海洋浮游植物对磷限制的响应机制

海洋浮游植物是全球初级生产力的重要贡献者,它们的生物量主要受到氮、磷、铁等营养元素的限制。磷元素作为浮游植物所必需的元素,在寡营养海域的真光层海水中十分缺乏,是浮游植物生长的限制因子。磷元素的缺乏不仅直接影响浮游植物的生长繁殖及物种演替,还对海洋碳、氮生物地球化学循环产生深远影响。全球变暖加剧海水层化,进而减少垂直混合带来的营养盐补充。面对不断变化的海洋环境,浮游植物通过减缓细胞生长、加强磷吸收和储存、分解有机磷、磷脂替代、降低细胞对磷酸盐的依赖等方式,应对海洋环境中的磷限制。本文总结了近年来海洋浮游植物应对磷限制响应机制的最新研究进展,主要从生理响应和生态效应方面综述了海洋磷限制对浮游植物的影响以及浮游植物响应海洋磷限制的策略,希望对海洋浮游植物和海洋环境科学相关研究具有借鉴意义。     

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.     

岱海硅藻类浮游植物初级生产力Si限制初探

以岱海水-沉积物系统中BSi的地球化学特征为基础,结合沉积物中BSi的空间分布和垂向分布以及BSi与古环境古气候的响应关系,对岱海硅藻类浮游植物初级生产力的Si限制理论进行了探索.研究发现,岱海上覆水中Si的平均含量仅为0.38 mg/L,而表层沉积物中BSi的平均含量达到7.5 mg/g;水-沉积物系统中SiO32-和BSi的空间分布特征揭示了生源硅的主要来源;水-沉积物系统中Si与C、N、P的比值及BSi与古环境古气候的响应关系阐明了Si成为硅藻浮游植物初级生产力限制因子的主要原因;不同历史时段内,Si成为岱海硅藻浮游植物初级生产力限制因子的主导原因不同.     

海相沉积岩铁同位素体系及其古环境指示

铁(Fe)作为主要造岩元素及生命必需元素,广泛参与地球表层圈层所涉及的物理、化学和生物作用,在调节海洋初级生产力和驱动海洋生物地球化学循环过程扮演重要角色.Fe同位素作为较早开发的非传统稳定同位素体系,目前已成为示踪生物地球化学循环过程及古海洋环境演变的有效手段.本文在对全球海洋Fe循环和表生地质过程Fe同位素分馏机理进行系统总结的基础上,统计了地质历史时期不同类型海相沉积岩的Fe同位素组成,并通过实例探讨了海相沉积岩Fe同位素体系在研究重大地质事件环境演变的潜力,最后对海相沉积岩Fe同位素体系的未来发展方向进行了展望.     

刺激浮游植物生长的Fe对大气C沉降的影响

探讨了Fe对海洋浮游植物生长的影响过程和Fe在大气C沉降中的作用,作者认为:Fe不是浮游植物生长限制因子,而是浮游植物生长刺激因子;用Fe作为肥料,不仅不会降低大气中的CO2,还会相对增加大气中的CO2。Fe对浮游植物生长影响的研究过程给我们揭示了人类只能认识自然规律和变化过程以及运行的机制,而不能随意去改变它们。     

全球海洋初级生产力与海洋环境要素时空关联模式挖掘分析

全球海洋初级生产力在海洋环境要素的驱动下呈现不同的时空分布特征,但在不同的海域两者之间的关联模式并不清晰。本文从地理时空规则挖掘的角度,利用1998年1月—2016年12月之间的序列多源遥感产品数据,探讨了全球海洋初级生产力和海洋表面温度、海面高度异常、海面降雨、混合层深度和ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）事件的时空关联模式。研究结果表明:1）在西赤道太平洋,海面高度异常降低、海面降雨异常降低和混合层深度异常升高会提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高。2）在中赤道太平洋,海面高度异常升高、海面降雨异常升高和混合层深度异常降低会抑制真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常降低。3）在东赤道太平洋,海面高度异常升高和海面降雨异常升高会抑制真光层营养盐供应、混合层深度异常升高降低了铁元素含量,从而导致海洋初级生产力的异常降低。4）在南太平洋,浮游植物丰度与营养盐呈负相关,海洋表面温度异常升高/异常降低会提升/抑制微生物光合作用效率、海面高度的异常升高/异常降低会抑制/提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高/异常降低。5）厄尔尼诺事件相较于拉尼娜事件更容易引起海洋初级生产力的异常变化。     

