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光照和N、P营养盐的共同作用对长江口浮游植物生长的影响

方涛  
【摘要】: 探讨环境因子对浮游植物生长影响的研究目前有很多,但比较缺乏对微微型浮游植物以及异养细菌生长影响的内容,尤其是将光照和营养盐结合起来的研究并不多见,并且,以往自然光照和营养盐对藻类的影响也多是通过调查自然海区浮游藻类生物的分布或者模型计算来得出结论的,缺少现场生理生态的培养实验分析。作者在2005~2007年的夏秋两季,通过现场调查以及在水体中添加不同量的氮、磷营养盐并改变光照强度的条件下进行的现场受控培养实验,对光照和营养盐耦合作用下的浮游植物叶绿素α浓度生长、营养盐吸收、微微型浮游植物和异养细菌生物量变化以及pH值变化进行了初步的研究,结果表明: 1夏季长江入海口处叶绿素α浓度一般都<2μg/l,其高值区位于122-123°E间的南北两个舌状海域,叶绿素可达到11.9μg/l;秋季由于水温和太阳光照强度的限制,叶绿素α浓度远岸同近岸都普遍较低,一般都低于一般都小于2μg/L。 2.夏季长江口采水A站位,高光照下加磷可以较为明显地促进浮游植物吸收磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和硅酸盐,加入硝酸盐后,则抑制了浮游植物对营养盐的吸收以及叶绿素α浓度和pH值的增加;与夏季不同的是,秋季A站位在高低光照培养下,浮游植物增长有一个很长的延缓期,随后才进入指数增长期,其营养吸收变化也是如此。夏季B站位浮游植物存在着明显的磷缺乏,加磷后的促进作用更加明显。总的来说,浮游植物对氮的吸收,首先利用的是硝酸氮和亚硝氮,而不是氨氮,夏季浮游植物生长多是磷限制,不存在氮限制,且其藻类生长的磷限制主要是因为藻类自身大量消耗磷酸盐造成的,而秋季营养盐限制不明显,主要受到光限制或水温限制。 3.低光照可延缓浮游植物对营养盐的吸收以及叶绿素α浓度和pH值的增长,但夏季微微型浮游植物的生长在低光照下并未延缓,且其峰值明显低于高光照,秋季微微型浮游植物在低光照下达到的生长峰值则是较为接近或略高于高光照。夏季A、B站位中的浮游藻类和异养细菌之间存在着某种竞争关系,秋季A站位异养细菌的生长同藻类表现出的更是一种互相促进性。 4.无光照下,夏季A和B站位的磷酸盐和氨盐都是呈释放状态的,且A站位在无光下亚硝酸盐也呈增加趋势,释放的磷酸盐、氨盐和亚硝酸盐浓度与培养时间有着明显的线性相关,秋季A站位氨盐没有很明显地增加;无光状态下,夏季浮游植物和异养细菌都呈衰亡状态,浮游植物叶绿素α浓度以及微微型浮游植物细胞密度与培养时间有着很强的指数回归性,磷或氮的添加对营养盐的释放和浮游植物的衰亡无大的影响,因此,光对浮游植物生长是起首要作用的,只要在保证充足的光照下,氮或磷的添加才会促进浮游藻类增长;秋季异养细菌在无光下的生长依然是呈增长趋势的,但增长幅度明显小于有光照条件下。 5.夏秋季A站位在培养初期时,Nano+Micro的碳贡献率分别为20%,45%,当浮游植物叶绿素α浓度达到峰值时,无论高光照还是低光照,其碳贡献率都可增加到90%以上,而在培养结束时,夏季Nano+Micro对碳的贡献率虽然依旧是最大的,但这种主导优势不如在叶绿素α浓度峰值时刻,无光照下培养末期夏秋季Bact的碳贡献率都是最大的。夏季B采水站位在培养初期时,Bact、Euk和Nano+Micro三类浮游生物对碳的贡献率大概都约为30%,叶绿素α浓度峰值时,加磷组中Nano+Micro和Euk在高光照下的碳贡献率都是有所增加的,加氮组由于叶绿素α浓度一直呈衰减趋势,其第一天也就是叶绿素α浓度峰值时刻,因此加氮各组中浮游生物的碳贡献率相似,而低光照下,Nano+Micro对碳的贡献率是占主导优势的,都可超过60%,而Euk的碳贡献率有所减少。培养末期,B站位各类浮游生物碳贡献率与A站位不同,其异养细菌的碳贡献率在高、低和无光照条件下都是占主导地位的。


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