胶州湾中生物硅的研究

胶州湾中生物硅的研究

叶曦雯[1]2002年在《胶州湾中生物硅的研究》文中指出生物硅(BSi)的积累反映了生产力的长期和空间变化,它同时和全球C循环有着密不可分的关系。生物硅在整个海洋硅循环中占有重要地位。在过去的40年中,营养盐结构的变化已经引起胶州湾生态环境的巨大变化。胶州湾浮游植物生长Si限制的问题正日益得到人们的重视,Si循环的研究亟待开展。本文在现有的沉积物中生物硅的测定方法上做了一些条件对比,选定了一较适合低生物硅含量样品测定的方法条件。在此基础上,对胶州湾沉积物中的BSi含量进行了测定,同时测定了4个航次胶州湾水体中的颗粒态生物硅(PBSi)含量,结合BSi培养实验较系统地讨论了胶州湾生物硅与浮游生物、营养盐和有机碳之间的关系。对胶州湾BSi的循环进行了初步探讨。 生物硅测定方法条件对比实验结果表明,不同的固液比对提取结果影响很大,为使结果稳定和具有较好的可比性,实验中样品的称量量要求固液比选择在1.25-5g/L范围。提取过程中的吸附损失和是否离心对结果影响较小。对低含量样品的测定,粘土矿物的校正是必不可少的。采用本文的测定方法,对生物硅高含量样品的测定结果:生物硅(以Si计)百分含量为3.46±0.05%(n=5),相对标准偏差为15.8‰。低含量样品测得结果:生物硅百分含量为0.238±0.004%(n=5),相对标准偏差为18.8‰。方法精密度较高,即使是对于BSi含量很低的样品(<1%)仍有很好的适用性。采用本文方法测定的4个国际互校样,结果在给出范围内。 对胶州湾分别于2001年8月和10月进行了4次大面调查和16个周日的连续观测,测定了SiO_3~(2-)和PBSi含量。沉积物样品分别采自2001年8月、11月和2002年9月。 对胶州湾夏季和秋季海水中的溶解态SiO_3~(2-)和枯、丰水期周边河流输送的SiO_3~(2-)调查指出,受周边河流输入的影响,胶州湾的西部沿岸和东北角SiO_3~(2-)含量普遍较高,中部和湾口地区浓度低。季节变化上,秋季含量较夏季高,与水体中的浮游生物量相关。潮汐对该区SiO_3~(2-)含量变化有较大影响。胶州湾周围主要入海河流及污水排放输送的SiO_3~(2-)入海量达到了28.67×10~4mol/d。 胶州湾颗粒态生物硅的含量介于0.08-5.38μmol/L,平均为1.96μmol/L。在胶州湾中生物硅的研究平面分布上,湾北部和东北部PBSi含量始终较高,中部则相对为低,湾内近岸海域常形成高值区。表层沉积物中Bsi的含量<l%,高值区分布在湾的北部。中部及湾口地区BSi含量相对较低。沉积物柱状样分析的结果表明,生物硅在沉积物中的积累很好的反映了富营养化对上层水体中浮游生物(初级生产力)生长造成的变化,记录了胶州湾周边环境的变迁对生态系统的影响。 水体和沉积物中生物硅含量与浮游植物总量、硅藻生物量、有机碳表现为正相关。与同期营养盐数据结合分析表明,海区营养盐变化对生物硅含量影响显着。水体和沉积物中Si/C、C闪比值的差异显示有机碳的循环比生物硅快,而有机N组分的循环又比有机C快。 生物硅培养实验证明:PBSi和水体中的浮游植物量有着密切的关系,用它可以反映水体中的初级生产力。PBSi同时也记载了营养盐浓度及结构的变化对藻类生长的影响。PBSi与有机C的相关关系进一步表明生物硅的研究和全球C循环有着密不可分的关系。 结合沉积物现场培养实验测定的si仇2一在沉积物一水界面的交换通量对胶州湾生物硅的循环进行了初步分析,胶州湾表层海水中生物硅的最大净生产力为4.24士O,37 mmolsi/mZ/d。表层海水中硅藻细胞吸收溶解态硅转化成颗粒态生物硅的量绝大部分在沉降过程中溶解重新进入了海洋,最终在沉积物中埋藏的量只占了表层海水中生物硅净产量的15%左右。沉积物中生物硅再生的量占了生物硅沉积量的约39%。

