海水中溶解态铁的伏安极谱法与液芯波导光纤法测定

尽管铁为地壳中丰度位居第4的元素,但它在海水中的浓度却很低,浓度一般为0.05~2.0 nmd/dm3[1]。近年来,国内外的海洋科学家在进行海洋生态系统初级生产力、碳循环等重要生态过程及其对全球气候变化影响的研究中发现,海洋中的铁对浮游植物的生长、初级生产力的水平有着十分重要的影响甚至成为了“限制性因子”,在多个“高营养盐、低叶绿素(HNLC)”海区所实施的富铁实验的结果很好地印证了铁元素在海洋生态系统中的重要作用[2]。最新的研究成果表明近岸海水中的铁可能对浮游植物的种类组成起到决定性的作用,进而对包括氮、磷、硅在内的其他元素的生物地球化学行为产生深远的影响[3]。     

海水中铁的测定方法

铁在地壳中的丰度为5.6% [1],但是在海水中的浓度却很低 ,特别是大洋中只有0.05～2nmol/L [2]。在整个海水体系的生物地球化学过程中 ,铁是一种举足轻重的元素。特别是对浮游植物 ,铁的重要性远远超过了其它微量元素 ,在植物的光合作用、电子呼吸链、氮的还原、叶绿素合成等方面有重要作用[3]。在类似南大洋[2]和赤道太平洋[4]的海域 ,同其中的主要营养盐 (氮、磷、硅 )的高浓度相比 ,其浮游植物的生物量却很低。近年来的研究表明这些区域的生物量是由铁限制的[5]。赤道太平洋海域(IronEX)[4]和极地南大洋(SORIREE)[6]的表层海水施铁实…     

海洋异养浮游细菌生物量及生产力的制约因素

根据海洋异养浮游细菌既是分解者，又是生产者的特点，从生态学方面探讨了海洋异养浮游细菌在海洋生态系统中的作用、研究现状及细菌生物量和生产力的制约因素。认为具有重要生态学意义的海洋异养浮游细菌生物量和生产力的主要影响因素有溶解性有机碳的性质及含量、无机营养盐浓度、海水温度、微量金属元素(如铁)含量、海洋异养浮游动物的摄食能力和噬菌体的感染等。     

海水中铁的来源形态及其与浮游植物的相互关系

铁是浮游植物生长所必须的微量营养元素。铁在浮游植物对氮的吸收、固氮菌对N2的固定、叶绿素的合成、卟啉生物合成、光合作用电子的传输等生物过程发挥着非常重要的作用。浮游植物的光合作用固定了占全球近40％的碳，因此研究海洋中的铁的来源、形态及其与浮游植物的关系具有重要意义。本文论述了海水中铁的来源、形态及不同形态铁的相互转化，以及浮游植物需铁的生物过程、吸铁的方式、缺铁的生理生化指示和铁对浮游植物生长及群落组成的影响。     

南海东北部海区海水中铁的分布

海水中的铁,由于它在海洋地球化学中的作用和对海洋初级生产力的影响,因此受到学者们的重视,并在许多大洋和海区做过大量研究:如在三十年代初,Thompson等人就     

海洋围隔中异养细菌与环境中氮、磷关系的研究

利用海洋围隔生态系统实验装置,向海水中施加不同浓度的氮和磷,研究海洋异养细菌与海水环境中氮、磷的关系。结果表明,实验开始后海洋异养细菌的数量就迅速增加,并且一直维持在较高水平,第7~8天达到峰值。但在海洋异养细菌数量达到峰值后,海水中氮和磷的浓度有所回升,磷元素促进了海洋异养细菌的快速生长和繁殖,同时海洋异养细菌在一定程度上也利用了无机氮,海洋异养细菌的数量与海水环境中氮和磷的浓度具有较好的正相关性。     

异养细菌在海洋生态系统中的作用

概述异养细菌的分布、生物学特点、对物质矿化分解的作用以及在海洋生态系统物质循环和能量流动中的作用 ;海洋细菌生物量和生产力的研究方法 ;异养细菌在铁限制大洋生态系中的作用 ;国内外对底栖异养细菌生态功能研究的现状 ;最后提出该领域今后应加强研究的内容     

海洋微生物铁载体的研究

铁是许多生化过程所必需的元素,如光合作用、呼吸作用、DNA和叶绿素的合成以及硝酸盐的还原等,然而供给生命体的铁在自然界pH条件下的水中主要是以Fe(OH)3形式存在,由于它的难溶性,海水中可溶性铁的浓度是非常低的.     

