夏季长江口海域浮游植物营养限制的现场研究

2001年7月23日到8月15日期间在长江口及邻近海域进行了浮游植物限制因子测定的现场培养实验研究。研究结果显示:在冲淡水域磷为浮游植物生长的显著潜在限制因子,离岸较远的远河日海域氮是潜在限制因子,中间海域是磷、氮潜在限制过渡区。在调查海域范围内硅和铁不是潜在限制因子。如果水体中存在对浮游植物的某种限制因子,浮游植物的生长将明显受到限制,一旦消除这种限制因子,浮游植物就会快速生长。发生夜光藻(Noctiluca scintiuans)赤潮时,受捕食压力的影响,海水中浮游植物的现存量很低,一旦捕食压力被解除,有充足的营养条件下,浮游植物会快速繁殖。     

富营养化水体的营养盐限制性研究综述

水体富营养化是全球目前以及今后相当一段时期内的重大水环境问题。氮、磷作为浮游植物生长所必需的营养盐,是水体富营养化的主要限制因子。通过对近年来水体富营养化受氮、磷营养盐限制的研究进行综述,研究了营养盐来源及其对浮游植物生长的影响,总结了营养盐限制性差异的影响因素,分析了缓解富营养化的营养盐主控因子。分析表明:营养盐的来源主要分为外源和内源,受外界环境及人类活动影响显著;浮游植物的生长受N/P比值及其绝对浓度的共同作用;在不同的水文、气候和人类活动强度下,水体富营养化主要营养盐限制因子存在差异,并且存在限制性转换和共同限制的情况;缓解水体富营养化措施的提出应在综合考虑多种因素的前提下进行。     

大连湾海域营养盐时空分布、结构特征及其生态响应

基于2012年夏秋季大连湾海水中溶解态和不同粒级颗粒物中氮、磷、硅、叶绿素a的调查资料,对大连湾海水不同粒级颗粒物中营养盐和叶绿素a的时空分布特征进行了分析,对不同粒级浮游植物的营养要素组成及营养盐结构特征进行了探讨.结果表明,大连湾海水中溶解态营养盐、叶绿素a高值区主要出现在臭水套和甜水套湾附近海域,并由湾内向湾外递减,各粒级颗粒物中营养盐分布趋势存在着不一致性,但高值区易出现在西北部海域; 除无机氮外,海水中营养盐总体表现出秋季高于夏季,各粒级叶绿素a浓度表现为夏季高于秋季;磷是大连湾海水中浮游植物生长的限制元素,硅是不同粒级浮游植物营养盐的限制要素;微微型浮游植物对现有的营养结构更具适应性.     

沙尘和灰霾沉降对黄海春季浮游植物生长的影响

大气沉降可为上层海洋带来生物可利用性的营养元素(如N、P、Fe等),从而改变浮游植物的初级生产过程及群落结构,并影响海洋的碳循环.于2014年春季在南黄海开展2次船基围隔培养实验,通过人工添加沙尘、灰霾颗粒及多种营养盐来模拟大气沉降对海洋表层浮游植物生长的影响,结果表明:南黄海北部B07站浮游植物生长主要受到磷限制;南黄海中部H10站则主要受氮限制.沙尘添加在B07站和H10站均显著促进小型和微型浮游植物生长,对微微型浮游植物生长的促进作用不明显.灰霾添加在B07站对浮游植物生长总体呈现抑制作用,且主要抑制小型和微型浮游植物生长,对微微型浮游植物则为先抑制后促进;在H10站对浮游植物的影响整体呈现先抑制后促进,培养前期对各粒级浮游植物均有抑制作用,培养后期对微型和微微型浮游植物有促进作用.     

海水中二甲基硫含量与海洋环境因子间关系的研究

以青岛尚岸海水为典型水域,设８个采样点于１９９６－０３、１９９６－０５和１９９６－１０进行了３次ＤＭＳ与海洋环境因子的监测,研究青岛尚岸海水海洋因子的特点及海水中ＤＭＳ浓度与浮游物种和海洋环境因子的关系,结果表明,海洋浮游植物生成ＤＭＳ的生物机理较为复杂,青岛沿岸海水中ＤＭＳ含量与叶绿素α２及海洋环境因子无明确的相关关系,浮游植物和海洋环境因子复杂的时空变化为研究海洋排放ＤＭＳ带来了很大的不确定性     

海洋环境中的Fe及其对浮游植物的限制

在海洋环境中,痕量元素Fe成为了继N、P、Si三大生源要素后又一限制浮游植物初级生产力的重要元素.本文介绍了海洋中Fe的各种存在形态、生物可利用性,以及Fe的多种途径的输入来源、沉降过程.着重探讨了Fe对浮游植物初级生产力的限制作用以及对生物量、生长率、生化组成等的影响.了解海洋中Fe的生物地球化学特征对阐明海洋生态系统的循环机制有着深远的意义,并可为赤潮治理提供有益的帮助.     