罗忻[2]2006年在《胶州湾、东海悬浮颗粒态生物硅的研究》文中提出Si作为海洋浮游植物优势组分-硅藻生长所必需的营养元素,在海岸生态系统研究中占据非常重要的地位。生物硅(Biogenic Silica)主要来源于硅藻、放射虫和海绵骨针等,生物硅的积累反映了上层水体生产力长期和空间的变化。同时,对生物硅的生产、溶解、埋藏的研究有助于系统了解整个海洋环境中的硅循环,并认识全球海洋生物地球化学碳循环。悬浮颗粒态生物硅的测定目前还没有标准方法,本文在Ragueneau等(Ragueneau et al.,2005. A new method for the measurement of biogenic silica in suspended matter of cosastal waters: using Si:Al ratios to correct for the mineral interference. Continental Shelf Research,25,697-710.)提出的叁步提取法基础上做了一些实验条件的对比研究,并针对醋酸纤维膜的干扰提出了改进方法:增加一步NaOH提取,用第叁步的Si/Al比值来扣除非生物硅的干扰, BSi计算公式为:[BSi] = [Si]1 + [Si]2– [Al]1*(Si:Al)3- [Al]2*(Si:Al)3([Si]1、[Si]2、[Si]3分别代表第一步、第二步、第叁步释放Si的平衡浓度,[Al]1、[Al]2代表第一步、第二步释放Al的平衡浓度,(Si:Al)3代表第叁步释放的Si/Al比)。用改进后的方法测定一组黄海的平行样,得到生物硅的含量0.94±0.05μmol/l,相对标准偏差为5%,非生物硅的含量27.48±2.80μmol/l,相对标准偏差为10%。t检验表明,四步提取法与原文献的叁步提取法(样品用聚碳酸脂膜过滤)无显着性差异(置信度99%)。对胶州湾2002年10月小潮,2003年5月大、小潮共3个航次的悬浮颗粒态生物硅(PBSi)含量进行了调查分析,讨论了PBSi及其相关因子的分布和关系。胶州湾表层水体的PBSi平均含量为2.19μmol/L,与世界其他海区相比,处于中等水平。PBSi与溶解态硅酸盐有较好的相关性,与悬浮颗粒物含量,颗粒有机碳一定的相关性。PBSi含量的季节差异与浮游植物群落结构的演替有着密切关系。对2002年9月东海PN断面的悬浮颗粒态生物硅(PBSi)及非生物硅(LSi)的分布进行了研究,讨论了长江输入的影响。PN断面PBSi含量的范围为

罗忻, 刘素美, 张经, 叶曦雯, 张国森[3]2008年在《胶州湾悬浮颗粒态生物硅的研究》文中研究说明对胶州湾2002-10月小潮,2003-05月大、小潮共3个航次的颗粒态生物硅(PBSi)含量进行了调查分析,讨论了PBSi及其相关因子的分布和关系。结果表明,胶州湾表层水体的PBSi平均含量为2.19μmol/L,与世界其他海区相比,处于中等水平。PBSi浓度与溶解态硅酸盐有较好的相关性,与悬浮颗粒体浓度,颗粒有机碳有一定的相关性。PBSi含量的季节差异与浮游植物群落结构的演替有着密切关系。