海洋及其上空大气中有机磷酸酯的研究进展

基于全球海洋及其上空大气中关于有机磷酸酯（OPEs）的数据,分析了目前OPEs在全球海洋及其上空大气的分布特征、影响因素以及当前研究存在的不足。总结发现,海水中的OPEs主要来自河流输送,且浓度分布特征表现为由近及远、由浅及深逐渐递减。磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）、磷酸三（1-氯-2-丙基）酯（TCPP）和磷酸三（1,3-二氯异丙基）酯（TDCPP）三种卤化OPEs是海水中主要污染物;输入到海水中的OPEs经过颗粒沉降等作用沉积到海洋沉积物中,随之,沉积物中的OPEs可能反析出或直接累积,在海洋沉积物中形成一个大的OPEs储存库。分析北太平洋到北冰洋表层沉积物中OPEs的浓度发现,从白令海峡到北冰洋,随着纬度的增加OPEs的浓度也普遍增加,且相对于非卤化OPEs,卤化OPEs更易被运输到偏远海域。总有机碳（TOC）与大洋沉积物中OPEs的浓度无相关性,但与近海海洋沉积物中OPEs的浓度呈正相关,TCEP和磷酸三异丁酯（TiBP）为海洋沉积物中主要污染物;海洋上空大气与水体中的OPEs是不可分割的,海洋上空大气中的OPEs一部分通过大气沉降进入海水,一部分继续迁移到更偏远区域,气团来源是影响其分布的主要因素。对比OPEs在全球海洋上空大气中的浓度分布发现,南北半球并无明显差异,TCEP和TCPP是海洋上空大气中主要污染物。     

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。     

一氧化氮和铁对海洋微藻生长的交互影响

在实验室进行了一氧化氮(NO)和铁对海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长影响实验.实验结果如下:在铁限制情况下,外源NO能明显提高微藻的生长速率,增加生物量,但NO和铁对浮游植物生长影响是一个复杂的过程,它受到NO的浓度、培养液的营养水平、铁的浓度等因素的影响,同时培养液中铁的浓度也直接影响到微藻的生长和NO的释放量.因此,一氧化氮与铁在浮游植物生长过程中是交互影响的.     

海洋浮游细菌生长率和被摄食的研究综述

海洋浮游细菌利用海水中的溶解有机碳合成自身物质,是海洋浮游生态系统的二次生产者。微型浮游动物是细菌的主要摄食者,也是细菌生产向较高营养级传递的中介。研究海洋浮游细菌的生长率和被(微型浮游动物的)摄食率对理解海洋浮游生态系统的功能具有重要作用。本文综述了利用改变海水中生物类群组成(或功能)的培养方法研究海洋浮游细菌生长率和被摄食率的历程和现状,为我国的同类研究提供借鉴。改变海水中生物类群组成(或功能)进行培养的方法有海水分粒级培养、海水稀释培养和添加选择性抑制剂培养。这些方法各有其局限性,应用并不广泛。细菌及其主要摄食者异养鞭毛虫群落在自然海区和实验室内都有生长周期,鞭毛虫的生长周期落后于细菌,因此细菌的生长率有时会小于被摄食率,有时会大于被摄食率。我国这方面的研究相对落后,应值得引起重视,建议从海水稀释培养法入手开展相关研究。     

HNLC海区间现场加铁实验的比较

综述了在赤道太平洋、南大洋和亚北极太平洋3个典型的高硝酸盐、低叶绿素a(high-nitrateandlow-chlorophylla,HNLC)海区不同研究小组现场加铁实验的结果,并阐述了铁限制与光限制、硅限制以及浮游动物摄食等其它限制因素之间的关系。加铁后,各海区的浮游植物生物量都增加了,但不同海区的浮游植物生物量、种群结构、颗粒有机碳通量等方面却有不同的响应,因而通过对大洋施铁以缓解大气中CO2增加的设想的可行性还需作进一步验证。     

白垩纪黑色页岩与大洋红层:缺氧到富氧的过程与机制

白垩纪是地球历史中一个重要的阶段,期间发生了以黑色页岩为特征的缺氧事件和以大洋红层为特征的富氧环境等许多重大地质事件,从白垩纪大洋缺氧到富氧转化的过程与机制,提出上述两个典型事件是同一原因形成的两个不同结果。一方面,白垩纪大规模的岩浆活动,引起大气中CO2气体浓度的升高和地球内部大量热能释放,并且改变了海陆面积的对比,最终导致大气温度的升高。海水温度的升高和CO2浓度的增加导致海洋环境中溶解O2的降低,缺氧事件随之而产生。另一方面,剧烈的岩浆活动在海底产生大量的富含铁元素的基性和超基性岩,在与海水发生反应时,岩石中的铁元素进入海水中。海水中的铁元素是海洋浮游植物宝贵的营养盐类,其含量的增加可激发浮游植物的大规模繁盛,而这一生命过程可以吸收海水中大量的CO2,并且产生等量的O2。随着海水中O2浓度的不断升高,以富含Fe3 的红色沉积物为特征的海洋富氧环境出现。然而,由岩浆活动引起的缺氧事件和同样由其造成的富氧环境,其机制存在明显的差异,前者以物理、化学过程为主,后者除此之外还演绎了更为复杂的生物—海洋地球化学过程。     