水生生态系统中的氮

从淡水到河口、沿海和海水系统的连续统一体中,水生生态系统对营养富集和营养比变化的反应各不相同.尽管在淡水系统里,人们认为磷是浮游植物生产的限制性营养元素,但大气中氮的影响和它对淡水酸化所起的作用却可以是有害的.从河口到海岸带的连续统一体中,随着盐的梯度和季节不同,在氮、磷、硅之间出现多元的营养限制,但是,一般认为氮是浮游植物生物量积累的主要限制性营养元素.在氮和磷通量、浮游植物初级生产及渔业产量之间有确切的、非线性的正相关关系.流向河口.海岸和海洋系统的营养负载超过了营养富集后生产活动的同化能力,以及水质发生恶化时,存在着各种阈值.其影响包括有害和有毒藻类的滋生、混浊度增加,随后是沉水植物消失、缺氧、生态系统功能瓦解、栖息地丧失、生物多样性丧失、食物网变换,以及捕捞渔业的损失.     

基于统计学方法的秦皇岛海域营养盐长时序变化分析

利用2003~2013年秦皇岛海域海水质量监测区、海水增养殖区、赤潮监控区以及近岸海域生态监控区内的多站位实测数据,根据正态分布原理分析了氮、磷营养盐和营养盐结构的长时序变化规律。结果表明,在过去11 a间,秦皇岛海域表层海水的无机氮(DIN)浓度与水质超标率呈现上升趋势,活性磷酸盐(DIP)浓度则表现为规律性显著的波动变化特征,超标率整体减少;NO3-N占DIN的比例先减后增,NH4-N则与其相反,氧化性环境先减弱后增强;磷为该海域浮游植物生长的主要限制因子。     

氮磷限制对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

采用分批培养的方式研究了铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)在氮、磷单因子营养限制条件下的生长和产毒情况.结果表明,氮限制对铜绿微囊藻的生长和产毒都有明显的抑制作用,而磷限制对其生长和产毒没有明显的抑制作用.在氮限制条件下,铜绿微囊藻的生物量仅为控制组的30%～50%,产毒量也仅为控制组的10%～60%;并且氮限制会促进细胞分裂,缩短细胞的生长周期.这可能是因为氮是铜绿微囊藻生长和产毒所必需的元素,直接控制着铜绿微囊藻的生长和产毒;所以若培养基中的氮浓度比较低,会直接导致微囊藻的生物量较少和产毒量比较低.磷限制甚至磷被耗尽时对铜绿微囊藻的生长和产毒都影响不大,这可能与铜绿微囊藻体内储存的含磷颗粒物有关.实验结果表明,在本实验条件下,水体中氮限制对铜绿微囊藻的生长和产毒影响较大.     

世行发起“拯救海洋全球联合行动”

路透社2012年2月24日 海洋是地球以及全球经济的源泉,由此可见海洋对人类的重要性。但如今,全球海洋基本都出现了海水温度升高、海平面上升和酸化等海洋环境恶化的问题,这些现象皆是由于对海洋的过度利用、污染和全球气候变化导致的。     

珠江河口氮、磷营养盐的季节分布特征及影响因子研究

本文围绕珠江河口氮、磷营养盐的季节分布规律,采用皮尔逊相关分析、“营养盐-盐度”双端元模型探讨氮、磷营养盐的主要影响因子和潜在来源,并对珠江口海域水体进行富营养化评估。结果表明,珠江河口氮、磷营养盐浓度整体较高（均值分别为0.72 mg/L和0.021 mg/L）,呈河口湾顶到外海递减的趋势;氮、磷季节变化差异显著,夏季高于其他季节;外海水团对氮的稀释、混合作用高于磷。“营养盐-盐度”双端元模型结果显示,在夏季和秋季,无机氮浓度减小的原因主要是海洋生物的吸收作用（叶绿素a浓度>10μg/L）;而在秋季和冬季,其浓度减小的原因主要是河口水体混合和径流量小导致无机氮的输入减少。活性磷酸盐主要来自附近城市的污水排放,其浓度减小的原因主要是浮游植物吸收和泥沙吸附。研究海域浮游植物的生长主要受磷限制,水环境呈中度富营养化,因此,夏季爆发富营养化的概率很大。     