戴纪翠[4]2007年在《胶州湾百年来沉积环境演变与人类活动影响信息指标的提取》文中提出本文以人类活动影响下的典型海湾-胶州湾为研究对象,在对典型柱状沉积物精确定年的基础上,剖析了胶州湾百年来沉积环境演变的过程,通过对沉积物中氮、磷、重金属以及生态环境的综合分析,提取了其受人类活动影响的信息指标,获得了一系列新的结果和认识。主要结论如下:1.研究揭示了近百年来胶州湾沉积速率具有区域与年际变化明显这一显着特点。通常,湾内的沉积速率较高,而湾口沉积速率变化很大,湾外沉积速率明显低于湾内和湾口;且随着年代的增加,胶州湾的沉积速率呈上升趋势,如1984年左右,B3站位的沉积速率高达1.17 cm/a,而之前仅为0.30 cm/a左右,主要是由于这一时期环胶州湾工农业迅速发展导致人为排入的物质的量增加的结果,但从2000年以来由于沿岸环境治理和污控措施的加强,这种境况已经有所改善,沉积速率有减小趋势。2.阐明了胶州湾沉积物氮、磷的生物地球化学特征及生态环境意义,沉积物中可交换态磷、铝磷、铁磷与有机磷在一定程度上表征了磷的生物可利用性部分,而铝磷、铁磷与闭蓄态磷可用于反映沉积物受污染的程度,沉积物中的有机氮(强氧化剂浸取态氮)作为其优势存在形态,可潜在参与水体氮的循环,参与的量与沉积物粒度密切相关,沉积物中的氮可粗略反映水体的生物量。研究显示,无机磷是胶州湾沉积物中磷的主要赋存形态,在湾内、湾口和湾外,分别占到沉积物总磷的44.57% ~ 94.41%(B3)、44.83 % ~ 95.54 % (D4)和55.09% ~ 95.20 % (D7),铝磷、铁磷与闭蓄态磷与污染程度关系密切,可以作为沉积环境污染程度的指示因子。可交换态磷、铝磷、铁磷与有机磷等四种形态磷与浮游植物的数量和水体中磷酸盐的含量呈正相关,是胶州湾潜在的生物可利用磷。强氧化剂浸取态(SOEF-N,主要为有机氮)是沉积物可转化氮的优势形态,其含量分别为0.070 mg/g(B3)、0.069 mg/g(D4)和0.049 mg/g(D7),且随沉积物的粒度变细,其含量越高。沉积物中不同形态氮与水体中的硝酸盐、浮游植物数量和叶绿素a呈正相关,可粗略反映水体的生物量。3.通过系统研究胶州湾沉积物中重金属的地球化学特征,阐明了人为活动对其沉积环境的影响,提出了胶州湾沉积环境演变的“叁段论”论点。胶州湾沉积物重金属的富集因子和地质累积指数的研究显示胶州湾沉积物的Cd、Pb和Cu是受人类活动影响较为严重的叁种元素,并且重金属在沉积层序的分布特征说明重金属的污染在20世纪70、80年代开始加重,但在本世纪初,这种状况已经得到较大改善。胶州湾的环境演变过程可分为叁个阶段,即1980年以前,1980年至2000年左右和2000年后。第一个阶段可以看作是胶州湾环境演变的一个背景值,该段时期内明显的特征是相对较低的沉积速率,较轻的重金属污染和富营养化状况;第二阶段是青岛地区工农业迅猛发展的阶段,加上治污措施和环境保护措施较少,这段时期胶州湾的环境一度恶化,是人类活动影响最为明显的一个阶段;第叁个阶段是胶州湾环境质量不断改善的一个阶段,由于各项治污措施的实施,到本世纪初,胶州湾的环境质量较20世纪的最后20年里有了较大的改善。

鲁超[5]2010年在《近海生物硅溶解行为的研究》文中研究表明Si是硅藻生长的必要营养元素之一,随着近年来陆源N,P输入的增加,Si/N、Si/P的降低增加了近海Si限制潜在可能。而Si限制将导致浮游植物群落改变,影响到近海生态系统的可持续发展。因而有必要研究近海生物硅的溶解和再生过程。本文在碱液提取实验、批量培养实验分析的基础上,建立连续流动培养实验,结合连续流动培养实验结果分析近海生物硅的溶解行为。碱液提取实验表明:沉积物内生物硅—部分以另外一种形式,避免了直接参与溶解。而生物硅在埋藏过程中也发生了结构改变。批量培养实验表明:生物硅在近海沉积物中很难溶解达到其溶解度;新鲜硅藻进入沉积物虽然能提高培养液中DSi浓度,但当DSi浓度超过沉积物的溶解度时,继续溶解受阻。连续流动培养实验测得近海沉积物中生物硅比溶解速率常数处于1-10 yr-1数量级上,多数小于5yr-1与深海相对比溶解速率常数较大。沉积物类型对于生物硅的保存有较大影响;生物硅的溶解度从水体到深层沉积物呈现降低趋势。在沉积物中存在生物硅比溶解速率常数迅速降低层,而有利于生物硅在近海沉积物中的保存。

