營養(yǎng)鹽與黃海滸苔綠潮暴發(fā)關(guān)系的探究
發(fā)布時(shí)間:2017-03-18 09:05
本文關(guān)鍵詞:營養(yǎng)鹽與黃海滸苔綠潮暴發(fā)關(guān)系的探究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:2007~2014年,黃海連續(xù)8年暴發(fā)以滸苔為肇事藻種的綠潮災(zāi)害。每年春季,滸苔綠潮首先以小規(guī)模漂浮綠藻形式出現(xiàn)在蘇北淺灘,之后在風(fēng)和海流作用下逐漸向北漂移,并在漂移過程中不斷聚集增長,最后發(fā)展成為世界最大規(guī)模的滸苔綠潮災(zāi)害。有害綠潮的暴發(fā)嚴(yán)重破壞了該海域的生態(tài)系統(tǒng)平衡,影響海氣交換,導(dǎo)致海洋生物種類數(shù)量下降,海水水質(zhì)嚴(yán)重惡化,甚至影響了南黃海沿岸漁業(yè)及旅游業(yè)的發(fā)展,對沿海經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。其中,營養(yǎng)鹽對有害綠潮暴發(fā)起到重要的物質(zhì)支撐作用。本論文針對營養(yǎng)鹽與滸苔綠潮暴發(fā)的關(guān)系,依據(jù)歷史及現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù),對滸苔綠潮暴發(fā)的初始及重點(diǎn)海域,蘇北淺灘及南黃海長時(shí)間尺度營養(yǎng)鹽的化學(xué)海洋學(xué)特征、南黃海綠潮發(fā)生區(qū)營養(yǎng)鹽的分布及時(shí)間變化特征進(jìn)行分析,并通過室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探討了不同形態(tài)營養(yǎng)鹽對滸苔生長的影響,在一定程度上闡明了營養(yǎng)鹽對綠潮暴發(fā)及遷移的重要作用。本文得到的主要結(jié)論如下:1.2012年春季蘇北淺灘溶解無機(jī)氮(DIN)平均濃度為1985年的3倍之多,近30年DIN濃度增加趨勢明顯,且與滸苔生物量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)(r=0.84,p0.01),說明N營養(yǎng)鹽可能是支撐滸苔在蘇北淺灘生長繁殖的重要營養(yǎng)物質(zhì)。其次,調(diào)查海區(qū)的N/P比值也增加了近10倍(由1984年N/P比平均值6.14增加至2012年71.72)。計(jì)算表明,近10年射陽河、灌河及江蘇省海洋生物養(yǎng)殖向蘇北淺灘輸送的N、P營養(yǎng)鹽通量呈現(xiàn)遞增趨勢,造成了蘇北淺灘海水的富營養(yǎng)化。此外,2010及2012年蘇北淺灘綠潮區(qū)表層海水DIN水平比非綠潮區(qū)分別高出22.70%及51.33%,對比非綠潮區(qū),綠潮區(qū)具有更適宜滸苔生長的溫度及更豐富的營養(yǎng)鹽及高N/P比值,為滸苔在綠潮區(qū)的生長繁殖提供了適宜條件。2.1980s~2012年南黃海DIN濃度呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(由1984年DIN平均濃度1.70±1.20μM增加至2012年10.15±4.58μM),尤其在2008年后,說明南黃海持續(xù)增加的N營養(yǎng)鹽可能是滸苔綠潮在該海域暴發(fā)、擴(kuò)張及維持的主要貢獻(xiàn)因素之一。PO4-P平均濃度在1980s-2005年呈現(xiàn)波動(dòng)式變化,之后則呈現(xiàn)下降的特征。對于季節(jié)變化而言,南黃海各項(xiàng)營養(yǎng)鹽基本呈現(xiàn)秋冬季節(jié)較高、春末或夏季較低的“雙峰”式變化特征。在春末或夏季,當(dāng)滸苔綠潮在南黃海大規(guī)模暴發(fā)時(shí),調(diào)查海區(qū)的營養(yǎng)鹽濃度為一年中的最低水平。并且,在綠潮暴發(fā)的5-7月份,長江沖淡水、黃海冷水團(tuán)、蘇北沿岸流等海流均可為南黃海輸送豐富的營養(yǎng)物質(zhì),長江沖淡水每年向蘇北淺灘輸送的DIN及P04-P通量分別約為2.6×105t y-1及7.1×103t y-1。另外,計(jì)算表明,對于南黃海,河流輸入對該海域的營養(yǎng)鹽通量貢獻(xiàn)最大(DIN及DIP貢獻(xiàn)比例分別為56.82%及43.64%),其次為大氣沉降(35.84%及26.67%)、沉積物-上覆水交換(5.35及19.67%)及海水養(yǎng)殖(1.96%及10.02%)。3.2008~2012年南黃海綠潮發(fā)生區(qū)各項(xiàng)營養(yǎng)鹽基本呈現(xiàn)近岸高、遠(yuǎn)海低的分布特征,且2010、2012年南黃海南部海區(qū)各水層營養(yǎng)鹽平均濃度整體高于2008、2009年北部海區(qū)的營養(yǎng)鹽水平,說明充足的營養(yǎng)鹽是滸苔綠潮每年在南部海區(qū)首先暴發(fā)的重要因素之一。