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.     

地球生态系统的碳补充机制

首次提出地球生态系统的C补充机制,并且用框图模型说明了补充机制在运行过程中的每个流程,阐明了无论Si的充足与缺乏,地球生态系统都要将C从大气中移动的海底,储藏起来,完成C的迁移过程.研究结果表明,人类排放CO2引起气温和水温上升,地球生态系统不惜损害陆地生态系统和海洋生态系统,也要启动C补充机制,完成C的迁移,导致气温和水温恢复到动态的平衡.启动C补充机制期间,在输送Si的过程中,地球生态系统给陆地带来三大类型灾害:沙漠化、洪涝和风暴潮;在阻断Si的过程中,地球生态系统给海洋带来一大类型灾害:赤潮.在这些过程中,人类引起大气C的增加与地球生态系统导致大气C的减少充分展现了人类与自然界的相互撞击,这会强烈地产生一系列自然灾害发生,如干旱、沙漠化、沙尘暴、暴雨、洪水、泥石流、山体滑坡、风暴潮和赤潮.人类尽可能减少这些撞击,为地球生态系统的可持续发展,也为人类生存创造良好的环境.     

营养盐硅在全球海域中限制浮游植物的生长

对全球海域浮游植物的结构进行分析,发现浮游植物种群结构以硅藻和甲藻两大类为主,而硅藻是浮游植物的主体.以中国近海的海湾生态中浮游植物的组成为例子,发现硅藻在浮游植物中大约占80%～99%,甲藻在浮游植物中大约占20%～1%,其它藻类仅仅占5%～1%.通过硅藻和甲藻的生理和生态行为机制以适应不同的水环境的综合研究,发现硅藻的生理特征很大的优越于甲藻等其它非硅藻,这样,在营养盐供给充足的条件下,硅藻理所应当成为浮游植物的优势种.根据光照、水温、营养盐对浮游植物生长影响的研究结果和营养盐N、P、Si的生物地球过程,发现营养盐Si决定浮游植物生长的生理特征和其集群结构的改变过程,揭示了硅藻与甲藻相互交替的变化过程.目前,在人类活动的影响下,大海中营养盐N、P在迅速增长,营养盐Si受到限制,水域呈现富营养化.那么,采取何种措施使海洋生态能够持续发展,这是人类面临重要问题.     

胶州湾环境变化对海洋生物资源的影响

根据近年来胶州湾水域的研究,分析胶州湾周围区域的人类活动、胶州湾水域的环境变化以及胶州湾浮游植物的生态变化过程,揭示了人类对生态环境的影响和营养盐Si、水温对海洋生态系统影响,确定了海洋生物资源下降的原因。研究结果表明,在人类的活动中,营养盐Si的缺乏和水温的上升就会引起海洋生态系统食物链的基础改变,就会引起海洋生态系统的正常运行改变,造成海洋生物资源的下降。作者认为,在人类的活动中,首先要考虑输入大海的营养盐Si,其次要关注大海的水温变化,为海洋生态的持续发展做出积极的贡献。     

北太平洋地区沙尘沉降与海洋生物兴衰的关系

通过对2001年4月中亚强沙尘暴过程在中国、韩国、日本和北美大陆地面PM10观测结果进行统计分析,推算出了北太平洋PAPA地区的沙尘沉降通量,结合同期PAPA地区的海洋表层有机碳和叶绿素观测结果,探讨了北太平洋沙尘与海洋生物兴衰的关系.结果表明,本次强沙尘暴过程可以给PAPA地区带去大约3.1～5.8μg/m³的风成Fe元素,它激发了海洋生物泵,引起海洋浮游植物的快速繁盛.     

完整物理过程下南黄海浮游生态动力学数值研究Ⅱ.结果分析

模型表明:潮流和波浪混合对南黄海水动力及生态特征的形成起着不可忽视的作用,二者分别破坏上、下层水体的稳定,使上混合层和次表层加深,并促进水体内部的水交换;中部海域春季表层的浮游植物浓度最高,夏天次表层浓度则最高,秋季发生一次弱势水华;近岸海域夏天浓度高但不出现次表层最大化;近岸水域浮游植物生长主要受光照限制,而中部海域...     

钦州湾近20 a来水环境指标的变化趋势Ⅰ平水期营养盐状况

根据 198 3、1990年和 1998～ 1999年平水期 (春、秋季 )的调查资料 ,分析了钦州湾水域的营养盐状况及其与环境因子的关系。结果表明 :本湾营养盐含量变化显著 ,无机氮呈明显递增趋势 ,无机磷则与此相反 ,而活性硅的最低值则出现在浮游植物量最高的 1990年度 ;相关分析显示 ,陆源输入的多寡和浮游植物的丰度是导致本湾N、P、Si含量变化的主要因素 ;Si/N/P值分析则体现了本湾从明显N限制到显著P限制的演化规律 ,而Si限制状态只有在浮游植物异常丰富的情况下才出现 ;通过营养状态综合指数计算 ,表明本湾水体已由明显贫营养状态上升为中营养和富营养状态     

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。     

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.     

