台湾海峡浮游植物生长的营养盐限制研究

2004年7～8月,2005年7月及2006年8月分别在台湾海峡南部海区5个测站进行了浮游植物生长的营养盐限制船基培养实验.结果表明,在调查期间,夏季台湾海峡南部海区浮游植物营养盐的限制状态存在一定的时空差异,氮是浮游植物生长的主要限制因子,并与上升流的存在与否无关;磷的弱限制偶尔会发生,这与涌升水的N/P比值有关.而硅只有在近岸上升流区形成高氮和磷的补充情况下偶尔才会产生微弱限制.在陆架外缘区,浮游植物限制状态较稳定,表现为受N的限制为主导的N、P的共同限制,P限制相对较弱.     

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。     

南海东北部贫营养海区营养盐对浮游植物生长的限制

为了探究南海贫营养海区浮游植物的营养盐限制,2014年10月对南海东北部海区进行综合调查,并于陆坡海盆海区设置了不同种类的氮源和同时添加氮磷的实验组进行现场加富培养,观察不同粒径级的叶绿素以及各级主要浮游植物的响应。实验结果显示陆坡海盆海区浮游植物易对同时添加氮磷产生明显响应,浮游植物总叶绿素从0.1 mg/L左右增长到0.6 mg/L以上,且浮游植物加富5 d左右生物量达到最大值。加富营养盐氮磷后微微型(Pico)叶绿素均显著增长,而聚球藻没有出现与Pico级叶绿素同等程度的增长。31、51站各级浮游植物对单一添加氮源后发生一定程度的增长,不同种类的氮源间差异不大。6号站位由于初始浮游植物群落结构及生态环境不同,响应的方式不同于31、51站,磷酸盐对浮游植物生长的促进能力相对更强。另外营养盐添加后,海区浮游植物原有的种群结构发生了改变,尤其是同时添加氮磷组,硅藻成为主要优势种,主要包括绕孢角毛藻Chaetoceros cinctus,小细柱藻Leptocylindrus minimus,中华根管藻Rhizosolenia sinensis等。     

东海营养盐结构的时空分布及其对浮游植物的限制

本文根据2013年东海海域(120°—128°E、25°—33°N)春、夏、秋、冬的4个航次调查资料,分析了营养盐结构的时空分布并探讨其对浮游植物生长限制的情况。结果表明:(1)东海DIN(无机氮)/P(磷)、Si(硅)/DIN及Si/P比值受各种水团及浮游植物生长周期的影响较为明显,长江冲淡水与沿岸水的交汇作用控制着全航次DIN/P比值,基本呈近岸高、远海低的分布规律,而Si/DIN比值的分布则相反。春、夏季Si/P高值区主要分布在近岸,而秋、冬季则开始由中部海域向远海扩展。(2)研究海域浮游植物的生长主要受到N和P的限制,126°E以西的近岸及中部海域以P限制为主,而126°E以东的黑潮区受N限制;在季节变化上又以夏季受到营养盐的限制最明显。(3)与2001—2010年同期历史资料相比,2013年夏季航次受P限制站位数量比过往10年有所增加,限制范围由28°—32°N、123°E以西的长江口及浙北沿岸海域扩展到了126°E以西的东海中部及近岸水域;受N限制站位基本集中在126°—127°E以东黑潮区海域,但空间范围比十年前增大。     

利用叶绿素荧光方法检测东海浮游植物的营养盐限制

2011年6月10日-6月27日调查了东海赤潮高发区PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)的平面分布,发现在东海赤潮高发区Fv/Fm的平面分布与叶绿素的平面分布较为一致。利用现场营养盐加富培养的方法,通过检测添加不同的营养元素后Fv/Fm的变化,研究了2个调查站位浮游植物受何种营养盐的限制。结果表明,对于浮游植物来说,东海DH2-3站和DH6-2站浮游植物的生长受到N潜在限制。通过Fv/Fm的变化,可以反映出藻细胞实际的生理活性,从而更真实的反映营养盐对浮游植物的作用。     

