本文關(guān)鍵詞：黃海滸苔綠潮中生源要素的遷移轉(zhuǎn)化及對生態(tài)環(huán)境的影響　出處：《中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本論文研究了黃海綠潮發(fā)生過程中不同海域滸苔體內(nèi)的元素成分、營養(yǎng)成分和色素含量的變化及與環(huán)境營養(yǎng)鹽變化的關(guān)系；在自然海水中模擬研究了不同生物量下滸苔對海水中碳、氮、磷、硫的消耗作用，轉(zhuǎn)化作用以及釋放作用，探討了滸苔綠潮通過這些作用可能對黃海生態(tài)系統(tǒng)造成的影響。主要結(jié)果如下： 通過測定了現(xiàn)場調(diào)查不同海域滸苔的組成成分以及在室內(nèi)實驗研究了在不同營養(yǎng)鹽水平下滸苔的色素變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在江蘇沿岸海域所采集的滸苔中的主要元素成分（C、N、P等）、營養(yǎng)成分（粗蛋白和粗脂肪）以及6種色素(葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、β-胡蘿卜素、新黃質(zhì)和紫黃素）含量明顯高于山東半島海域。通過相關(guān)性分析得到，，與葉綠素呈顯著正相關(guān)關(guān)系的成分有C、N、Fe、Al、K和粗蛋白。無機氮營養(yǎng)鹽濃度水平越高，滸苔的色素含量越高并且綠色越深；而無機磷營養(yǎng)鹽單獨對滸苔的色素和顏色沒有明顯影響。無機磷和無機氮對滸苔的色素和顏色的影響有協(xié)同作用。因此，在綠潮由江蘇沿岸海域向山東半島海域漂移的過程中，滸苔的綠色由深變淺，葉綠素的含量逐漸減少，多種元素成分含量逐漸減少，營養(yǎng)狀態(tài)逐漸變差。黃海海域滸苔狀態(tài)的轉(zhuǎn)變與水體環(huán)境因子營養(yǎng)鹽的分布有密切聯(lián)系。 通過研究不同生長階段的滸苔對生源要素的消耗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)成體滸苔生物量為2.5g/L時，海水中DIN的消耗率高達約70%，DIP消耗率約為25%，DIC的消耗率率約為42%，而對海水中硫酸鹽的消耗率僅約為1%。漂浮的成體滸苔生長率顯著高于固著的成體滸苔，而固著和漂浮的滸苔對無機氮、磷營養(yǎng)鹽的吸收沒有顯著差異（P0.05）。固著期的滸苔對NH4+和PO43-的消耗要高于萌發(fā)期的滸苔。滸苔綠潮對海水氮磷營養(yǎng)鹽的消耗會明顯降低其在海水中的濃度和含量，但綠潮對無機碳和無機硫的消耗對其海水環(huán)境的變化沒有明顯的影響。 為了更好地模擬海洋現(xiàn)場情況，在流水體系中研究了滸苔對氮磷營養(yǎng)鹽吸收，與非流動水體系進行對比，并研究了滸苔對生源要素的轉(zhuǎn)化作用，得到結(jié)果：在海水不流動的實驗體系中，2d內(nèi)滸苔對海水中DIN、 DIP和DOP是有吸收作用的，但對DON有釋放作用的。滸苔可將海水中無機氮營養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)化為有機氮產(chǎn)物。在海水流動的實驗體系滸苔對海水中DIN、DIP、DON和DOP都有吸收作用，平均吸收速率分別為10.87μmol·g-1·d-1、2.41μmol·g-1·d-1、0.183μmol·g-1·d-1和0.023μmol·g-1·d-1。滸苔對無機形態(tài)的氮、磷、碳和硫轉(zhuǎn)化為自身有機形態(tài)的效率分別為：97.33%、99.99%、96.84%和95.31%。爆發(fā)的綠潮能將無機形態(tài)的生源要素轉(zhuǎn)化為自身有機形態(tài)，并將其輸送至山東半島海域。 在滸苔腐爛分解的模擬實驗中，發(fā)現(xiàn)滸苔的分解主要以有機態(tài)營養(yǎng)鹽釋放。2.5g/L的滸苔分解水體中總有機碳、總有機氮和總有機磷的增長到最高濃度分別為1.65mmol/L、80.71μmol/L和1.605μmol/L，均遠高于海水原始濃度3-9倍，所占。總氮濃度超過了水體富營養(yǎng)化的標(biāo)準。氨氮的濃度在分解后期高于海水原始濃度，達到2.46μmol/L�？傆袡C硫、無機硫和硫化氫在分解過程中均有小幅度的升高，不足以影響海水環(huán)境。2.5g/L的分解的滸苔水體中溶解氧在12d后低于4mg/L，海水呈現(xiàn)低氧狀態(tài)；pH值在12d以后一直低于7.5。溶氧和pH水平僅符合第四類海水質(zhì)量標(biāo)準。綠潮的腐爛分解會造成水體的缺氧和加重水體營養(yǎng)鹽水平，對環(huán)境有明顯的影響效應(yīng)。 我們的研究發(fā)現(xiàn)，黃海大規(guī)模滸苔綠潮的爆發(fā)對該海域生源要素的遷移、轉(zhuǎn)化有重要影響，滸苔綠潮盛期的巨大生物量能從海水中吸收固定36萬噸的碳、2.3萬噸的氮、400噸的磷和1.6萬噸的硫，并隨綠潮的遷移而發(fā)生遷移，將大量的營養(yǎng)物質(zhì)從江蘇沿岸海域輸送至山東半島海域。在富營養(yǎng)化水平較高的江蘇沿岸黃海海域，綠潮對營養(yǎng)鹽的消耗量占全年江蘇省排放氨氮量不到15%，這種消耗不能明顯降低該海域的營養(yǎng)鹽水平；在營養(yǎng)鹽相對較低的山東半島南部海域，綠潮對氮和磷營養(yǎng)鹽的消耗較高（79%/d和36%/d），會顯著降低該海域的營養(yǎng)鹽水平，以致可能不利于其他初級生產(chǎn)者如浮游植物的生長，但會降低發(fā)生赤潮的機會。綠潮在山東半島近岸海域下沉后的消亡分解在大約80天完成，并將自身的營養(yǎng)物質(zhì)幾乎全部釋放到海水中，改變水體原有的氮磷營養(yǎng)鹽比例（有機營養(yǎng)鹽的百分比例從25%左右升高至90%以上），并且可能引起山東半島沿岸海域局部水體營養(yǎng)鹽水平升高（總氮濃度高于80μmol/L）以及水體處于低氧狀態(tài)（DO低于4mg/L）。黃海大規(guī)模滸苔綠潮對海水中營養(yǎng)鹽的吸收、遷移和再釋放有可能對該海域營養(yǎng)鹽的再分布起到重要作用，并產(chǎn)生相應(yīng)的生態(tài)效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X55

【參考文獻】

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本文編號：1337006