短期海洋酸化对黄海近岸浮游植物群落结构的影响

为探讨短期海洋酸化对黄海近岸水域浮游植物群落结构的影响,本文在荣成湾海域采用大体积培养实验的方法进行了研究。控制组通入过滤自然空气,CO₂组通入含1000 ppm(Parts per million,百万分之一) CO₂的过滤混合空气。结果表明,CO₂浓度升高引起的海洋酸化显著促进了黄海近岸海域Chl a浓度和浮游植物总丰度的上升,同时浮游植物种类数在高CO₂浓度条件下出现明显下降。不同种类的浮游植物对CO₂浓度升高的响应有所不同,培养过程中CO₂组菱形藻(Nitzschia spp.)和斯氏几内亚藻(Guinardia striata)丰度比控制组出现明显上升,海链藻(Thalassiosira spp.)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)丰度在CO₂组和控制组并未呈现出明显差异。CO₂浓度升高条件下较大粒径浮游植物相比较小粒径浮游植物生长更快。海洋酸化显著改变了黄海近岸水域的浮游植物群落结构,这可能对海洋生态系统产生影响。     

钚同位素法示踪中国领海核爆散落物钚的主要来源与迁移途径

使用电感耦合等离子体质谱仪,对东海及冲绳海槽沉积物、南海及邻近海域以及西北太平洋表层水中240Pu/239Pu同位素比值进行了测定,以确定中国领海核爆散落核素钚的主要来源及迁移途径。结果显示:东海及冲绳海槽沉积物中240Pu/239Pu比值分布于0.24~0.31之间,南海及邻近海域以及西北太平洋表层水240Pu/239Pu比值也处于0.22~0.24之间,都明显高于全球大气理论沉降值0.18。根据240Pu/239Pu比值及其在沉积物芯中的分布特征分析,二十世纪50年代早期美国在北太平洋马绍尔群岛进行的核爆实验,被认为是中国领海及其邻近海域除全球大气沉降外的另一重要的钚的来源。模式计算显示,东海及冲绳沉积物中约55%、中国南海及其邻近海域表层水中约40%、西北太平洋表层水中约20%的钚,来自北太平洋核爆基地。北太平洋赤道环流及其在西北太平洋的分支洋流是钚自核爆地向中国领海迁移的主要通道。     

海南西北部近岸海域浮游植物的生态特征

基于2012年9月(丰水期)和2013年1月(枯水期)海南西北部近岸海域的调查资料,分析该海域浮游植物的种类组成、优势种、细胞数量及其群落结构多样性。共鉴定浮游植物4门42属151种,硅藻为最主要优势类群。丰水期与枯水期共有种类90种,物种相似性指数为59.60%,表明种类组成不存在明显的季节性差异。丰水期优势种有3种,分别为旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)和柔弱菱形藻(Nitzschia delicatissima),其中以旋链角毛藻优势度最高(0.464);枯水期优势种有两种,为金藻门的球形棕囊藻(Phaeoecystis globosa)和硅藻门的细弱海链藻(Thalassiosira subtilis),优势度分别为0.217和0.062。枯水期和丰水期浮游植物平均细胞数量分别为3.250104/L和0.133104/L,细胞数量分布表现出明显的时间和空间异质性,主要密集区为海口市和临高县沿岸海域;与枯水期浮游植物细胞数量相比较,丰水期在海口市至儋州市沿岸细胞数量较低,而在东方市沿岸细胞数量较高。调查海域浮游植物群落结构多样性总体较好,丰水期和枯水期的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数分别为3.378,0.679和2.795,0.578;多样性水平季节变化呈现为临高县沿岸枯水期较高,而其他调查海域丰水期较高。相关分析表明:丰水期浮游植物细胞数量与无机氮(DIN)(P0.01)和Chl a(P0.05)呈正相关;枯水期浮游植物细胞数量与BOD5(P0.01)和DO(P0.05)呈正相关,而与盐度(P0.01)呈显著负相关。     

全球SST的季节特征及长期变化趋势分析

利用来自NCEP/NCAR的Sea Surface Temperature(SST)资料,对全球海域近150 a SST的季节特征和逐年变化趋势进行分析。结果表明:(1)全球大部分海域SST呈显著的逐年线性递增趋势,同时也表现出很大的区域性差异,线性递增趋势较强的海域主要集中在:北太平洋中部海域(0.003~0.006℃/a)、赤道中东太平洋(0.004~0.006℃/a)、南大西洋大部分海域(0.006~0.01℃/a)、南印度洋西部海域(0.006~0.009℃/a),仅在冰岛西南部海域、两极部分海域呈显著的递减趋势,与全球变暖的大背景相吻合;(2)全球部分海域的SST变化趋势由冬季占主导,部分海域的SST变化趋势由夏季占主导;(3)全球海域存在三大永久性暖池,且具有2.78~3.13 a、3.45 a、5.26~5.88 a的共同周期及100 a的长周期震荡。     

