黄河口及莱州湾海域磷的时空分布及浮游生物对低磷胁迫的响应

本文利用2019—2021年在黄河口及莱州湾海域进行的4次陆海同步调查结果,分析了环莱州湾主要入海河口和排污口陆源输入磷的季节变化、黄河口及莱州湾海域内不同形态磷及不同碱性磷酸酶活性(APA)的时空分布特征,探讨了海域内磷受限状况及浮游植物和浮游细菌对低磷胁迫的响应。结果表明,磷的陆源输入中黄河贡献最大,小清河次之;总磷(TP)入海通量呈现出夏季>春季>秋季>冬季的季节变化,春、夏、秋季磷输入以颗粒态磷(PP)为主,冬季以溶解态磷(DP)为主;受农业施肥及河道内浮游生物活动的影响,春季陆源DP以溶解有机磷(DOP)为主,其他季节以活性磷酸盐(PO₄-P)为主。研究海域内TP浓度及构成不仅受陆源输入的影响,还受浮游生物消亡、海上养殖活动和沉积物释放等作用共同调控,TP浓度呈现出春季>夏季≈秋季>冬季的季节变化、近岸高远岸低的分布特征,高值区主要位于黄河和小清河河口区域;TP构成上,春季以DP为主,夏、秋季DP与PP相当,冬季以PP为主;春、秋季DP以DOP为主,而夏、冬季DP以PO₄-P为主。海域内浮游植物普遍受到...     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

厦门港浮游植物对磷酸盐吸收速率的研究

用无载体32P同位素示踪测定海水中浮游植物和细菌吸收磷酸盐速率的方法，对厦门港浮游植物和细菌进行了研究。结果表明，厦门港海水中吸收磷酸盐的主体是浮游植物（几乎占100％），平均吸收速率为4．28×10－5μmol／（L·s），并且存在着晚秋＜冬＜初春的季节变化，培养实验的结果表明吸收速率的季节变化主要是由于种类更替和温度效应所致。     

缘管浒苔和羽藻氮、磷营养生理学研究

以无性繁殖系为材料,开展了缘管浒苔和羽藻对NO₃-,NH₄+和PO₄3-的吸收动力学、生长动力学研究。吸收动力学研究结果表明缘管浒苔和羽藻对NO₃- 和PO₄3-的吸收方式为主动运输,对NH₄+的吸收方式为被动扩散。缘管浒苔对NO₃-的最大吸收速率(V_max)、对NH₄+的吸收斜率都大于羽藻,说明缘管浒苔对高浓度的NO₃-和NH₄+具有更强的吸收能力。缘管浒苔吸收NO₃-和NH₄+的a值远大于羽藻,说明在低营养盐浓度时,缘管浒苔对NO₃-和NH₄+的亲和力更强。在PO₄3-的吸收中,羽藻的最大吸收速率(V_max)远大于缘管浒苔,说明羽藻对高浓度PO₄3-的吸收能力更强,但缘管浒苔的a值远大于羽藻,说明前者在低营养盐浓度时PO₄3-的亲和力更强。生长动力学研究结果表明,硝酸氮是促进两种海藻快速生长的最适宜氮源形式,氨氮更易促进藻体叶绿素的积累。在相同氮营养条件下,羽藻表现出比缘管浒苔更强的生长优势。     

海水实验围隔中放养罗非鱼的生态学效应

围隔实验和在围隔内进行的其他实验结果表明,台湾红罗非鱼(简称罗非鱼)对食物的选择性及其生态学效应与食物资源状况有关。放养罗非鱼的围隔中浮游植物生物量和生产力往往较高,但罗非鱼密度超过8000尾/hm2后可明显压制海洋原甲藻等大型鞭毛藻类。当罗非鱼食物丰富时其对围隔中桡足类的压制作用相对较弱,当其他食物资源缺乏时往往选择捕食个体较大的桡足类。放养罗非鱼对围隔水中氮浓度和COD的影响较小,但加快了磷的循环,罗非鱼密度超过8000尾/hm2的围隔中PO₄-P浓度明显高于对照围隔。     