东南沿海河流-水库系统藻类生长营养盐限制季节变动

选取厦漳泉三地市饮用水源地九龙江20条支流以及4个水库开展2013~2014年为期一年的逐月水质与生态调查与监测,并借助GIS、统计分析方法,识别了氮磷营养盐和浮游植物藻类丰度和群落的时空变异性,河流与水库氮磷营养盐限制的差异性以及其控制性的季节性变化特征.结果表明,九龙江支流和水库的营养盐、藻类丰度和群落都分别展示出明显的时空变异性.支流和水库均呈现营养盐氮素浓度冬春季节较高,夏秋季节较低;营养盐磷素浓度大体与之相反.水库藻类丰度于夏季最高,而支流藻类丰度呈现冬春季节较高,夏秋季节较低的趋势.其中,汀溪水库于秋冬春季节和夏季呈现硅藻,绿藻演替;江东库区于冬春,夏秋季节呈现绿藻-隐藻、绿藻-蓝藻演替;石兜-坂头水库以及支流均未出现季节演替现象,优势藻分别为蓝藻、绿藻.RDA排序图较好地显示了浮游植物藻类与环境因子之间的关系.水库叶绿素a与氮磷营养盐之间呈现显著相关性,相关关系较强,并且其相关关系在冬春季节呈现营养盐磷的限制性,夏秋季节呈现营养盐氮的限制性.相比于水库,支流叶绿素a与营养盐之间只有夏秋季节呈现显著相关性,且相关关系较弱.     

初夏渤海湾营养盐结构特征及其限制状况分析

根据2016年初夏渤海湾营养盐、叶绿素a和相关水文参数等数据,利用浮游植物吸收营养盐最低阈值和化学计量关系作为判断依据对渤海湾营养盐限制状况进行分析.结果表明：受陆地径流和渤海中部冷水输入的影响,初夏渤海湾在近岸、中部和湾口呈现三个明显的温盐特征海区.溶解无机氮（DIN）和活性硅酸盐（SiO₃^2--Si）受陆源输入影响,呈现近岸高湾口低的特征;DIN平均浓度为（7.67±6.48）μmol/L,SiO₃^2--Si平均浓度为（5.44±3.01）μmol/L,在湾口表层,DIN含量较低仅为（2.21±2.94）μmol/L,其中50%站点含量低于阈值（1μmol/L）,58.3%的站点存在DIN限制.而活性磷酸盐（PO₄^3--P）受陆源输入和浮游植物吸收储存作用等因素影响,呈现西部和曹妃甸外近海高中部较低的分布特征,平均浓度为（0.07±0.07）μmol/L,近岸受陆源氮磷输入总量差异影响,表层存在磷潜在限制比例达100%,而中部表层受浮游植物消耗吸收的影响,PO₄^3--P含量较低,仅为（0.02±0.02）μmol/L （未检出设为0）,其中近74.3%的水样含量低于阈值（0.03μmol/L）,磷限制状况严重.随着渤海湾氮磷营养盐陆源输入总量差距不断扩大,磷限制状况必将会进一步发展.     

Phytoplankton community from Lake Taihu, China, has dissimilar responses to inorganic and organic nutrients

To evaluate the response of phytoplankton from Lake Taihu to di erent types of nutrients, the phytoplankton responses were measured after adding inorganic nitrogen (N) and phosphorus (P) or decomposed algal scum (Microcystis spp.) into the lake water. Both types of nutrients promoted an increase in phytoplankton biomass as determined by chlorophyll a and algal wet weight. The addition of decomposed algal scum resulted in a significantly greater phytoplankton response than the addition of inorganic N and P alone. The dissolved inorganic N and P in the inorganic nutrient treatment were found not limit phytoplankton growth. The higher algal biomass obtained in the treatment with decomposed algal scum indicated the importance of other organic nutrients besides N and P such as trace elements, as well as the importance of the form of N since the levels of ammonia nitrogen (NH4 +-N) from the decomposed algal treatment were actually higher than that of the inorganic N and P addition. Microcystis spp. (Cyanobacteria), Scenedesmus spp. (Chlorophyta) and Synechocystis spp. (Cyanobacteria) were the dominant taxa in the control, inorganic N and P treatment, and the decomposed algal scum treatment, respectively. Microcystis never bloomed in response to both types of nutrient additions indicating that the bloom propagation is not solely related to nutrient additions, but may be related to the absence of selective grazing from zooplankton.     

