的2.48倍,达到营养盐全加组1-5组同期浓度的48%,其细胞密度峰值为1-1组的1.66倍,达到1-5组同期密度的72%,该水样为磷限制。在实验条件下,浮游植物的增长在总体上随着氮磷比的降低而增大,最适宜的氮磷比为5-15左右,略低于Redfield比值16。硝酸盐的连续性添加比一次性添加更有利于浮游植物的生长,暗示了低浓度长期持续性氮污染可能会比高浓度冲击性氮污染更有效地刺激浮游植物的增长,从而造成更严重的生态问题,而此时用以往的一次性添加培养实验可能会低估浮游植物的增长潜力。     

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。     

2012年冬季南海西北部营养盐浓度分布及结构特征

通过分析2012年12月南海西北部海水中营养盐和叶绿素a浓度的数据,讨论了南海西北部海域冬季营养盐分布与结构状况.结果表明:南海西北部冬季A区(粤西沿岸)表层营养盐浓度受到冲淡水和沿岸流的影响较大,表层水的N/P、Si/N和Si/P比值均略高于Redfield比值.而B区(琼东海域)和C区(外海海域)营养盐浓度较少受到河流输入的影响.B区表层水的N/P、Si/N和Si/P比值均低于Redfield比值;B区较低的N/P比值可能与海水中的脱氮作用有关.而C区N/P比值则是Redfield比值的2倍,这可能与该区真光层(75 m以浅)固氮生物的固氮作用有关;C区也存在缺硅现象,尤其是在C区的真光层(75 m以浅)缺硅更显著.     

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。     

2012年长江口及其邻近海域营养盐分布的季节变化及影响因素

根据2012年3、5、8和12月4个航次长江口及邻近海域的调查数据,研究了氮、磷、硅营养盐及总氮(TN)、总磷(TP)的浓度特点,及其与盐度的相关性和叶绿素a的变化特征。结果表明,总溶解无机氮(DIN)、硅酸盐(Si O3)和TN的浓度分布均表现出自长江口至外海迅速降低的特征,且与盐度呈现显著负相关性。磷酸盐(PO4)的浓度降低程度随远离河口而减弱,且与盐度的相关性相对较弱,可能存在外海水补充;而TP则在长江口浑浊带海域呈现出较高浓度,且与盐度的相关性不明显,可能是受浑浊带泥沙吸附所致。在调查海区内,DIN与TN的平均值在夏季较低,结合叶绿素a数据分析,认为浮游植物吸收作用降低了DIN和TN的浓度。通过分析各营养盐之间的比值特征,进一步考察了营养盐来源及其对浮游植物生长的可能限制情况,其中N/P比值的变化同样揭示了N主要来自于长江水而P有部分来自于外海水的特征。该比值呈现远离河口而降低的特征,且在浑浊带无明显季节变化。春季和夏季有超过90%的调查站位显示潜在P限制,且均位于外海区。与历史资料对比发现,春季和夏季潜在P限制站位的比例明显升高,而潜在Si限制站位比例在春季和夏季降低。本文研究认为,营养盐含量及组成结构反映了该海域浮游植物群落组成和优势种的演替。     

胶州湾营养盐限制浮游植物生长的初步模拟现场实验研究

于1998年8月至1999年2月，有胶州湾采用现场添加营养盐的实验方法初步研究了硝酸盐，磷酸盐，铁，硅酸盐对浮游植物生长的限制作用。分级叶绿素a的结果显示，在1998年夏季，氮（N）或单独，或与磷（P）同时限制浮游植物的生长；在1998的秋季则可能是N与P共同对浮游植物群落产生调控作用，而在1999年冬季，硅（Si)则是首要的限制浮游植物生长的营养元素。     

北黄海营养盐结构及限制作用时空分布特征分析

根据2006-07～2007-10 4个航次的调查资料,分析讨论了春、夏、秋、冬四季北黄海营养盐结构分布变化特征及营养盐限制状况.结果表明:春夏季表层,10 m层N/P,Si/N和Si/P值分布变化较大,呈现辽东半岛和山东半岛近岸高中部海域低的分布态势,高值区分别自鸭绿江口和夹河河口向外扩散,且均高于Redfield比值.秋冬季表层N/P,Si/N和Si/P值明显降低,且分布变化不大.10 m层,底层各季节分布相近,高值区位于鸭绿江口和夹河口附近.营养盐结构的分析表明,北黄海海域春夏季大部分站位表层浓度低于浮游植物生长的最低阈值,且春、夏、秋三季主要是受P的潜在限制,冬季营养盐限制状况消失.     