东太平洋表层海水中添加氮、磷的现场培养实验

借助"中国首次环球科学考察"航次,在东太平洋表层海水进行了添加氮、磷的现场培养实验。现场记录了实验水体温度的变化,用分光光度法对水体硝酸氮和活性磷酸盐浓度进行了检测,并用荧光法分析了水体叶绿素a浓度。结果表明,氮的添加会引起水体中叶绿素a浓度短期内快速增大,同时伴随硝酸盐浓度的显著降低,而单独添加P对水体中叶绿素a浓度影响并不显著;水体中N/P比值与叶绿素a浓度、N/P比值与浮游植物生长速度、温度与叶绿素a浓度以及温度与浮游植物生长速度之间均缺乏相关性。因此认为,在东太平洋实验海区表层海水中添加氮会引起浮游植物快速爆发,而磷的添加并不能刺激浮游植物快速生长,水体N/P比值和水体温度都不能单独控制浮游植物群落的生长。     

河口表层沉积物中磷酸盐释放的动力学特征

研究与探讨了胶州湾李村河河口区3个采样点表层沉积物中磷酸盐释放行为及盐度、温度、波浪强度、悬浮物浓度对磷酸盐释放动力学过程的影响。认为磷酸盐释放的动力学过程大致可分为3个阶段:①0～1h快速释放阶段;②1～8h缓慢释放阶段;③8h之后的平衡阶段。盐度升高可以促进磷酸盐释放,当盐度从0升高到10时,磷酸盐释放量增幅最大,说明磷酸盐释放对水相盐度的突变有较强的敏感性。温度升高有利于磷酸盐释放,在低温(<10℃)和高温(>20℃)条件下磷酸盐释放的过程有明显差异;温度较低时快速释放速率与缓慢释放速率相当,而温度较高时快速释放速率是缓慢释放速率的10倍。波浪强度对磷酸盐释放过程的影响与温度类似,当沉积物处于充分悬浮状态时,磷酸盐释放量会有大幅度提高;当悬浮物浓度降低时,快速释放速率与缓慢释放速率都有大幅度提高,释放总量也显著增加。     

聚生角毛藻、小球藻对砷和磷的分辨

通过藻类培养实验,表明福建九龙江河口藻类优势种聚生角毛藻(Chaetoceros socialis Lauders)和广盐种小球藻(chlorella sp.)对砷酸盐和磷酸盐具有分辨能力。用~(14)C和~(32)P示踪方法测得不同浓度砷(5—40μg/L)对这两种藻类的光合作用和吸收磷的速率均不产生影响。即使在磷几乎耗尽的情况下,该浓度范围砷对两种藻既不产生毒性效应,也不能代替磷酸盐维持藻细胞的生命活动。     

厦门港表层水体磷周转的生物学过程研究Ⅰ. 微型浮游动物对浮游植物的摄食

海水中的磷以三种形式存在:颗粒磷(POP)(生命有机体内的磷和有机碎屑的磷)、溶解有机磷(DOP)和溶解无机磷(DIP)。浮游植物不仅可以吸收溶解无机磷,一些种类还可以吸收溶解有机磷[1];不同粒径的浮游植物对磷酸盐的吸收能力也有所不同,单位叶绿素a的浮游植物对磷酸盐的吸收速率:0.2~3μm浮游植物的吸收速率最大,3~20μm浮游植物的居中,20~200μm浮游植物的最小[2]。磷进入浮游植物以后,又因浮游动物的摄食沿着两条不同的途径向更高的营养级传递。     

渤海湾春季叶绿素浓度分布及环境要素的影响

基于2011年5月渤海湾调查数据,从大面结果来看,海河入海口至套儿河河口区域近岸表层和底层叶绿素浓度较高,渤海湾中部区域水体叶绿素浓度较低,最低值区域出现在渤海湾湾口的断面附近;表层叶绿素浓度和温度、盐度、磷酸盐具有较好的相关关系(R20.66),利用SPSS进行相关性分析,可以看出温度,盐度,总氮,磷酸盐和硅酸盐均对浮游植物的生长有重要影响,但其中最主要因素是温度,与叶绿素浓度为正相关关系,其次是磷酸盐,与叶绿素浓度为负相关关系;通过典型站位和连续站的分析可以看出,当光合有效辐射增加时,温盐密度垂直变化增大,叶绿素浓度垂直变化也增大。     

长江口及邻近海区营养盐结构与限制

通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO₃-+NO₂-+NH₄+)、磷酸盐(PO₄3-)、硅酸盐(SiO₃2-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°~32.5°N,122.5°~124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO₄3-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO₃2-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO₃2-长江冲淡水影响,四季多呈现PO₄3-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO₄3-,造成局部PO₄3-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO₃2-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO₃2-相对较为缺乏。     