王震勇[6]2007年在《胶州湾浮游生态系统四十年变化的模拟与分析》文中进行了进一步梳理胶州湾是我国近海比较有代表性的一个海湾,一直倍受我国物理海洋学家关注。近年来,伴随着周边地区工农业的高速发展,胶州湾水体的环境和生态问题日益突出,引起了国内外专家的广泛重视,并取得了重要的研究进展。但是,从多年际角度对生态系统的组成结构和变化趋势以及物理环境因子影响作用的研究仍很缺乏。本文的主要目标是构建一个适合胶州湾海域的零维浮游生态系统动力学模型,并利用此模型对该海域浮游生态系统各生态变量的季节变化特征和长期变化趋势进行动力学研究,并对系统长期变化的受控机制进行分析探讨。首先根据胶州湾综合调查资料和前人的研究成果,分析了胶州湾海域理化环境近40年的变化趋势和特征。然后对北太平洋海洋学组织(PICES Model task team)推出的NEMURO低营养级生态系统动力学模型进行改进,通过加入磷酸盐的物流能流方程,增加营养盐的大气沉降、陆源性排放以及与黄海之间的物质交换,建立起适用于胶州湾海域的零维浮游生态系统动力学模型。模型中包括14个生态变量,包括根据粒级和种群划分的两种浮游植物、叁种浮游动物,氮、磷、硅叁种生源要素的无机盐、溶解态有机质和颗粒态有机质,以反映不同营养盐的长期变化对群落组成和系统结构的影响。通过对胶州湾浮游生态系统各生态变量1995~1996年季节变化的模拟,发现胶州湾在一年内存在两次浮游植物生物量高峰。一次发生在每年的2月份左右,主要是由于水温和光照条件的增强引起的。在这一时期,两种浮游植物的生物量相当,磷酸盐成为两种浮游植物共同的限制性因子。第二次高峰出现在8月份前后,其原因是由于降水量的增多导致的陆源营养盐排放的增加。同时,由于河流中硅酸盐的排放量相对较少,导致了在这一时期,大型浮游植物的生长明显处于硅限制状态,生物量远远小于小型浮游植物的生物量。生物过程参数的敏感性分析结果表明,系统对浮游植物的最大生长速率、最优光强以及限制性营养盐的半饱和常数较为敏感,对它们取值的确定对于研究系统受控机制有重要意义。对系统四十年变化趋势的模拟分析结果显示,人类活动(陆源性营养盐排放)是造成胶州湾浮游生态系统长期变化的最根本原因。陆源营养盐排放量的长期变化使得胶州湾浮游生态系统由60年代的氮限制转变为磷限制和硅限制,并造成了该海域近四十年的浮游植物小型化趋势。光照和水温的长期缓慢变化能够引起浮游植物现存量的同方向变化,但影响效果较营养盐排放次之。然而在光强和水温限制的冬季,浮游植物数量的升高或降低,与海表光强和水温的增强或减弱密切相关,相关性系数可高达到94%。

