中国若干典型海域作用于浮游植物上、下行效应的研究

【摘要】： 在胶州湾内、东海与南海通过现场实验（营养盐添加实验与稀释实验）的方法， 对N（NO_3~--N、NH_4~+-N）、P、Fe、Si营养盐以及小型浮游动物对浮游植物生长的调 控机制进行了初步研究。同时还在胶州湾内开展了上、下行效应的比较研究，主要 结果如下： 1在胶州湾内共进行了25次富营养现场实验与12次稀释实验，网采浮游植物 （20-200μm）与微型浮游植物（2-20μm）是叶绿素α生物量的主要组成部分，比较而言， 在周年的水平上，微型浮游植物比网采浮游植物更多的支配着浮游植物群落的叶绿 素α生物量。在营养盐添加实验中，培养后期浮游植物群落也都是网采浮游植物与 微型浮游植物占叶绿素α生物量的优势地位。胶州湾是营养盐含量较高，且营养盐 变化不规律的海区，但胶州湾各季节的DIN/P基本都大于16:1的Redfield比值。 营养盐添加实验的结果显示，在湾内，似乎在秋季无营养盐限制浮游植物生长 的情况发生；而在冬、春季发生Si限制的可能性很大；除Fe外，在夏季似乎 N（NO_3~--N、NH_4~+-N）、P、Si营养盐限制都有可能发生，但无明显的规律性。在周年 的水平上，Si似乎是最主要的限制性营养盐，而P与N都可能产生次级营养盐限制。 营养盐添加实验中分级叶绿素的结果显示，网采浮游植物与微型浮游植物在冬、春 季一般会经历较显著的Si限制作用，在夏季N似乎对网采浮游植物与微型浮游植 物的生长有更重要的调控作用。超微型浮游植物的生长似乎主要受到P的调控。 在胶州湾内，网采浮游植物的生长似主要受到上行效应的调控，而下行效应似 是控制超微型浮游植物生长的主要机制。从整个浮游植物群落（＜200μm）的周年变化 情况来看，在控制浮游植物的生物量上，似乎下行效应比上行效应更有效。 2在东海，除402站（122°33'E、30°45'N）位于长江口，受到显著的陆源 输入影响外（特别是该站有相当高的SiO_3~(2-)-Si含量），418站（127°30'E、27°55' N）、Y136站（128°、30°27'）与E064（125°14' E、25°48'N）站都位于开放海 区，营养盐含量都很低。1999年的航次，表层的硝酸盐与铵盐含量都比1998年的 一 航次高，但另外三种常量营养盐含量都低。402站有较高比例的网采浮游植物与微 型浮游植物叶绿素口生物量，相应的超微型浮游植物占总叶绿素a生物量的比例则 显著低于其它三站。位于陆架区的Y136站，其微型浮游植物叶绿素a生物量则显 著低于沿岸海区，但超微型浮游植物叶绿素a生物量则显著增加，占总叶绿素a的 号 50％以上。处于开放海区的 418站与 E064站，网采浮游植物叶绿素。生物量所占 的比例已经很低，而无一例外的是超微型浮游植物叶绿素a生物量贡献了总叶绿素 u生物量的大部分。但在培养后期，各组处理中网采浮游植物占总叶绿素日生物量 的比例都高于初始值。 司 营养盐添加实验的结果显示，沿岸海水中，从比例上看，浮游植物的生长似乎 更需要N而不是p，但是太高的Nrp添加对浮游植物生长的促进作用反不如适中的 N／P的添加；在418站，各种营养盐的添加对浮游植物的生长都有促进作用户e除外）， 但p的作用更显著一些，在添加的两种N源中，NH4＼N的作用比NO3’利的作用文 显著；在 E064站，培养中各实验组的总叶绿素 a生物量都有不同程度的增加，但 NH厂．N与NO／．N的作用更显著；YI 36站的实验结果与E064站相似，也是NH厂＊ 与 NO3－．N的作用更显著，而且该站a的作用还比较显著（强于 P卜在厂放海区，1998 年夏季，似乎是 p限制着浮游植物群落的生长，但在 1999年春季则可能是 N限制 着浮游植物的生物量。 稀释实验的结果显示，在长江口附近的 402站与厂放海区的 E064站浮游tri物 的生长率都显著高于大陆架的Y136站。小型浮游动物的摄食率N’1无明显的空间变 化趋势，除开放海区的 E064站显著高外，其它三站摄食率接近。这一结果与浮游 ＠动物的群落组成，浮游植物的群落组成以及光照、温度等条件有关。 营养盐添加实验与稀释实验的结果都证实，更可能是营养盐通过上行效应，W 不是．J、型浮游动物实施下行效应控制着网采浮游植物的的生长；在东海的实验区域 似乎是上行效应控制着微型浮游植物的种群数量变动，从营养盐添加实验的结果 必 看，由于时间的不同，似乎有春季N限制与夏季P限制的季节交替：超微型浮游植 物的生长也主要受到营养盐的控制，似乎也有春季N限制与夏季p限制的季节交替； 摄食对微型浮游植物的生长有一定的调控作用，但这一调控机制并不是十分有效。 3在南海的航次中，表层硝酸盐的平均浓度较低，经常检测不出，但表层磷酸 盐、按盐与硅酸盐的浓度