不同光照水平下浮游藻类对氮、磷营养盐添加的响应

2007年11月于长江口邻近海域通过在不同光照强度下往培养水体添加不同量的磷酸盐(或硝酸盐)进行现场培养实验,对培养过程中叶绿素a质量浓度变化以及比生长速率与氮磷浓度之间的关系进行了研究.结果表明:无光照下叶绿素 a 没有增加趋势,其他光照下浮游藻类生长有着很长的平台期,且100%光照下叶绿素a终浓度可以为80%、60%、40%、20%光照下的1.5倍、2倍、4倍、15倍;相同光照下,叶绿素 a 质量浓度在不同营养盐水平之间差异不明显,浮游藻类生长主要受光照的限制,而不是营养盐;培养介质中磷酸盐和硝酸盐浓度与浮游藻类比生长速率之间有一个临界点,当氮磷浓度超过阈值时,浮游藻类比生长速率会减小,其中磷酸盐的阈值浓度约为1~2μmol/L,硝酸盐阈值约为20~25μmol/L.     

黄河口磷酸盐缓冲机制的探讨Ⅲ.磷酸盐交叉缓冲图及"稳定pH范围"

于 1 994年 5月— 1 995年 6月在实验室进行了不同磷酸盐浓度、pH条件下的悬浮物吸附解吸模拟实验 ,对黄河口磷酸盐的缓冲机制进行了探讨。黄河口悬浮物对磷酸盐的吸附量 (解吸量 )随磷酸盐浓度的增大而增大 (减小 ) ,零平衡时磷酸盐浓度 (EPC0 )值在 0 .4— 1 .3μmol/dm3之间 ,且随温度的升高和悬浮物粒度的增大而略有减小。黄河口悬浮物的线性吸附系数 (K)在 0 .0 3— 0 .40dm3/g之间 ,且随温度的升高呈线性关系增加 ,随悬浮物粒度的减小呈指数形式增加。盐度对EPC0 和K基本没有影响。在pH对黄河口悬浮物吸附和解吸磷酸盐的影响实验中 ,首次发现在pH约为 7.7— 9.3范围内存在“稳定pH范围” ,在此范围内悬浮物对磷酸盐的吸附量和解吸量不随水体pH值发生变化。此范围的大小和位置随实验条件不同而略有变化 ,稳定pH范围随温度的上升有所减小且左移 (pH减小方向 ) ,随着悬浮物粒度的增大稳定pH范围有所增大且右移。     

莱州湾营养盐与浮游植物多样性调查与评价研究

利用莱州湾4个航次调查的资料,分析了1989年6月、8月和2001年6月、9月莱州湾海水中营养盐浓度、Chl—a含量和浮游植物多样性的变化。研究发现这12a来莱州湾海水中总无机氮和活性磷酸盐含量在升高,而浮游植物的多样性在下降;海水中的活性磷酸盐含量是Chl—a和浮游植物多样性的主要影响因子。     

厦门西港浮游植物吸收磷酸盐的粒级特征

厦门西港微型浮游植物（3～20μm）吸收磷酸盐的百分比、吸收速率常数和单位体积吸收速率均最大，分别为74．85％、8．28×10-5／s和5．38×10-5μmol／（dm3·s），小型浮游植物（20～200μm）次之，超微型浮游植物（0．2～3μm）最小；单位叶绿素a的吸收速率是超微型浮游植物最大[5．38×10-5μmol／（μg·s）]，微型次之，小型最小。相关分析表明各粒级浮游植物吸收磷酸盐的百分比与相应粒级浮游植物的叶绿素a含量和光合速率的百分比呈良好的正相关关系。     

不同环境下镉对小球藻吸收磷速率的影响

在人工配制的污水中进行静态模拟实验,研究了不同光照强度及不同pH值下,镉对小球藻(Chlorella vulgaris)在悬浮和固定状态下对污水中正磷酸盐的吸收速率的影响。结果表明,镉存在的情况下,在实验所设的各光照强度内,悬浮态小球藻对磷的吸收速率为4~10μg/(h.个),固定化小球藻为12~16μg/(h.个);而相同的镉浓度下,在不同的pH范围中,悬浮态小球藻对磷的吸收速率为1.9~9.4μg/(h.个),固定化小球藻为5.7~12μg/(h.个)。在不同光照强度下,镉总体上降低了小球藻对磷的吸收速率,其中使悬浮藻普遍下降40%~60%,而固定处理使藻受镉的影响较少,至多下降10%~20%,但在个别光照强度下镉反而促进了小球藻对磷的吸收速率。不同pH值时,无论悬浮态还是固定态,镉在大多pH下使小球藻的磷吸收速率下降20%~30%,固定处理并没有减少镉的影响,同样在个别pH下镉促进了对磷的吸收。     