邓可[7]2011年在《我国典型近岸海域沉积物—水界面营养盐交换通量及生物扰动的影响》文中研究说明近岸浅水海域沉积物-水界面物质交换迅速,能够对水体营养盐浓度起到重要的调节作用。但近岸沉积物中底栖动物丰度高,生物扰动作用强烈,因此要准确定量沉积物-水界面营养盐交换通量,就必须了解并评估生物扰动作用的影响。本研究以我国叁个典型近岸海域为调查区域——清澜港红树林区(热带红树林潮间带)、崇明东滩(超大型河口潮滩湿地)和胶州湾(半封闭海湾),采用实验室培养法,测定了各海域生物扰动条件下的沉积物-水界面营养盐交换通量,及优势底栖动物生物扰动作用对沉积物-水界面营养盐交换的影响,探讨了生物扰动机理,评估了生物扰动条件下沉积物对水层营养盐的调节作用。模拟实验证明,清澜港红树林中优势底栖动物秀丽长方蟹(Metaplax elegans)能够通过两种不同的方式改变沉积物-水界面营养盐交换通量:1.通过生物灌溉作用加速沉积物-水界面的分子扩散速率。尽管蟹类底栖动物洞口面积在沉积物-水界面面积中所占比例小于5%,洞穴的生物灌溉作用却能够大大加速沉积物-水界面的分子扩散速率。2.通过改变沉积物中的生物地化过程影响沉积物-水界面营养盐交换。秀丽长方蟹洞穴内的生物地化过程与表层沉积物相比有很大差异。表层沉积物中生物地化过程表现为对上覆水中NO_3~-、NH4~+和SiO_3~(2-)的截留,而洞穴内生物地化过程则表现为促进沉积物释放NO_3~-和SiO_3~(2-)。因此,生物扰动并非单纯促进沉积物与上覆水间的营养盐交换过程,而是能够通过多种方式影响沉积物-水界面营养盐交换。虽然清澜港不同群落结构的红树林对水体中营养盐的调节作用存在差异,但所有站位沉积物均表现为截留水体中的DIN和PO_4~(3+)。其中,河岸形红树林沉积物-水界面间DIN的交换通量达到-3.84~-1.44mmol/d/m~2,远高于海岸形红树林(-0.19mmol/d/m~2)。叁个站位沉积物-水界面间PO_4~(3+)的交换通量在-0.51~-0.05 mmol/d/m~2范围内变动。崇明东滩中潮滩优势种谭氏泥蟹(Ilyrplax deschampsi)生物扰动对沉积物-水界面营养盐交换通量的影响存在季节差异。冬季生物扰动促使DIN和SiO_3~(2-)由水层向沉积物方向迁移,而秋季却减缓了DIN和PO_4~(3-)由水层向沉积物方向的迁移速率,加速了沉积物中SiO_3~(2-)的释放速率。崇明东滩不同植被覆盖类型下沉积物-水界面营养盐交换通量存在较大差异,但总体而言,崇明东滩在冬季和秋季均为DIN和PO_4~(3-)的汇。依据崇明东滩沉积物-水界面营养盐交换通量推算,整个长江口潮滩湿地枯水期对水层营养盐的吸收占到长江入海通量的0.70%(DIN)和3.7%(PO_4~(3-)),丰水期对营养盐的吸收占到长江入海通量的0.064%(DIN)和2.2%(PO_4~(3-))。潮滩湿地对水层SiO_3~(2-)的影响则很小。长江口潮滩湿地截留PO_4~(3-)的效力强于DIN和SiO_3~(2-),因此潮滩在一定程度上增大了长江口邻近海域中的N/P和Si/P比。胶州湾优势底栖动物菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)能够直接排泄NH4~+和PO_4~(3-),但其生物扰动改变了沉积物中生物地化过程,部分抵消了排泄过程中释放的营养盐。在生物扰动作用下沉积物-水界面营养盐交换通量仅占菲律宾蛤仔排泄总量的37%(DIN)和34%(PO_4~(3-))。对菲律宾蛤仔参与的生源要素收支计算表明,在考虑生物扰动作用的影响后,养殖菲律宾蛤仔每年从水体滤食的生源要素中仅有19%的氮和17%的磷以无机营养盐形态完成再生过程返回到水层中,其余部分以渔获量、生物难于利用形态或埋藏的沉积颗粒形态从水层中清除。菲律宾蛤仔生物扰动条件下沉积物向水层释放Si:N:P的速率比约为5:18:1,其中Si:N和Si:P比远低于Redfield比,因此菲律宾蛤仔养殖能够加速生物硅沉积,加剧胶州湾水体中Si限制。综上所述,我国叁个典型近岸海域都观察到生物扰动对沉积物-水界面营养盐交换通量的强烈影响,但不同底栖动物的扰动作用存在较大差异。在测定近岸底栖动物高生物量区域沉积物-水界面营养盐交换通量时,必需考虑生物扰动的作用。

