營養(yǎng)鹽與黃海滸苔綠潮暴發(fā)關(guān)系的探究.pdf

1、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

2、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)的初始及重點海域，蘇北淺灘及南黃海長時間尺度營養(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)鹽的分布及時間變化特征進(jìn)行分析，并通過室內(nèi)培養(yǎng)實驗探討了不同形態(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氮(DIN)平均濃度為1985年的3倍之多，近30年DIN濃

3、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，p＜0.01)，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)

4、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)、擴張及維持的主要貢獻(xiàn)因素之一。PO4-P平均濃

5、度在1980s～2005年呈現(xiàn)波動式變化，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，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PO4-P通量分別約為2.6×105ty-1及7.1×10

6、3ty-1。另外，計算表明，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、20

7、09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、有機形態(tài)營養(yǎng)鹽隨時間均呈現(xiàn)下降特征，且有機態(tài)N、P營養(yǎng)鹽的下降時間明顯滯后于無機態(tài)，推測相對于有機態(tài)營養(yǎng)鹽，滸苔會優(yōu)先吸收海水中的無機態(tài)營養(yǎng)鹽。
　

8、　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)實驗，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，滸苔對無機態(tài)N、P營養(yǎng)鹽吸收的Vmax及Ks值均大于有機態(tài)，說明滸苔會優(yōu)先吸收海水中的無機態(tài)營養(yǎng)鹽，當(dāng)各項營養(yǎng)鹽處于較低水平時，滸苔對有機營養(yǎng)鹽的親和力大于無機態(tài)，從而驗證了現(xiàn)場調(diào)查的推測。具體結(jié)論為:
　　(1)對于添加不周N源的室內(nèi)實驗而言，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

9、對于有機形態(tài)N營養(yǎng)鹽，滸苔會優(yōu)先吸收海水中的無機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-N＞ NO3-N＞ NO2-N＞甘氨酸＞尿素?？梢?，滸苔對無機N的吸收能力遠(yuǎn)大于有機N，從而驗證了當(dāng)海水中同時存在不同形態(tài)N營養(yǎng)鹽時，滸苔會優(yōu)先選擇利用無機形態(tài)的N營養(yǎng)鹽。另外，有機態(tài)N營養(yǎng)鹽的Ks值小于無機N，說明當(dāng)不同形態(tài)N處于較低水平時，滸苔對有機N的親和力大于無機N。
　

10、　(2)對于添加不同P源的室內(nèi)實驗而言，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，相對于有機形態(tài)的P營養(yǎng)鹽，滸苔會優(yōu)先吸收培養(yǎng)介質(zhì)中的無機P。通過Michaelis-Menten方程擬合，滸苔對不同P源吸收的Vmax值大小順序為PO4-P＞ATP＞ G-6-P，Ks值大小順序為PO4-P＞ G-6-P＞ATP。可見，滸苔對無機P的吸收能力大于有機P，當(dāng)海水中的P營養(yǎng)鹽處于較低水平時，滸苔對有機P的