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。     

2013年胶州湾营养盐结构与限制研究

文章根据2013年3—10月期间在胶州湾开展的7个航次的综合调查结果,研究营养盐的时空变化和限制变化。胶州湾海域无机氮的主要存在形态为铵盐和硝酸盐;近年来营养盐由原先的硅限制逐步转变为磷限制,磷成为胶州湾的主要限制因子。     

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。     

近年来胶州湾营养盐结构与限制变化的探讨

根据20世纪60年代以来尤其是2000年后的胶州湾营养盐调查与研究资料,同时根据2013-2014年在胶州湾开展的14个航次的综合调查,研究近年营养盐的时空变化特征和限制的变化。结果表明,近10年胶州湾各项营养盐增加速率发生变化,氮磷比严重失衡。同时胶州湾营养盐结构与限制发生变化,营养盐由硅限制逐步转变为磷限制,磷为胶州湾的主要限制因子。     

胶州湾营养盐研究概述

近年来,工农业生产、生活污水的排放及水产养殖区每年向胶州湾内输入大量氮、磷营养盐.胶州湾东部、东北和西北部河流基本已成为工业废水和生活污水的排污河,水体携带了大量氮、磷污染物,沿岸海水养殖废弃物(饵料和生物排泄物等)也是海水氮磷的主要来源之一.     

胶州湾营养盐的长期变化及其生态效应

依据改革开放40 a来胶州湾营养盐状况历史资料以及2018—2019年的现场调查,对胶州湾营养盐历史变化过程及其生态效应进行了系统分析。结果表明:营养盐的浓度变化大致以2008年为分界节点,在2008年前胶州湾溶解无机氮(DIN)浓度呈现持续上升趋势,而溶解无机磷(DIP)、活性硅酸盐(DSi)浓度则先略有减少后快速增加;2008年后胶州湾3种营养盐浓度均快速减少。营养盐限制状况由20世纪80年代初期的氮限制、20世纪90年代的硅限制转变为目前的磷限制。胶州湾Chl a年均质量浓度一直在3μg·L^-1上下波动但近年来则呈下降趋势,浮游动物生物量1994年后大幅度增加。分析发现,入湾营养盐通量的增加和海域面积缩小是2008年前胶州湾营养盐浓度增加的主要原因,而近十几年来胶州湾环境综合整治措施的大力实施则是氮、磷营养盐浓度减少的主要原因。2010年以前贝类养殖是控制胶州湾浮游植物生物量的主要因素,但近年来溶解无机磷浓度的减少和浮游动物生物量的增加是Chl a质量浓度呈下降趋势的主要原因。     

胶州湾营养盐限制作用空间差异和长期变化的数值研究

以胶州湾为研究区域,建立箱式生态动力学模型,模拟得到胶州湾浮游植物生长受营养盐限制情况的季节变化;通过数值实验分析了胶州湾营养盐限制的区域差异,并进一步比较了1960、1980年代及本世纪初营养盐限制情况的区别。结果表明,胶州湾内的营养盐限制作用有显著的季节变化。春季由于浮游植物旺发消耗大量营养盐,使得湾内营养盐限制春末最强;夏季是河流丰水季,营养盐补充充足,湾内营养盐限制最弱。从不同区域来看,养殖区全年表现为硅限制;河口区和湾口区夏季为磷限制,其他季节为硅限制。营养盐限制作用湾口区最强,养殖区次之,河口区最弱。受此影响,浮游植物生物量河口区最高,湾口区最低。从长期变化来看,1960年代,胶州湾内的营养盐限制作用以氮限制为主,1980年代呈硅和磷交替限制,逐渐演变到本世纪初的以硅限制为主,而且由于营养盐限制作用的逐渐增强,浮游植物生物量也呈现不断下降的趋势。     

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…     

胶州湾水域的营养盐

本文根据1983-1986年胶州湾水域理化环境的调査资料,对胶州湾及临近水域硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、磷酸盐和硅酸盐的空间时间分布变化、主要来源及它们与其它环境因子的关系等作一些探讨。     