李肖娜[8]2004年在《河流输送和沉积物—水界面交换对东、黄海营养盐的贡献》文中提出海洋中的营养盐是发展水域生产力的重要化学物质基础,其中的任何一种要素的缺乏都可能成为浮游生物生长的限制性因素,因此海水中的营养盐一直是海洋研究的热点之一。目前对东、黄海的研究大多数侧重于生源要素的含量和分布,而对海区生源要素的外部补充机制和内部循环机制等方面的研究还有待深入。本论文拟在了解东、黄海营养盐分布的同时,采用船上实验室培养法测定了沉积物—海水界面营养盐的交换通量,并结合大气沉降的结果,了解河流输送和界面交换等过程对于该海区营养盐的贡献,同时探讨了崇明岛湿地对于营养盐的净化能力,认识了受人文活动影响较大的胶州湾目前的营养盐状况以及胶州湾与黄海水的交换对黄海营养盐动力学变化的影响,为东、黄海营养盐的迁移、转化过程以及营养盐的再生循环模型的建立提供基本的动力学参数。 东、黄海几个有代表性断面的调查结果表明PN断面同时受到长江冲淡水,台湾暖流和黑潮水等诸多海洋过程的共同影响,其中氮营养物质和硅营养物质主要来源于长江输入,而PO_4~(3-)有两个主要来源,即陆源输入和黑潮次表层水的入侵。营养盐呈现明显的分层,表层低,底层高。在近岸区,表层浮游植物的生长主要是受到P的限制,而陆坡区则受到DIN和P的同时限制;黄海冷水团在底层控制了A断面、YE断面的东部,而沿岸水系的影响在表层更为显着;B断面同时受到长江冲淡水、钱塘江冲淡水和浙江沿岸流的影响;YT断面由于同时受到长江冲淡水,台湾暖流,黄海冷水团以及黑潮分支—对马暖流的影响,盐度梯度较大且在陆架坡区域表、底营养盐含量差别悬殊,P限制和DIN限制交替控制了YT断面;AS断面的营养盐分布特征反应了黑潮对该断面的控制作用;营养盐周日变化特征由于观测站位地理位置的不同而呈现不同的规律,一般来说,E1,E3,E5的规律比较明显,随着潮位的升降,营养盐浓度先降低后升高,其余站位营养盐波动无明显规律。 东、黄海沉积物—海水界面的营养盐交换速率与营养盐的存在形式、沉积物的类型、沉积物的氧化还原环境和有机质的含量等诸多因素有关,多数调查区域的沉积物是NO_3~-,NO_2~-,DIN,TDN,PO_4~(3-),DOP,TDP的汇,SiO_3~(2-),NH_4~+的源,Si由沉积物向上覆水中扩散以及DIN由沉积物向海水中扩散可以缓和目河流输送和沉积物一水界面交换对东、黄海营养盐的贡献前渐不平衡的营养盐结构;对于含磷营养盐,DB一6,DC一10表现出一定的季节变化规律,冬季营养盐的交换速率最低。与世界上其他调查海域相比,东、黄海沉积物一海水界面上营养盐的交换速率位于中等水平。 通过对崇明岛湿地6个航次的调查,发现湿地能够除去80.1%的N伪一,56.3%的P043一,45.5%的51032‘,75.3%的D州,61.3%的TDN以及17.5%的TnP,对于N02一,NH4+除去作用较差,不足4%,而DON,DOP流经湿地后,浓度反而增加了11 .8%和2.0%;净化效率存在明显的季节分布特征,冬季湿地除去营养盐的效率普遍较高;比较湿地生态系的表层水和地下水的营养盐浓度后发现,湿地沉积物是51032一的源,N03一的汇,对于Po43一的作用比较复杂;由于崇明岛湿地特殊的地质特征,因此营养盐的净化效率属于中等偏上水平。 分别于2003年5月和2002年10月对胶州湾进行了大面站和连续站观测,发现胶州湾水体中溶解态营养盐的浓度受陆源输入影响比较显着,表现出近岸海域浓度高于湾中心海域,表、底层营养盐浓度及分布趋势大致相同;秋季航次P、Si的浓度要高于春季,而氮营养盐的含量比春季低;春季胶州湾浮游植物生长受无机硅限制出现的几率要远远高于秋季;胶州湾营养盐的含量与潮位明显相关,随着潮汐的涨落而降升,周日变化非常显着;在一个大潮周期内,在湾口断面南部营养盐是净流入,而在湾口断面北部是净输出,对整个断面而言,除了N03-是净输出外,其余形态营养盐由黄海向胶州湾内净输入。 通过对东海N03’,P仇3一,si伪2-的质量收支平衡进行估算,发现黑潮水对东海陆架营养盐的贡献率超过了河流输入、大气干湿沉降等一系列过程,特别是对磷酸盐的贡献是长江输入的近20倍,而对NO3一,si伪2-的贡献要低,是河流输入的2一3倍。每年约有20 1 .gxlog mo一的No3一,14.2xlog mol的Po43‘以颗粒态或者其他形式进入到东海沉积物中,其中70%左右的N岛“,P认3一通过浓差扩散进入沉积物间隙水中,而东海是51032一的源,有996.9、1夕mol.yr·’的51032一有东海流出,51032一在沉积物一海水界面的迅速再生可以缓解东海510广的流失。