春季季风间期巽他陆架和马六甲海峡表层海水浮游植物群落结构研究

于2013年3-5月通过走航取样分别对巽他陆架和马六甲海峡表层海水浮游植物叶绿素a生物量和群落结构进行了观测和研究。结果表明:巽他陆架生物量较低,叶绿素a浓度平均值为(0.083±0.043)μg/L,爪哇海的SS4站位生物量最低,仅为0.014μg/L,浮游植物粒级组成上主要以Pico-级为优势,占80%以上;马六甲海峡自西北至东南存在明显的盐度梯度,在盐度最低的SM5站,叶绿素a生物量最高,达到1.080μg/L;马六甲海峡站位叶绿素a浓度平均值为(0.433±0.315)μg/L,同时浮游植物群落结构变动较大。在海峡西北的SM1-SM4站与巽他海峡类似,主要以聚球藻为优势类群,Pico-级浮游植物占60%~80%;在生物量最高的SM5站,同样以聚球藻为优势类群,而在海峡东南段的SM6和SM7站,虽然叶绿素a浓度相对于SM5略有降低,但仍明显高于其他马六甲海峡站位和巽他陆架站位,此两个站位硅藻比例明显升高,均可达20%以上。从优势类群生物量与环境因子和营养浓度的相关性可以看出,研究海区叶绿素a生物量与水体盐度呈现显著负相关(p0.050),说明陆源输入对研究海区生物量具有明显的影响。另外,硅藻生物量也与磷酸盐浓度(p0.050)和硅酸盐(p0.010)浓度均呈现显著正相关;聚球藻在浮游植物群落中的优势度会受到陆源营养盐输入的影响而降低,但仍然是整个研究区域最优势的浮游植物类群。     

北极楚科奇海北部特征水团对浮游植物空间分布的调控

通过楚科奇海北部–加拿大海盆西侧交接地带的生态调查,我们发现0～150 m海域水体中以融冰水(MW,0～20 m)、白令海夏季水(s BSW)和阿拉斯加沿岸流(ACW)等水团为主。水温和营养盐变化与水团息息相关,物理–生化的耦合作用进一步影响了浮游植物分布和群落结构。叶绿素a浓度最大值多位于约50 m深、富含营养盐的s BSW和ACW暖水团中。sBSW和ACW中分别以小型(占比约74%)和微微型(占比约65%)浮游植物为主。藻华初期,溶解无机氮(DIN)虽呈相对限制状态,但仍高于浮游植物生长所需阈值。双单元混合模型显示：浮游植物对氮去除明显,氮吸收量与叶绿素a浓度呈正比,且在温度略高的ACW水团中氮吸收量高于s BSW水团。在北极变暖、波弗特流涡增强以及ACW和sBSW营养盐补给下,该区域的浮游植物的叶绿素a浓度(均值：(0.327±0.163)mg/m³,范围：0.04～0.69 mg/m³)与历史数据相比有所提高。这将增加北极海区的碳吸收通量,有利于其作为碳汇区的发展。     

Long-term nutrient variation trends and their potential impact on phytoplankton in the southern Yellow Sea,China

The concentration and composition of nutrients, such as N, P, and Si, respond to biogeochemical processes and in turn, impact the phytoplanktons’ community structure and primary production. In this study, historical data was systematically analyzed to identify long-term variations in nutrient trends, red tide frequency, phytoplankton community abundance, and dominant species succession in the southern Yellow Sea(SYS). Results showed that N/P concentration ratios dramatically increased as a funct...     

Seasonal and spatial distribution of particulate organic matter (POM) in the Chukchi and Beaufort Seas

As part of the Western Arctic Shelf–Basin Interactions (SBI) project, the production and fate of organic carbon and nitrogen from the Chukchi and Beaufort Sea shelves were investigated during spring (5 May–15 June) and summer (15 July–25 August) cruises in 2002. Seasonal observations of suspended particulate organic carbon (POC) and nitrogen (PON) and large-particle (>53 μm) size class suggest that there was a large accumulation of carbon (C) and nitrogen (N) between spring and summer in the surface mixed layer due to high phytoplankton productivity. Considerable organic matter appeared to be transported from the shelf into the Arctic Ocean basin in an elevated POC and PON layer at the top of the upper halocline. Seasonal changes in the molar carbon:nitrogen (C:N) ratio of the suspended particulate organic matter (POM) pool reflect a change in the quality of the organic material that was present and presumably being exported to the sediment and to Arctic Ocean waters adjacent to the Chukchi and Beaufort Sea shelves. In spring, low particulate C:N ratios (<6; i.e., N rich) were observed in nitrate-replete surface waters. By the summer, localized high particulate C:N ratios (>9; i.e., N-poor) were observed in nitrate-depleted surface waters. Low POC and inorganic nutrient concentrations observed in the surface layer suggest that rates of primary, new and export production are low in the Canada Basin region of the Arctic Ocean.     