渤海生态动力过程的模型研究 Ⅱ.营养盐以及叶绿素a的季节变化

利用在本系列研究第一部分中所建立的耦合的生物物理模型,模拟了渤海浮游植物生物量和营养盐含量的年度循环特征.模拟结果显示:藻类的春季水华是由经过一冬积累在水体中的营养盐导致,而水华开始的时间在浅水区明显早于深水区,对此深水区水体层化结构的形成可能起着重要作用;另一方面,河载营养盐与悬起的沉积物所释放的营养盐是诱发夏季水华的共同原因.基于模型结果,我们还发现:渤海的浮游植物动力特性就整体而言依然受无机氮限制,但是在莱州湾,磷限制特性表现得非常明显,这主要是由于每年黄河都要携带大量的无机氮进入海水,从而导致莱州湾营养盐的氮磷比已远远超过16.     

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。     

流式细胞计在海洋浮游植物研究中的应用

传统的显微镜技术是浮游植物鉴定的重要手段 ,至今仍是浮游生物学家们进行研究观测的必备工具 ,但当研究较小的微型藻类(nanophytoplankton,<20μm)及微微型藻类(picophytoplankton,<2μm)时 ,常规显微镜则存在困难 ,如水体中光合性的细菌必需染色才能通过荧光显微镜观测 ,而且 ,当研究涉及时间、空间尺度时 ,牵涉到的工作量非常大 ,显微镜方法在物种计数的速度与准确性方面受到很大限制。近年的文献检索表明 ,应用流式细胞计(FlowCy tometry,FCM)检测微型及微微型的浮游植物正为越来越多的研究者所采用。流式细胞计以其快速、样品制备简…     

核酸探针技术及其在海洋浮游植物检测中的应用

在海洋生态系统中,浮游植物是初级生产者,通过其生命活动影响和改变着海水的理化性质;反过来海水环境的污染和破坏也会作用于浮游植物个体、种群和群落.     

两种荧光分析法在海洋浮游植物叶绿素测定中的应用

以湛江叉鞭金藻为材料．用普通荧光分析法测定了ｃｈｌａ、ｃｈｉｃ的荧光发射光谱，以四乳突扁藻为材料，用普通荧光分析法和同步荧光分析法测定了ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ的荧光发射光谱，结果表明：ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ、ｃｈｉｃ的荧光发射峰分别为６７０ｎｍ、６５５ｎｍ、６４０ｎｍ，普通荧光分析法适于进行浮游植物所含的ｃｈｌａ、ｃｈｌｃ的定性、定量测定，而不适于进行ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ的同时测定；同步荧光法则适于进行浮游植物中ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ的定性、定量的同时测定。     

长江口区浮游植物营养限制因子的研究 Ⅱ.春季的营养限制情况

1999年5月在长江口及周围海域进行了环境调查,通过对该海域的浮游植物、叶绿素、营养盐、温度、盐度等进行分析,并结合现场实验和室内模拟实验,对本海域浮游植物的营养限制状况进行了研究.调查期间受冲淡水流量、流向和水体垂直分层的影响,冲淡水影响的范围和磷限制的范围相对于1998年11月均有所扩展.现场对26号站的加富实验直接证实了磷的限制作用;室内对26,41号站位的营养加富实验也均证实了磷限制的结论.根据浮游植物的需求和营养盐的补充情况,将该海区划分为:近河口区、冲淡区、台湾暖流影响区和黄海沿岸流影响区.本次调查处在春季水华的结束阶段,因而浮游植物的数量和种类数比1998年11月偏低.     