并且,隨著滸苔自南向北遷移,表層海水中各項(xiàng)營養(yǎng)鹽(DIN, PO4-P, SiO3-Si, DON及DOP)整體均呈現(xiàn)下降特征,其中,DIN的下降趨勢最明顯。此外,在綠潮生消的不同階段,調(diào)查海區(qū)無機(jī)、有機(jī)形態(tài)營養(yǎng)鹽隨時(shí)間均呈現(xiàn)下降特征,且有機(jī)態(tài)N、P營養(yǎng)鹽的下降時(shí)間明顯滯后于無機(jī)態(tài),推測相對于有機(jī)態(tài)營養(yǎng)鹽,滸苔會(huì)優(yōu)先吸收海水中的無機(jī)態(tài)營養(yǎng)鹽。4.通過不同形態(tài)N、P營養(yǎng)鹽對滸苔生長的室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)不同形態(tài)的營養(yǎng)鹽均可促進(jìn)滸苔生長。其中,滸苔對無機(jī)態(tài)N、P營養(yǎng)鹽吸收的Vmax及Ks值均大于有機(jī)態(tài),說明滸苔會(huì)優(yōu)先吸收海水中的無機(jī)態(tài)營養(yǎng)鹽,當(dāng)各項(xiàng)營養(yǎng)鹽處于較低水平時(shí),滸苔對有機(jī)營養(yǎng)鹽的親和力大于無機(jī)態(tài),從而驗(yàn)證了現(xiàn)場調(diào)查的推測。具體結(jié)論為:(1)對于添加不同’N源的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)而言,不同形態(tài)N營養(yǎng)鹽均可促進(jìn)滸苔的生長,其中,添加尿素組滸苔藻體生長最好,其次為甘氨酸組。相對于有機(jī)形態(tài)N營養(yǎng)鹽,滸苔會(huì)優(yōu)先吸收海水中的無機(jī)N。通過Michaelis-Menten方程擬合,滸苔對不同N源吸收的Ks及Vmax值大小順序均為NH4-NNO3-NNO2-N甘氨酸尿素?梢,滸苔對無機(jī)N的吸收能力遠(yuǎn)大于有機(jī)N,從而驗(yàn)證了當(dāng)海水中同時(shí)存在不同形態(tài)N營養(yǎng)鹽時(shí),滸苔會(huì)優(yōu)先選擇利用無機(jī)形態(tài)的N營養(yǎng)鹽。另外,有機(jī)態(tài)N營養(yǎng)鹽的Ks值小于無機(jī)N,說明當(dāng)不同形態(tài)N處于較低水平時(shí),滸苔對有機(jī)N的親和力大于無機(jī)N。(2)對于添加不同P源的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)而言,不同形態(tài)的P營養(yǎng)鹽均可促進(jìn)滸苔生長,其中,ATP對滸苔生長的促進(jìn)作用最顯著。并且,相對于有機(jī)形態(tài)的P營養(yǎng)鹽,滸苔會(huì)優(yōu)先吸收培養(yǎng)介質(zhì)中的無機(jī)P。通過Michaelis-Menten方程擬合,滸苔對不同P源吸收的Vmax值大小順序?yàn)镻O4-PATPG-6-P,Ks值大小順序?yàn)镻O4-P G-6-PATP?梢,滸苔對無機(jī)P的吸收能力大于有機(jī)P,當(dāng)海水中的P營養(yǎng)鹽處于較低水平時(shí),滸苔對有機(jī)P的親和力大于無機(jī)P。
【關(guān)鍵詞】:營養(yǎng)鹽 滸苔 綠潮 室內(nèi)培養(yǎng) 蘇北淺灘 南黃海
【學(xué)位授予單位】:中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:X55
【目錄】:
- 摘要5-8
- Abstract8-15
- 0. 前言15-17
- 1. 文獻(xiàn)綜述17-35
- 1.1. 黃海滸苔綠潮的發(fā)生概況17-22
- 1.1.1. 綠潮暴發(fā)的規(guī)模狀況17-19
- 1.1.2. 綠潮暴發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域19-20
- 1.1.3. 綠潮暴發(fā)的主要致災(zāi)藻種20-21
- 1.1.4. 綠潮暴發(fā)的成因及對環(huán)境的危害21-22
- 1.2. 黃海概況22-25
- 1.2.1. 黃海的自然環(huán)境及水文特征22-23
- 1.2.2. 黃海營養(yǎng)鹽的研究現(xiàn)狀23-25
- 1.3. 蘇北淺灘海域概述25-29
- 1.3.1. 紫菜及海水養(yǎng)殖狀況25-28
- 1.3.2. 水文特征及營養(yǎng)鹽狀況28-29
- 1.4. 營養(yǎng)鹽對滸苔生長影響的室內(nèi)研究29-34
- 1.4.1. 大型海藻對營養(yǎng)鹽的吸收30-31
- 1.4.2. 大型海藻對營養(yǎng)鹽吸收特性的描述方法31-33
- 1.4.3. 滸苔生長情況的表示方法33-34
- 1.5. 本文的研究目的及思路34-35