胶州湾营养盐结构变化的研究

于１９８５年８月－１９８６年１２月和１９９１年５月－１９９３年１１地胶州湾表层海水营养盐的调查，根据Ｊｕｓｔｉｃ等建立的浮游植物生长的化学计量及可能营养盐限制因素标准，并结合海洋硅藻正常所需的Ｓｉ，Ｎ，Ｐ之间的原子比，用数学统计的方法研究了胶放湾表层海不营养盐结构，结果表明，含有丰富溶我机氮和磷的胶州湾，Ｓｉ：Ｐ的值有显著的下降，同时Ｓｉ：ＤＩＮ和ＤＩＮ：Ｐ的值也表现出下降的趋势，使胶州湾水域营养     

胶州湾水温和营养盐硅限制初级生产力的时空变化

根据作者近年来对胶州湾水域的主要研究结果,分析和探讨了营养盐硅和水温对浮游植物生长的变化和其集群结构的改变影响,研究了胶州湾初级生产力的年变化过程是如何受到营养盐硅和水温的限制和提高,其时间阶段和空间区域又如何划分,营养盐硅和水温如何控制不同阶段和不同区域的初级生产力。同时,揭示了营养盐硅或水温在时间和空间的尺度上如何控制浮游植物生长的变化过程,而且在时空的变化中,2种因子营养盐硅和水温在时间和空间的尺度上又如何有顺序的控制,产生出各种类型的生产力。研究结果展示了在初级生产力的时间和空间的变化过程中,营养盐硅和水温控制初级生产力的不同时间阶段,尤其用增殖能力展示了水温对浮游植物生长的控制时间阶段;营养盐硅控制初级生产力的不同空间区域。从而阐明了营养盐硅和水温控制初级生产力的变化过程。从陆地到海洋界面的硅输送量决定了初级生产力的时间变化过程;硅的生物地球化学过程决定了初级生产力的空间变化过程。因而,营养盐硅和水温是浮游植物生长的“发动机”,营养盐硅是主要的,而水温是次要的。     

胶州湾营养盐环境容量计算

根据营养盐在多介质海洋环境，包括海水、浮游植物、浮游动物、悬浮颗粒和沉积物中分布动力学模型建立了胶州湾溶解无机氮（DIN）和磷酸盐（PO4-P）自净容量、环境容量和剩余环境容量的计算方法。结果表明，胶州湾营养盐自净容量夏季最大，冬季最小，春秋居中，这主要是海洋中物理、化学和生物自净过程共同作用的结果。胶州湾DIN剩余环境容量和PO4-P剩余环境容量在20世纪70年代末至80年代中期变化较小，相对一级海水水质标准下的环境容量还具有约60％的容纳能力。但自80年代中后期至90年代中后期，营养盐剩余环境容量迅速减小，其中至1997年DIN剩余环境容量已超过1级海水水质标准下环境容量的70％，而自90年代末开始DIN剩余环境容量又有所增加，而PO4-P剩余环境容量减小速度趋缓。胶州湾营养盐环境容量计算不仅可以深入了解海洋各种自净过程对特定海域容纳营养盐能力的作用，而且更为重要的是可以为排海营养盐总量控制方案的制定提供直接、科学和实用的理论基础和技术支撑。     

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…     

胶州湾营养盐及富营养化特征

根据2003—2004年在胶州湾的调查资料,探讨了该湾营养盐及其富营养化状态。通过spss12.0统计分析营养盐和各理化因子之间的两两相关性,认为溶解无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐之间有一定程度相似的生物地球化学过程,且外源性营养盐是其主要的来源。频数分析显示,胶州湾硅酸盐浓度控制了SiO3-Si/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比例,此二者多数情况下小于其各自的化学计量平衡。冬季营养盐和叶绿素a的消长关系及浮游植物赤潮优势种数量变化分析说明,硅酸盐的含量对调查海域赤潮的发生发展和消退起着重要的控制作用。这些表明,SiO3-Si是胶州湾浮游植物生长的潜在限制因子,特别是冬季。利用Matlab建立了人工神经网络富营养化评价模型,结果认为带有SiO3-Si因子的评价结果更好地反映了胶州湾的富营养化状况。     