潘胜军[9]2009年在《胶州湾浮游植物营养盐结构的初步研究》文中研究说明目前在尚不能测定天然海水中浮游植物营养盐含量及组分的情况下,通过室内培养,测定浮游植物细胞中营养盐含量及其组分,探讨天然海水中浮游植物营养盐结构特征。本论文通过对不同大小浮游植物主要优势种的C、N、P、Si含量及组成的测定,结合现场调查海水营养盐、粒级叶绿素a数据及历史资料,探讨了不同水域、不同大小、不同季节浮游植物培养后营养盐结构的差异,主要结论如下:胶州湾表层营养盐与叶绿素a浓度平面分布一致,呈现自西北、东北部向中、南部及湾外递减的趋势。与粒级叶绿素a季节变化相反,表层营养盐浓度春、秋季较高,冬、夏季较低。自营养盐丰富的长江口水域取得的藻种,培养后细胞中除N含量接近外,C、P、Si含量高于胶州湾,Si含量的差异尤为明显。胶州湾不同大小浮游植物细胞中C、N、P、Si的含量一般随粒级的增大而增加,C、N、P在细胞中所占比例亦是如此,但Si所占比例基本一致;粒级较小的中肋骨条藻更容易吸收Si,而粒级较大的旋链角毛藻和诺氏海链藻更容易吸收N和P。与海水营养盐浓度类似,培养后浮游植物C、N、P、Si的含量及干质量浓度亦表现出季节差异;冬季中肋骨条藻培养后细胞中C、N、P、Si的含量较高,春季较低。室内培养浮游植物N/P、C/N比值与颗粒物接近,Si/P、Si/N比值小于颗粒物。培养后胶州湾浮游植物细胞高C、N含量,低P、Si含量和高N/P比(远高于16),低Si/P比、Si/N比(远低于16,1),与海水和颗粒物中营养盐结构基本相似,说明Si可能是胶州湾浮游植物生长潜在的限制因子。

