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中国若干典型海域作用于浮游植物上、下行效应的研究

王勇  
【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


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