南海东北部浮游植物对氮、磷加富的响应及与不同水团的关系

2014年5月搭载"实验3"号科考船对南海东北部海区进行氮、磷营养盐现场加富培养实验。水团分析的结果表明,南海东北部海区的环境参数随着空间的变化大体可以分成3个区域:近岸海区、陆架海区和陆坡、海盆海区。加富培养过程中近岸海区和陆坡、海盆海区浮游植物未发生显著变化。陆架海区浮游植物出现显著增长,该海区浮游植物加富氮、磷以后在48h出现反应,同时添加氮、磷显著促进了浮游植物的生长。各培养站位均检测到大量束毛藻,加富培养后迅速减少。营养盐的添加改变了海区浮游植物原有的硅甲藻比例与各粒级叶绿素比例,陆架海区培养后的改变最为明显,同时添加氮磷培养72h后,由甲藻为主的优势种如卡氏前沟藻(Amphidinium carterae)、光亮鳍藻(Dinophysis argus)、原甲藻(Prorocentrumsp.)转变成了以硅藻为主如绕孢角毛藻(Chaetoceros cinctus)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、放射角毛藻(Chaetoceros radicans)和丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)。同时,加富实验表明磷酸盐的添加促进了陆架海区微微型浮游植物聚球藻的生长。     

2008年夏季西北冰洋表层水浮游植物群落结构的色素表征及其对不同水团的响应

本文依托2008年夏季中国第三次北极科学考察航次,对西北冰洋海盆区和楚科奇海陆架营养盐及光合色素进行了测定和分析。根据海水理化性质将研究海区分为5个区,并使用CHEMTAX软件（Mackery et al.,1996）讨论了西北冰洋不同海区浮游植物群落组成结构及其与环境因子之间的关系。结果显示在楚科奇海陆架区,太平洋入流显著影响浮游植物生物量和群落结构。高营养盐Anadyr水团以及白令陆架水控制海域,表现出高Chl a且浮游植物以硅藻为主,相反,低营养盐如阿拉斯加沿岸流控制海域,Chl a生物量低且以微型,微微型浮游植物为主。在外陆架海区,海冰覆盖情况影响着水团的物理特征及营养盐浓度水平,相应地显著影响浮游植物群落结构。在海冰覆盖区域,硅藻生物量站到总Chl a生物量的75%以上;在靠近门捷列夫深海平原海区,受相对高盐的冰融水影响（MW-HS）,营养盐浓度和Chl a浓度相对海冰覆盖区略高,浮游植物结构中微型、微微型藻类比重增加,硅藻比例则降至33%;南加拿大海盆无冰海区（IfB）,表层水盐度最淡,营养盐浓度最低,相应地显示出低Chl a生物量,表明海冰消退,开阔大洋持续时间延长,将导致低生物量及激发更小型浮游植物的生长,并不有利于有机碳向深海的有效输出。     

西沙-中沙海域春季鸢乌贼资源与海洋环境的关系

根据2006-2010年春季（3-5月）大型罩网渔船的生产监测数据,运用广义线性模型（Generalized Linear Model,GLM）对鸢乌贼单位捕捞努力量渔获量（Catch Per Unit Effort,CPUE）进行标准化,同时结合卫星遥感数据（海表温度、叶绿素a浓度及海面风场）对西沙-中沙海域春季鸢乌贼资源量变化和海洋环境的关系进行统计分析。结果表明,春季鸢乌贼资源在海表温度（Sea Surface Temperature,SST）25~28.5℃、叶绿素a浓度（chlorophyll a concentration,Chl a）0.1~0.16 mg/m3时随着水温的升高和叶绿素a浓度的降低而增大,资源量最高的SST范围为27~28.5℃、Chl a范围为0.1~0.13 mg/m3。西沙-中沙海域春季Chl a峰值出现在3月份,该时期为鸢乌贼的繁殖高峰期。鸢乌贼的资源量在5月份达到峰值,其对Chl a的响应时间延迟约2个月。此外,2008年春季鸢乌贼资源量波动较大,与2007-2008年的拉尼娜事件引起的气候异常有关。研究结果对于了解西沙-中沙海域鸢乌贼资源变动规律、指导鸢乌贼资源科学生产、开发南海外海渔业资源等具有重要意义。     

石油烃和营养盐的复合污染对海洋浮游植物的影响*Ⅱ. 营养盐对浮游植物吸收石油烃的影响

通过向培养体系中添加不同浓度的营养盐和相同浓度的石油烃, 对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)进行周期性培养, 研究了营养盐对海洋微藻的石油烃吸收动力学的影响。当营养盐按照Redfield比值添加时, 三种微藻在初始的12h中摄取的石油烃都是最大的。对于三种藻而言, 不同营养盐浓度条件下, 对石油烃的摄取程度从强到弱依次为氮潜在限制>磷潜在限制>硅潜在限制(中肋骨条藻)。在相同营养盐浓度条件下, 在这三种微藻中, 中肋骨条藻对石油烃的摄取程度最大, 在初始的12h里, 石油烃浓度的减少几乎完全是藻将摄取的吸附在表面或吸收入体内的石油烃又重新释放回了水体引起的。