几种海洋浮游生物对~(60)Co、~(137)Cs的浓集

海洋浮游生物是海洋中大型生物或其幼体的饵料,它们处在“食物塔”的最低层,其数量的变化状况将直接涉及到渔业发展的前景。在海洋中,它们的生物量最多,单位体积的表面积最大,与海水接触密切,当海水受污染时,首先遭遇的就是这些饵料生物。海洋浮游植物是海洋初级产物的主要生产者,在光合作用过程中,能从海水中直接吸收各种元素     

海洋痕量元素采样技术和分析方法的发展及展望:厦门大学痕量元素平台建设进展

海洋中的痕量元素通常是指质量摩尔浓度在10 μmol ·kg^-1以下的元素,是海水的重要化学组分,其中既有铁和锌等海洋生物新陈代谢所必需的微量营养元素,对海洋初级生产力具有重要的调控作用,因而也与碳氮等元素的生物地球化学循环密切相关,进而影响地球环境演化与全球气候变迁;也有铅等源于人类活动的污染物.痕量元素及其同位素还可作为许多海洋学过程的示踪物和古海洋学研究的指标.然而,海水的高盐基底和痕量元素极低的浓度,加之在样品采集、处理与分析过程中极易受到科考船、采样设备和周围环境的沾污,在相当长的一段历史时期限制了科学家获得可靠的海洋痕量元素含量数据.因此,获取无沾污的样品并加以准确定量成为研究海洋痕量元素生物地球化学与环境行为的先决条件.通过回顾国际海洋学界海洋痕量元素采样技术和分析方法的发展历程,介绍了厦门大学在该领域的研究历史和平台建设进展,重点比较了不同采样技术和分析方法的优缺点及其适用性,并展望了未来的发展趋势.     

东山湾微型浮游动物摄食压力分析

2011年5月份和8月份利用"海洋2号"科学考察船在东山湾海域3个站位进行现场试验和调查,研究了微型浮游动物对浮游植物和异养细菌的摄食压力。结果表明:对比国内其他海区,该调查海域是高生长率、高周转率的海区,微型浮游动物摄食压力处于中等水平;当微型浮游动物摄食率远高于浮游植物生长率时,微型浮游动物摄食作用对能量的转换效率较高;细菌的生长繁殖和微型浮游动物对异养细菌的摄食受到温度和营养盐的双重影响,微型浮游动物对异养细菌的摄食作用能控制细菌的生长和繁殖;在调查期间,调查海域异氧细菌生产力与浮游植物初级生产力的比值由春季的1.26%增加到夏季的2.77%,但均很小,说明浮游植物初级生产力完全可以满足细菌生产的需要;调查海域主要生产者是浮游植物,异养浮游细菌的生产力较低,其能量沿食物链向上传递的效率夏季高于春季,而浮游植物初级生产力向上营养级传递的效率却是春季高于夏季。     

锦州湾浮游植物群落结构与污染关系的初探

前言 海洋浮游植物是海洋生产力的基础。其群落结构特征所反映的环境状况在综合评价海洋环境质量中是一项极为重要的生物学参数。迄今,虽然国内外海洋污染对海洋浮游植物生态学影响的研究甚多,但由于自然界生物因素和非生物因素的多样性及其相互关系的复杂     

黄海近岸溶解活性态铁定点连续分析研究

铁（Fe）是海洋浮游植物生长必需的微量元素,也是影响海洋初级生产力的关键因素。溶解活性态铁（DR_Fe）是溶解态Fe的主要组成之一,与海洋生物体的吸收密切相关。本文通过对黄海近岸海水30天定点连续分析监测,研究了黄海近岸海水中DR_Fe在高、低潮时的浓度变化特征,分析监测了潮汐作用对DR_Fe的影响,并探讨了DR_Fe与海水理化参数间的关系。研究表明:高潮时DR_Fe浓度略高于低潮,最大浓度差为2.32 nmol/L,最小浓度差为0.44 nmol/L;DR_Fe浓度月变化差异不大,其范围为4.06～8.34 nmol/L,平均浓度为5.70 nmol/L;5月初,DR_Fe浓度较高,随后逐渐下降;海水温度升高会促进浮游植物生长,致使Chl a含量增加,同时加速DR_Fe的消耗。     

全球气候变化下的海洋颗石藻生理生态学响应研究进展

海洋颗石藻是一类重要的浮游植物功能群,可同时进行光合作用和钙化作用,在全球海洋碳循环中起到重要作用。海洋是人类排放CO₂一个重要的汇,大气CO₂浓度迅速上升导致海洋酸化、升温、营养盐浓度及混合层内光照强度变化。这些复杂的环境变化与人类活动对海洋环境的其他扰动相叠加,同时作用于海洋浮游植物,对海洋颗石藻的生长施加多重压力,进而对海洋碳循环产生复杂的反馈效应。本文主要综述单一环境因子（CO₂浓度、温度、营养盐及光照水平）以及全球气候变化下多重环境因子的复合作用对海洋颗石藻的生理生态学效应及其对海洋生物地球化学循环的潜在影响,并结合近年来的研究进展,分析这一热门研究领域未来的发展方向。     