铁对浮游植物吸收营养盐的围隔实验初步研究

利用围隔实验初步研究了铁的加入对浮游植物吸收营养盐的影响。结果表明,春季向黄海天然水体中进行单纯的DIN和PO4-P加富并不能明显地促进浮游植物的生长(M2与M1相比),在营养盐加富的条件下铁的加入则能够对浮游植物的生长起到明显地促进作用(M3、M4与M2相比);铁的加入能够明显提高浮游植物对DIN和PO4-P的吸收利用率。加铁围隔M3和M4中浮游植物对DIN的吸收利用率分别为59%和45%,分别比M2提高了9倍和6.5倍;对PO4-P的吸收利用率分别为88%和86%,均比M2提高了3.2倍。M3和M4中浮游植物对氮的平均吸收速率分别是M1的2倍和M2的1.5倍;对磷的平均吸收速率以M3中最高,达到了其他围隔袋的2倍之多。铁的加入能够提高浮游植物对氮的平均吸收速率;对于磷来说,低浓度(10-2μmol/L)添加铁似乎对其吸收速率无甚影响,但是添加10-1μmol/L的铁能够明显的促进浮游植物对磷的吸收速率。铁的加入能够明显降低浮游植物体内的氮磷比,且这种响应非常敏感。     

黄海微微型浮游植物对灰霾颗粒添加以及光照变化的响应

本研究于2020年夏、秋两季,在黄海的三个站位开展了船基受控培养实验,研究了灰霾颗粒添加和光照变化(相较于海面约40%、68%和82%的光衰减)对微微型浮游植物生长、群落演替及碳生物量和叶绿素a(Chl a)比值的影响。结果表明,微微型浮游植物均表现出对总Chl a相当甚至主导的贡献能力,且所有培养站位初始海水中微微型浮游植物优势类群均为微微型真核浮游植物和聚球藻。在黄海中部和北部的贫营养海域,灰霾颗粒添加提供的氮能够促进微微型浮游植物的Chl a(Chl a_pico)浓度、微微型真核浮游植物和聚球藻细胞丰度的增加,但光照变化的影响不显著。然而,微微型浮游植物碳生物量(C_pico)和Chl a_pico比值(C_pico/Chl a_pico)随着灰霾颗粒的添加和光照强度的衰减呈降低趋势,这与浮游植物的光合色素合成水平密切相关。在近岸富营养海域,培养实验期间海面的光照强度较低,且由于海域水体浑浊,光照强度是影响微微型浮游植物生长和C_pico/Chl a_...     

铁对浮游植物吸收营养盐的围隔实验初岁研究

利用围隔实验初步研究了铁的加入对浮游植物吸收营养盐的影响.结果表明,春季向黄海天然水体中进行单纯的DIN和PO4-P加富并不能明显地促进浮游植物的生长(M2与Ml相比),在营养盐加富的条件下铁的加入则能够对浮游植物的生长起到明显地促进作用(M3、M4与M2相比);铁的加入能够明显提高浮游植物对DIN和P04.P的吸收利用率.加铁围隔M3和M4中浮游植物对DIN的吸收利用率分别为59%和45%,分别比M2提高了9倍和6.5倍;对PO4-P的吸收利用率分别为88%和86%,均比M2提高了3.2倍.M3和M4中浮游植物对氮的平均吸收速率分别是M1的2倍和M2的1.5倍;对磷的平均吸收速率以M3中最高,达到了其他围隔袋的2倍之多.铁的加入能够提高浮游植物对氮的平均吸收速率;对于磷来说,低浓度(10-2umol/L)添加铁似乎对其吸收速率无甚影响,但是添加10-1umol/L的铁能够明显的促进浮游植物对磷的吸收速率.铁的加入能够明显降低浮游植物体内的氮磷比,且这种响应非常敏感.     

汞对三角褐指藻生长影响的研究——汞与浮游植物相互作用(Ⅰ)

采用连续培养技术研究汞对三角褐指藻生长的影响。当长时间接触含HgCl_2(范围5～25μg/dm~3)的培养介质中,得到结果表明,藻的生长速率随汞浓度增加而降低,细胞所排泄的有机物增加,对细胞中Chl-a的含量有一定程度影响,并抑制对硝酸盐和磷酸盐的吸收。在最初的2—4天中,汞对生物化学过程影响最大。