周鹏[10]2007年在《东海沉积物岩芯中生物硅的测定及其地层学分析》文中进行了进一步梳理沉积物岩芯中生物硅记录着水体中DSi的历史变化,能反映了硅质生物的生产力的时间和空间变化,是古气候学研究中的一种重要的替代指标。本文测量了东海的四个沉积物岩芯中烧失量(总有机质含量)、放射性核素和生物硅含量;采用~(210)Pb过剩方法计算沉积速率并建立岩芯的年代序列;综合比较和分析沉积物的含水量、烧失量、放射性核素和生物硅含量等指标,反演沉积环境变化揭示其地层学和海洋学意义。采用HPGe-γ谱方法测定了东海四个沉积物岩芯的放射性核素~(238)U、~(226)Ra、~(210)Pb、~(228)Th、~(228)Ra、~(40)K和~(137)Cs的含量,利用~(210)Pb_(ex)方法估算质量累积速率,推断沉积物岩芯的年代。S0508-1、S0703-2、S0801-1和S1004-1四个岩芯的沉积物质量累积速率分别为0.375、1.708、2.320和0.677gcm~(-2)a-1,涵盖的时间尺度分别为422、103、94和315a。除~(226)Ra和~(210)Pb之外,岩芯中的放射性核素分布受到离岸距离、或海水深浅等因素的影响,近海陆架(S0801-1和S0703-2)的含量大于外大陆架(S1004-1和S0508-1),与东海沉积物中“元素的沿陆分带分布”现象一致。四个岩芯中~(226)Ra含量基本一致。本研究采用连续提取法测定不同岩芯或同一岩芯的不同层位的沉积物样品在不同浓度(0.5、1.0和2.0 mol/L)的碳酸钠溶液条件下的生物硅含量,比较连续提取法和单点提取法的测量结果差异,探讨了影响化学提取法准确性的因素,建立了一个适合东海沉积物中生物硅的测量方法——85℃的1.0 mol/l Na_2CO_3(5h)的单点提取法。S0508-1,S0801-1,S0703-2和S1004-1四个岩芯的生物硅含量(SiO2%)分别为1.01~1.84、1.04~2.01、1.12~2.48和1.11~1.69,平均值为1.39、1.53、1.81和1.40;表层(0-5cm)的生物硅含量分别为1.56~1.83、1.67~1.86、1.62~2.06和1.33~1.42,平均值为1.69、1.78、1.79和1.36。从水平分布上来看,东海沉积物岩芯的生物硅含量比较接近,但是也存在细微的差异:近岸生物硅含量相对较高;总体上,东海沉积物岩芯及其表层中生物硅含量、沉积物中硅藻数量(金翔龙,1992)和海水中的硅酸盐的空间分布(郑元甲等,2003)都表现出“近岸高,远海低,北部高、南部低”的分布特征,可能与长江径流输入有关密切的关系。岩芯的平均烧失量呈现距岸越近含量越高的趋势,表层沉积物中烧失量呈现北高南低的趋势。S0508-1站位位于东海东北部,整个岩芯上部烧失量和生物硅含量最高,可能与上世纪80年代以后受到人类活动影响有关。46~50gcm~(-2)层段中烧失量、生物硅和沉积物类型变化可能与1855年古黄河改道有一定的关系。75gcm~(-2)以下层段可能是晚更新世和全新世早期的低海平面的滨海“残留沉积”,而不是现代的近海沉积物。S0703-2站位位于强烈的上升流区,营养盐丰富,生物量大,硅藻繁殖茂盛。岩芯中的烧失量和生物硅含量随时间有递增趋势,这可能与人类活动,工业发展和环境污染有关;比较发现生物硅和烧失量的峰值与厄尔尼诺现象爆发的年份存在一定的一致性,说明厄尔尼诺现象对海洋水体中生物的生长有一定影响。S0801-1站位位于浙江沿海南部的洞头列岛东南海域。该区域江浙沿岸流和瓯江等河流径流及远岸区盐度锋辐聚,咸淡水相交,容易造成N、P、Si积累,引起富营养化;另外工业和生活污水的排放入海也容易导致赤潮发生。岩芯的生物硅和烧失量的峰值与台风或风暴潮的年份基部上存在有一致性,说明台风和风暴潮可能会造成沉积物和营养盐的波动。S1004-1中的烧失量和生物硅含量基本上变化不大,与其它岩芯相比其含量明显偏低。该站点终年存在一个具有高盐特性的外海海水(暖流),初级生产力水平较低,进入沉积物中的烧失量和生物硅含量较低。岩芯中约14 gcm~(-2)处放射性核素、含水量、烧失量和生物硅呈明显的“分层”现象,可能与台湾1986年的叁次大地震有关。

参考文献:

[1]. 胶州湾中生物硅的研究[D]. 叶曦雯. 中国海洋大学. 2002

[2]. 胶州湾、东海悬浮颗粒态生物硅的研究[D]. 罗忻. 中国海洋大学. 2006

[3]. 胶州湾悬浮颗粒态生物硅的研究[J]. 罗忻, 刘素美, 张经, 叶曦雯, 张国森. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2008

[4]. 胶州湾百年来沉积环境演变与人类活动影响信息指标的提取[D]. 戴纪翠. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2007

[5]. 近海生物硅溶解行为的研究[D]. 鲁超. 中国海洋大学. 2010

[6]. 胶州湾浮游生态系统四十年变化的模拟与分析[D]. 王震勇. 中国海洋大学. 2007

[7]. 我国典型近岸海域沉积物—水界面营养盐交换通量及生物扰动的影响[D]. 邓可. 中国海洋大学. 2011

[8]. 河流输送和沉积物—水界面交换对东、黄海营养盐的贡献[D]. 李肖娜. 中国海洋大学. 2004

[9]. 胶州湾浮游植物营养盐结构的初步研究[D]. 潘胜军. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2009

[10]. 东海沉积物岩芯中生物硅的测定及其地层学分析[D]. 周鹏. 厦门大学. 2007

标签:;  ;  ;  ;  ;  

胶州湾中生物硅的研究
下载Doc文档

猜你喜欢