淀山湖浮游植物初级生产力及其影响因子

为了解淀山湖浮游植物初级生产力时空变化及与环境因子的相关关系,于2009年4月-2010年3月采用黑白瓶法对其进行逐月采样调查.结果表明,初级生产力(以C计)四季变化规律为夏季[0.95 g·(m3·d)-1]冬季[0.83 g·(m3·d)-1]春季[0.77 g·(m3·d)-1]秋季[0.62 g·(m3·d)-...     

广西北部湾海域初级生产力与环境因子相关关系研究

海洋初级生产力（ocean primary productivity,OPP）是评估海洋生态的重要依据,对海洋资源的开发与管理具有重要意义。本研究基于2017年北部湾近岸海域水质监测数据与MODIS海洋水色数据,构建VGPM模型估算广西北部湾海域海洋初级生产力。根据模型估算结果,分析了该海域2017年OPP的时空变化特征与影响OPP的环境因子相关性。结果表明,北部湾海域OPP呈现出冬、春季高和夏、秋季低的时间特征,近岸高、远岸低的空间特征;月平均OPP最高值出现在12月,为2196.23 mg C/(m2/d）;最低值出现在8月,为693.73 mg C/(m2/d）;OPP与光合有效辐射、海表温度呈负相关关系,与盐度呈正相关关系;营养盐相关性分析表明北部湾海域浮游植物生长对亚硝酸盐的需求不高,对正磷酸盐的需求较为明显。     

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。     

石油烃污染对海洋浮游植物的影响

近年来,由于石油工业、海上运输业的迅速发展,海上油田泄漏、船舶溢油事故不断发生,陆地含油废水等合油污染物也大量流入海洋,石油烃已成为海洋最主要的污染物。而海洋浮游植物是石油烃污染物进入海洋食物链的起点,研究石油烃污染物对其影响至关重要。本文着重分析石油烃在海水中的存在形式及变化和对海洋浮游植物的影响,并对石油烃污染的防治对策和存在的问题提出自己的见解,旨在为国内对海洋石油烃污染研究提供一些借鉴。     

海草生产力研究进展

海草是生活在热带和温带海域浅水中的单子叶植物,具有较高的生产力,在全球的C、N、P循环中发挥着重要作用.作者对国内外海草生产力的研究进展和研究方法进行了综述,并分析了海草生产力的影响因素.海草地上部分生产力主要采用改进的Zieman标记法(如针孔法),地下部分采用末端标记法.影响海草生产力的因素包括海草种类、光照、无机...     

多参数指示南极普里兹湾浮游植物的时空变化

以南极普里兹湾沉积物为研究对象,运用气相色谱技术,研究了生物标志物菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮对应指示的硅藻、甲藻、颗石藻等浮游植物的生产量和种群结构的历史变化,结合2001—2011年实测和遥感水体ρ(Chla)(Chla为叶绿素a)及SST(海水表层温度)数据,探讨了该湾浮游植物生产量时空变化特征及其影响因素. 结果表明:过去100多年间南极普里兹湾浮游植物总生产量(212.04~759.10 ng/g)〔以w(菜子甾醇)+w(甲藻甾醇)+w(长链烯酮)计〕和w(硅藻)所占比例(62.28%~87.13%)〔以w(菜子甾醇)所占比例计〕均呈上升趋势,而w(甲藻)所占比例(10.09%~27.98%)〔以w(甲藻甾醇)所占比例计〕和w(颗石藻)所占比例(1.97%~9.74%)〔以w(长链烯酮)所占比例计〕则呈下降趋势. 全球变暖背景下浮游植物种群变动通过改变南大洋对CO₂的吸收进而影响全球碳循环. 水体ρ(Chla)与沉积生物标志物指示的浮游植物总生产量均具有湾内高、湾外低的空间分布特征. 湾内ρ(Chla)与SST的年际变化趋势相似,二者以2002—2003年和2009—2010年相对较高,SST分别为-0.30和0.01 ℃,ρ(Chla)分别为1.69和2.31 mg/m3;以2001—2002年和2010—2011年相对较低,SST分别为-1.19和-0.95 ℃,ρ(Chla)分别为1.08和0.79 mg/m3,表明该湾SST变化可较明显地影响浮游植物的生长.      

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.