- 2. 近30年蘇北淺灘營養(yǎng)鹽的時(shí)空變化特征35-53
- 2.1. 調(diào)查海區(qū)及方法35-40
- 2.1.1. 研究區(qū)域35-36
- 2.1.2. 數(shù)據(jù)來源36-37
- 2.1.3. 數(shù)據(jù)處理方法37-38
- 2.1.4. 采樣及測定38-39
- 2.1.5. 綠潮區(qū)與非綠潮區(qū)39-40
- 2.2. 1980s~2012年春季蘇北淺灘營養(yǎng)鹽的水平分布特征40
- 2.3. 蘇北淺灘營養(yǎng)鹽的年際及季節(jié)變化特征40-45
- 2.4. 河流及海水養(yǎng)殖的營養(yǎng)鹽輸送通量估算45-49
- 2.4.1. 射陽河、灌河的營養(yǎng)鹽負(fù)荷估算45-47
- 2.4.2. 江蘇省沿海生物養(yǎng)殖引起的營養(yǎng)鹽負(fù)荷估算47-49
- 2.5. 綠潮區(qū)與非綠潮區(qū)的營養(yǎng)鹽狀況49-52
- 2.6. 小結(jié)52-53
- 3. 近30年南黃海營養(yǎng)鹽的化學(xué)海洋學(xué)特征53-67
- 3.1. 材料與方法53-56
- 3.1.1. 調(diào)查區(qū)域53-54
- 3.1.2. 數(shù)據(jù)來源54
- 3.1.3. 數(shù)據(jù)處理方法54-56
- 3.1.4. 采樣及測定56
- 3.2. 1980s~2012年南黃海營養(yǎng)鹽及葉綠素的水平分布特征56-59
- 3.3. 近30年南黃海營養(yǎng)鹽的年際及季節(jié)變化特征59-61
- 3.4. 影響南黃海營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制的水文因素61-63
- 3.5. 不同來源輸入對南黃海營養(yǎng)鹽的貢獻(xiàn)63-66
- 3.5.1. 河流輸入63-64
- 3.5.2. 大氣沉降64
- 3.5.3. 沉積物與上覆海水交換64-65
- 3.5.4. 海水養(yǎng)殖65-66
- 3.6. 小結(jié)66-67
- 4. 南黃海綠潮發(fā)生區(qū)營養(yǎng)鹽的變化特征67-97
- 4.1. 研究區(qū)域與分析方法67-69
- 4.1.1. 研究區(qū)域與站位67-68
- 4.1.2. 采樣及分析方法68-69
- 4.2. 研究海區(qū)營養(yǎng)鹽的平面分布特征69-82
- 4.2.1. 2010、2012年調(diào)查海區(qū)營養(yǎng)鹽的平面分布特征69-73
- 4.2.2. 2008、2009年調(diào)查海區(qū)營養(yǎng)鹽的平面分布特征73-77
- 4.2.3. 2012年滸苔暴發(fā)區(qū)營養(yǎng)鹽的平面分布特征77-82
- 4.3. 滸苔遷移過程營養(yǎng)鹽的時(shí)間變化特征82-89
- 4.3.1. 研究區(qū)域82-84
- 4.3.2. 滸苔遷移過程中營養(yǎng)鹽的時(shí)間變化特征84-89
- 4.4. 綠潮生消過程營養(yǎng)鹽的時(shí)間變化特征89-95
- 4.4.1. 綠潮生消不同階段的劃分89
- 4.4.2. 綠潮生消過程各項(xiàng)化學(xué)要素的時(shí)間變化特征89-95
- 4.5. 小結(jié)95-97
- 5. 不同形態(tài)營養(yǎng)鹽對滸苔生長影響的室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)97-124
- 5.1. 不同形態(tài)氮營養(yǎng)鹽對滸苔生長的影響97-112
- 5.1.1. 材料與方法97-101
- 5.1.2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果101-111
- 5.1.3. 小結(jié)111-112
- 5.2. 不同形態(tài)磷營養(yǎng)鹽對滸苔生長的影響112-124
- 5.2.1. 材料與方法112-115
- 5.2.2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果115-123
- 5.2.3. 小結(jié)123-124
- 6. 論文的主要結(jié)論及創(chuàng)新124-127
- 6.1. 主要結(jié)論124-125
- 6.2. 研究特色與創(chuàng)新125-126
- 6.3. 存在問題126-127
- 參考文獻(xiàn)127-144
- 致謝144-145
- 個(gè)人簡介145
- 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文145-146
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:254216
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