胶州湾营养盐的现状和变化

报道了１９９１年５月至１９９４年２月１２个航次胶州湾ＮＯ３－Ｎ，ＮＯ２－Ｎ，ＮＨ４－Ｎ，ＰＯ４－Ｐ和ＳｉＯ３－Ｓｉ的时空分布基本特征，６０年代于至９０年代的变化表明，胶州湾营养盐的浓度和分布已发生显变化。尤其从６０年代至８０年代，３０年来，胶州湾中东部水城ＰＯ４－Ｐ，ＮＯ３－Ｎ和ＮＨ４－Ｎ浓度分别增加２．２，７．３和７．１倍，ＴＯＮ浓度也增加了３．５倍，ＴＩＮ／ＰＯ４－Ｐ从１０增加至２４．２；Ｔ     

胶州湾内外海水中营养盐的分布

在综合调查的基础上,对１９９７ 年１０ 月胶州湾的营养盐分布作了较详尽的分析。湾内各营养盐硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮、磷酸盐及硅酸盐的含量分别为２．７３～１４．７１、０．６１～３．２１、３．３１～３４．５５、０．２６～２．０５、４．４７～１５．８６μｍ ｏｌ／Ｌ,其中表层含量低于底层,湾内明显高于湾外,此次调查结果比往年略有提高。ＴＩＮ／Ｐ在２０～３０ 之间,表层平均为２６．３,底层平均为２５．４。并探讨营养盐分布的基本特征及影响因子,对胶州湾口的两个断面分析为研究胶州湾内外水团交换作了较好的基础工作。     

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.     

胶州湾营养盐浓度与结构的长期变化

依据自20世纪60年代以来胶州湾营养盐调查与研究资料,系统分析了近40余年来胶州湾营养盐浓度与结构的长期变化规律,以及2000年以后胶州湾营养盐浓度与结构的变化特征。结果表明,近几十年来胶州湾各项营养盐浓度都呈现增加趋势,但不同种类营养盐浓度变化的时期并不相同。氨氮浓度到2001年达到顶峰,随后呈现下降趋势。而亚硝酸盐...     

加拿大海盆北部营养盐限制作用研究

利用2008年夏季中国第三次北极科学考察获得的营养盐、叶绿素a、温度和盐度等数据资料,结合现场营养盐添加实验的结果讨论西北冰洋加拿大海盆北部营养盐对浮游植物生长的限制作用。结果表明:由于融冰水稀释作用,加拿大海盆B80站约20m深度存在较强的盐跃层,阻碍了水体上下混合。较低浓度的溶解无机氮(DIN)和硅酸盐(分别为0.31μmol/L和0.94μmol/L)以及严重偏离Redfield比值的N/P、N/Si比值(分别为0.42和0.32)表明加拿大海盆表层水体存在N和Si限制。根据现场营养盐加富实验各培养组叶绿素a浓度变化、营养盐吸收总量差异和浮游植物种群结构,进一步表明氮是北冰洋海盆首要限制营养盐,而Si则抑制了硅质生物的生长。同时,较小的硝酸盐半饱和常数(Ks)证明即使在营养盐充足的情况下北冰洋海盆浮游植物生长速率也处于较低水平。计算得到各培养组营养盐吸收比例(N/P比值)均大于Redfield比值,可能是培养实验过程中以微型、微微型浮游植物为主,硅藻等小型浮游植物为辅造成的。     

北黄海浮游植物营养盐限制的初步研究

于１９９７年１１月,在北黄海采用现场实验的方法,研究营养盐对浮游植的的上行效应。将浮物植的分为３个粒级：网采浮游植物（ｎｅｔｐｈｙｔｏｐｈｌａｎｋｔｏｎ,简称ｎｅｔ,２０－２００μｍ）微型浮植物（ｎａｎｏｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ,简称ｎａｎｏ－,２－２０μｍ）和超微型浮游植物（ｐｉｃｏｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ,简称ｐｉｃｏ－,〈２μｍ）实验期间ｐｉｃｏ－味绿素ａ的生物量占整个浮的群总叶绿素ａ生