长江口区浮游植物营养限制因子的研究 1. 秋季的营养限制情况

1998年11月在长江口及周围海域进行了一个航次的环境调查,并在室内以中肋骨条藻为实验藻种,应用营养加富生物测定法对本海域浮游植物的营养需求状况进行了研究．结果表明,可大致根据离河口的远近将此海域分为3个部分：近河口光限制区、过渡带光和磷酸盐限制区、远河口氮盐限制区．P与N分别为潜在营养限制因子的界线大致沿盐度为31的盐线．并指出,以溶解无机氮磷比的判断标准,在悬浮物浓度较高的区域会高估磷的限制作用．     

长江口区浮游值物营养限制因子的研究I.秋季的营养限制情况

１９９８年１１月在长江口及周转海域进行了一个航次的环境调查,并在室内以中肋骨条藻为实验藻种,应用营养加富生物测定法对本海域浮游值物的营养需求状况进行了研究,结果表明,可大致根据离河口的这将此海域分为３个部分;近河口光限制区、过渡带光和磷酸盐限制区、远河口氮盐限制区,Ｐ与Ｎ分别为潜在营养限制因子的界线大致沿盐度为３１的等盐线。并指出,以深解无机氮磷化的判断标准,在悬浮浓度较高的区域会高估磷的限制作用     

Characterisation of water masses and phytoplankton nutrient limitation in the East Australian Current separation zone during spring 2008

This study focuses on the comparison of oceanic and coastal cold-core eddies with inner-shelf and East Australian Current (EAC) waters at the time of the spring bloom (October 2008). The surface water was biologically characterised by the phytoplankton biomass, composition, photo-physiology, carbon fixation and by nutrient-enrichment experiments. Marked differences in phytoplankton biomass and composition were observed. Contrasted biomarker composition suggests that biomarkers could be used to track water masses in this area. Divinyl chlorophyll a, a biomarker for tropical Prochlorophytes, was found only in the EAC. Zeaxanthin a biomarker for Cyanophytes, was found only within the oceanic eddy and in the EAC, whereas chlorophyll b (Chlorophytes) was only present in the coastal eddy and at the front between the inner-shelf and EAC waters.This study showed that cold-core eddies can affect phytoplankton, biomass, biodiversity and productivity. Inside the oceanic eddy, greater phytoplankton biomass and a more complex phytoplankton community were observed relative to adjacent water masses (including the EAC). In fact, phytoplankton communities inside the oceanic eddy more closely resembled the community observed in the inner-shelf waters. At a light level close to half-saturation, phytoplankton carbon fixation (gC d⁻¹) in the oceanic eddy was 13-times greater than at the frontal zone between the eddy and the EAC and 3-times greater than in the inner-shelf water. Nutrient-enrichment experiments demonstrated that nitrogen was the major macronutrient limiting phytoplankton growth in water masses associated with the oceanic eddy. Although the effective quantum yield values demonstrate healthy phytoplankton communities, the phytoplankton community bloomed and shifted in response to nitrogen enrichments inside the oceanic eddy and in the frontal zone between this eddy and the EAC. An effect of Si enrichment was only observed at the frontal zone between the eddy and the EAC. No response to nutrient enrichment was observed in the inner-shelf water where ambient NO_x, Si and PO₄ concentrations were up to 14, 4 and 3-times greater than in the EAC and oceanic eddy. Although results from the nutrient-enrichment experiments suggest that nutrients can affect biomass and the composition of the phytoplankton community, the comparison of all sites sampled showed no direct relationship between phytoplankton biomass, nutrients and the depth of the mixed layer. This is probably due to the different timeframe between the rapidly changing physical and chemical oceanography in the separation zone of the EAC.     

Phosphate limitation of phytoplankton growth in the Changjiang Estuary

Laboratory experiments of bioassay with Pltaeodaetytum tricornutum, Chatoceros didymus, Chaetoreros calcitraus and Heterogtoea sp. sampled from the Changjiang Estuary in spring and summer, 1986, indicated that both N and P limit phytoplankton growth in the medium with N : P ranged between 8-30, and N limits phytoplankton production in the medium with N: P<8, while P is the limitary nutrient in the N : P>30. Generally, N : P in the Changjiang Estuary waters is 2 times higher than Redfield ratio. The bioassay experiments with high N : P water samples collected from Changjiang Estuary show that phytoplankton production is limited by P. Phytopiankton appears to give priority to the uptake of P at all periods of time. And the optimum N:P for phytoplankton growth is determined to be 18.