Controlling cyanobacterial blooms by managing nutrient ratio and limitation in a large hypereutrophic lake: Lake Taihu, China

Excessive nitrogen (N) and phosphorus (P) loading of aquatic ecosystems is a leading cause of eutrophication and harmful algal blooms worldwide, and reducing nutrient levels in water has been a primary management objective. To provide a rational protection strategy and predict future trends of eutrophication in eutrophic lakes, we need to understand the relationships between nutrient ratios and nutrient limitations. We conducted a set of outdoor bioassays at the shore of Lake Taihu. It showed that N only additions induced phytoplankton growth but adding only P did not. Combined N plus P additions promoted higher phytoplankton biomass than N only additions, which suggested that both N and P were deficient for maximum phytoplankton growth in this lake (TN:TP = 18.9). When nutrients are present at less than 7.75-13.95 mg/L TN and 0.41-0.74 mg/L TP, the deficiency of either N or P or both limits the growth of phytoplankton. N limitation then takes place when the TN:TP ratio is less than 21.5-24.7 (TDN:TDP was 34.2-44.3), and P limitation occurs above this. Therefore, according to this ratio, controlling N when N limitation exists and controlling P when P deficiency is present will prevent algal blooms effectively in the short term. But for the long term, a persistent dual nutrient (N and P) management strategy is necessary.     

长江口区磷限制的现场实验

采用营养盐现场加富培养的试验方法，在长江口区E4站取表层海水，添加不同浓度的磷酸盐进行现场培养，并实时监测了营养盐的消耗。根据营养盐浓度的差别判断藻类生长的限制性因子为磷酸盐的浓度。并分析了微微型藻类的生长情况，发现它们的生长不受磷酸盐限制的影响。     

太湖不同湖区夏季蓝藻生长的营养盐限制研究

采集太湖6个湖区水样,利用营养盐添加,现场培养实验研究了水华蓝藻在不同湖区水体中生长的氮、磷限制情况和蓝藻的生长潜力.结果表明,梅梁湾水体只有氮、磷同时添加才对蓝藻生物量具有显著的促进作用,表明该湖区水华蓝藻的生长不仅存在磷限制,而且存在明显的氮限制.在太湖西部河口区、竺山湾和贡湖湾,蓝藻对单独的氮添加没有反应,而单独磷添加和氮磷同时添加对蓝藻生长具有同样的促进作用,表明磷是这些区域藻类生长的主要限制因子.东太湖水体不论氮磷单独还是同时添加对蓝藻生长均没有促进作用,表明存在氮磷以外的限制因子.氮磷供应充足的情况下,梅梁湾和西部河口区水体培养的蓝藻生长速率最高,表明这两个水域蓝藻的生长潜力最大,氮磷输入极易刺激蓝藻大量增殖,这在一定程度上解释了为什么蓝藻水华在这两个区域更为严重.蓝藻在贡湖湾和胥口湾水体中生长速率较低,在东太湖水体中的生长速率最低,因此这些水域的蓝藻增殖潜力较低.     

光照、水温和营养盐对浮游植物生长重要影响大小的顺序

根据光照、水温、营养盐对浮游植物生长影响的研究结果,综合分析光照、水温、营养盐影响浮游植物生长的变化和其集群结构的改变,探讨了上述因子影响浮游植物生长的生理特征和其集群结构的改变特点.本文阐明光照、水温和营养盐对浮游植物生长影响的机理和过程,确定了它们对浮游植物生长重要影响大小的顺序,由小到大的重要影响程度依次为:光照、水温和营养盐Si.这样,在人类的活动中,首先要考虑输入大海的营养盐Si,其次要关注海洋的水温变化,为海洋生态的持续发展做出积极的贡献.