Transformation of Fe （Ⅱ） and Fe （Ⅲ） in Enclosures of Dongshan Bay

根据2008年8月与11月在东山湾海域获得的调查资料对表层水中溶解态Fe（II）和Fe（III）含量、浮游植物叶绿素a、营养元素及其浓度等环境参数进行分析。结果表明,夏、秋季海水中Fe（II）浓度及其在总溶解铁中所占比例均与浮游植物叶绿素a呈正相关,其相关系数分别为0.7959、0.9219。现场围隔实验表明,海水中总溶解态Fe含量在24 h内有较大的变化,最大减少量达到17.4%。DS2站点海水中Fe（II）浓度及其在总溶解铁中所占比例随光照强度增加而增加。最高值与初始值相比较,叶绿素a较高的DS2站点海水中Fe（II）浓度增加较叶绿素a较低的DS5号站点高0.053μg/L。Fe（II）和Fe（III）加富实验研究了溶解态的Fe（II）和Fe（III）在海水中相互转化。高浓度的Fe（II）在海水中被氧化成Fe（III）,海水中浮游植物也会引发光还原作用使Fe（III）还原成Fe（II）。     

东山湾海水中Fe(II)和Fe(III)相互转化围隔实验研究

根据2008 年8 月与11 月在东山湾海域获得的调查资料对表层水中溶解态Fe(II)和Fe(III)含量、浮游植物叶绿素a、营养元素及其浓度等环境参数进行分析。结果表明, 夏、秋季海水中Fe(II)浓度及其在总溶解铁中所占比例均与浮游植物叶绿素a 呈正相关, 其相关系数分别为0.7959、0.9219。现场围隔实验表明, 海水中总溶解态Fe 含量在24 h 内有较大的变化, 最大减少量达到17.4%。DS2 站点海水中Fe(II)浓度及其在总溶解铁中所占比例随光照强度增加而增加。最高值与初始值相比较, 叶绿素a 较高的DS2 站点海水中Fe(II)浓度增加较叶绿素a 较低的DS5 号站点高0.053μg/L。Fe(II)和Fe(III)加富实验研究了溶解态的Fe(II)和Fe(III)在海水中相互转化。高浓度的Fe(II)在海水中被氧化成Fe(III),海水中浮游植物也会引发光还原作用使Fe(III)还原成Fe(II)。     

长江口附近海域水中的铁

海水中的铁是海洋浮游植物的微量营养元素之一,有些实验证实,海水中的铁往往是浮游植物生长的限制因素。在近海,其主要来源是陆地排水。为了解长江口附近海域中的铁的分布规律及对该海域的生产力有无影响,我们在六十年代某年5、8、11月和次年2月对长江口附近海域中的铁作了4个航次的调查,结果如下。     

海洋浮游植物铁限制的研究进展

介绍了海洋铁限制的研究进展和它对全球气候的影响,铁对海洋浮游植物的生长有着重要的作用,在高营养盐低叶绿素（HNLC）区域,铁是藻类生长的限制因子,海洋施铁对降低温室效应有着很好的前景,铁也是近岸赤潮发生的激发因子之一。     

分析技术在海洋浮游生物铁载体研究中的应用

铁对海洋浮游植物的生长起着重要的作用。在高营养盐低叶绿素(HNLC)海区，铁是藻类生长的限制因子；而在近岸，铁又是赤潮发生的激发因子之一。研究表明，可溶性铁对浮游植物生长有很强的控制作用，大部分可溶性铁是同具有极强铁亲和力的配位体螯合在一起的，如铁载体。因此，在对铁限制、铁加富实验的研究中，铁载体的提取与分析技术显得尤为重要。着重介绍了海洋浮游植物中铁载体的提取及检测分析技术。     

浅析浮游植物生长的营养盐限制及其判断方法

海洋中哪一种营养盐是限制因子抑或刺激因子 ,众多学者各有说法。一般认为 ,开阔大洋为氮限 ,近海为磷限制 ,个别海区有硅限制 ;在高营养盐、低叶绿素海区有铁限制。本文作者提出自己的见解 :铁是刺激因子 ,不是限制因子 ;许多海域硅是主要限制因子。为了活跃学术争鸣和讨论 ,本刊编发了此文 ,希望不同学术见解者能参与研讨。用作者自己的话说 ,叫“抛砖引玉”。