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《厦门大学》 2002年
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大亚湾表层沉积物中氮和磷的生物可利用性研究

沈海维  
【摘要】: 本文根据2001年4月对大亚湾海域的现场调查,讨论了大亚湾海域各形态氮和磷垂直和平面的分布特征。结果表明大亚湾海域水体仍属贫营养盐海区,氮磷比约为12:1,生产力水平依然受氮控制;大亚湾海域的氮以溶解态的形式居多,有机氮占总氮的62.2%,这可能是水体低营养盐维持高生产力的主要原因之一。 沉积物孵化实验表明,水体中无机氮各种形态之间的转化和水体中含氧程度有关,沉积物中的氮可以向无机态氮及有机态氮转化。 分析测定了大亚湾沉积物中可交换态氮和各种形态磷,并与南海珠江口、厦门湾表层沉积物进行比较。沉积物中生物和化学作用产生的可交换态氮含量大亚湾最高,厦门湾次之,南海珠江口最低,分别为40.5mg/kg、37.4mg/kg和35.1mg/kg。南海珠江口沉积物中总磷含量和厦门湾相似,分别是650.1mg/kg和643.9mg/kg;大亚湾沉积物的最低,为449.3mg/kg。三种表层沉积物中无机态磷含量在295.6mg/kg~498.1mg/kg,占总磷的52%~77%,HCI提取磷含量>NaOH提取磷>MgCl_2提取磷。南海沉积物非磷灰石无机磷含量最高(159.6mg/kg),大亚湾(147.6mg/kg)次之,厦门湾(117.8mg/kg)最低,而大亚湾沉积物中非磷灰石磷占无机磷的百分比(49.9%)明显高于其它两地沉积物(南海32.0%,厦门湾35.0%)。另外,大亚湾表层沉积物中NaOH提取磷占总磷百分比较其它两地沉积物高,而南海表层沉积物MgCl_2提取磷较高。Mgcl_2和NaOH提取的非磷灰石磷被认为是生物可利用的,因此这可能暗示了大亚湾和南海沉积物中潜在生物可利用颗粒磷的量比厦门湾高。 以沉积物为唯一氮源或磷源培养小球藻和球等鞭金藻,测定了溶液相、沉积物相中的可交换态氮和各种形态磷,并估算了大亚湾表层沉积物及其它两个对照沉积物中氮、磷的生物可利用量。从藻的生长曲线来看,沉积物中氮和磷对这两种藻的生长均有促进作用。小球藻和球等鞭金藻对大亚湾、南海珠江口及厦门湾表层沉积物中可交换氮的利用率达9.23%~27.0%,对无机磷的利用率达21.0%~27.1%。实验 中文摘要 发现藻主要利用了沉积物中 MgC12和 NSOH提取的非磷灰石磷,HCI提取的磷灰石 磷则难以被藻利用。综上所述,研究结果表明大亚湾沉积物中存在一定量的可交换 态氮和无机磷,通过扩散或解吸等作用可以向水体提供能被浮游植物利用的氮和磷 营养盐,促进浮游植物的生长。因此沉积物向水体提供氮、磷营养盐可能是大亚湾 低营养盐维持高生产力的原因之二。 本文首次研究了小球藻和球等鞭金藻对大亚湾沉积物氮和磷的利用性,填补了 国内外沉积物中氮的生物可利用性研究的空白。本文的结果对大亚湾海区沉积物一 海水界面氮和磷的动态循环研究、初级生产力调控、水产养殖和环境管理等有一定 的科学指导意义。
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