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     

星云湖浮游植物和水环境特征研究及相关性分析

于2010年9月(丰水期)和2011年3月(枯水期)对星云湖水环境特征进行调查研究。结果表明星云湖枯水期各营养盐分布较均匀;而丰水期藻类的大量繁殖打乱了水体中营养盐的均匀分布。对水生态调查结果显示,星云湖丰水期叶绿素a含量最高达到了736.56 mg/m3,位于螺狮铺和大庄河附近,浮游植物总量最高达到6.1×109个/L,蓝藻为优势种;枯水期叶绿素a含量最高达到了89.28 mg/m3,位于陈家湾和河咀附近,浮游植物总量最高达到1.04×109个/L。通过相关性分析和聚类分析可知,星云湖浮游植物总量与叶绿素a和总氮呈显著性相关关系,在丰水期和枯水期星云湖水环境状况存在较大的差别,水质易受外界环境条件的影响。在星云湖水华防治工作中,建议重点应关注各湖湾区域,尤其是南部区域的螺狮铺和大庄河附近。     

东太平洋红藻诊断色素浓度的卫星遥感研究

红藻是东太平洋优势藻种之一,获取其生物量信息有助于认识浮游植物在海洋生物化学循环及物质能量交换过程中的作用。红藻中蕴含的诊断色素是准确获取其生物量信息的关键,因此,开展红藻诊断色素的反演研究具有重要科学价值。本文基于6个东太平洋航次数据集,利用三种红藻诊断色素（叶绿素c1+c2、叶绿素c3、19’-乙酰基氧化岩藻黄素）与总叶绿素a之间的“共变效应”,构建红藻诊断色素反演模型。模型验证结果表明,决定系数R2为0.68～0.88（p<0.001）,平均绝对百分比误差为39%～46%,中值误差均小于30%。卫星反演结果表明,东太平洋红藻诊断色素浓度呈现近岸高、大洋低的分布特点,且有明显的季节变化特征。本文构建的红藻诊断色素反演模型可为表征红藻分布及监测藻华灾害等研究提供数据基础与方法支撑。     

近15 a来昌黎保护区氮磷时空变化特征及潜在富营养化评估

根据1999~2013年昌黎黄金海岸国家级自然保护区近岸海域水质调查结果,分析并讨论了保护区氮磷营养盐含量的年际和季节变化、营养结构特征以及影响因素,并对该海域潜在性富营养化状况进行评价。结果表明,保护区海域氮磷营养盐含量的年际变化总体呈下降趋势,近期波动显著;季节变化特点为夏季高,春秋季低;其时空分布特征与浮游生物生长繁殖规律以及陆源径流的季节变化基本吻合;营养水平总体为贫营养状态,个别年度呈现富营养化现象,营养盐结构偏向磷限制。     

夏、秋季北黄海营养盐的时空分布特征及其影响机制

基于2011年7月(夏季)和2011年10月(秋季)北黄海海域2个航次的调查资料,对北黄海夏、秋季营养盐的时空分布特征及其影响机制进行了探讨.结果表明,夏、秋季北黄海营养盐的平均浓度分别为:NO3- (1.57±1.71), (5.93±3.84) μmol/L,NO2- (0.22±0.18), (0.88±0.93) μmol/L,PO43- (0.22±0.13), (0.40±0.23) μmol/L,Si(OH)4 (4.98±2.23), (6.71±3.24) μmol/L,NH4+ (1.35±0.90), (1.23±0.69) μmol/L,夏、秋季北黄海NO3-分别占溶解无机氮的49%和74%.2个季节近岸海域表层营养盐浓度均高于中部海域,底层浓度高于表层,高值区是冷水团区.各断面营养盐的垂直分布层化现象明显,受冷水团以及水体交换混合的共同影响,浓度由表至底逐渐升高.夏、秋季表底层N/P、Si/N和Si/P比值的水平分布为近岸海域高于中部海域,且夏季北黄海浮游植物的生长繁殖受磷限制.     

滇池浮游植物碳氮同位素时空分布特征及其影响因子分析

通过对旱季、旱雨季过渡期和雨季3个不同时期滇池浮游植物 δ13C、δ15N的研究发现,滇池浮游植物δ13C、δ15N存在显著的时空分布特征.从旱季、过渡期到雨季,浮游植物δ13C值分别为-20.44‰±0.72‰、-17.32‰±1.09‰和-15.92‰±1.74‰,呈逐渐升高趋势;而浮游植物δ15N值的季节变化模式...