氮磷营养盐影响海水浮游硅藻种群组成的初步研究
氮化合物对海洋生态系统中藻类生长的影响研究
氮化合物对海洋生态系统中藻类生长的影响研究氮化合物是现代工业和农业生产活动中产生的一种污染物，主要包括氨气、硝酸根、亚硝酸根和硝酸盐等，其排放对自然环境和生态系统产生极大的影响。
近年来，随着全球氮化合物污染的加剧，学界对氮化合物在海洋生态系统中对藻类生长的影响也越来越关注和研究。
海洋生态系统中的藻类是全球生物量和生产力最高的物种之一，对维持海洋生态平衡和生态系统的稳定运行具有重要作用。
藻类生长的质量和数量主要受海洋水体中的养分含量控制，而氮化合物的排放不仅可导致水体中养分浓度增加，还会影响到藻类的生长和物质代谢等多个方面。
首先，氮化合物的排放会改变海洋水体中的氮素养分比例，给藻类生长带来不利影响。
一些研究表明，氨气和亚硝酸对浮游藻类的生长具有促进作用，因为它们是蓝藻、硅藻等一些优势种的补充氮源。
但是，长期大量持续排放造成的硝酸盐和硝酸根增加，会使得海洋水体中的氮素养分比例发生变化，这会导致一些氮素稀缺的浮游藻类生长不足，从而减少海洋生态系统中不同种类藻类的数量。
其次，氮化合物的排放对藻类的营养生长和元素循环过程造成影响。
氮化合物中的氮素形态和数量会直接影响藻类促生因子和酶类代谢过程，从而影响藻类生命活动和养分再生。
长期大量持续排放的氮化合物会导致底层水体中铵态氮盐的富集和蓝藻、绿球藻等的过度繁殖，从而降低藻类的养分利用效率和多样性。
此外，氮化合物的排放也会影响到藻类营养生长与海洋碳汇的结构与功能。
氮化合物中的硝酸盐和硝酸根在海洋生态系统中可作为藻类生长的营养源，但同时也会促进藻类的呼吸作用，加速海洋碳汇进入海底沉积物的速度。
因此，氮化合物排放对藻类的生长并不是简单的促进作用，而是一种对海洋碳循环和海洋生态系统多种元素之间相互作用关系的破坏以及导致生态系统脆弱性增加的一种影响。
综上所述，氮化合物的排放和污染对海洋生态系统和藻类的生长产生着明显的影响，而这种影响并不是简单的促进或抑制，多种阶段多层面的综合作用正在改变着海洋生态系统的生态结构与生物多样性。
珠江口东海域营养盐比例及其对藻类的影响
肖凯 恩
（ ． 东省 中山 市环境 监 测站 ，广 东 中 山 ５８０ ；２清 华 大学深 圳研 究生 院 ，广 东 深 圳 ５８５ ） １ 广 ２４３ ． １０ ５
摘 要 ：根 据珠 江口 东四 口门 （ 门、蕉 门、洪奇 门、横 门 ）海域 的调 查资料 ，对营养盐含量 和比值与 浮游植物 虎
ｔ ｅ Ｐ ａ ｌＲｉ ｅ ｓｕ ｒ ， ｈ ｕ ｒ ｎ ｓ ｃ ｎ ｅ ｔ，ｐ ｏ ｏ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｒｒ ｌｔ ｎ ｈ ｐ ｗｉ ｈ ｔｐ ａ ｋ ｏ ｒ ｗｔ ｓ ｗ ｌ ａ ｏ ｕ ａ ｉｎ ｈ ｅ ｒ ｖ ｒＥ ｔ ａ ｙ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｏ ｔ ｎ ｓ ｒ ｐ ｒ ｏ ｎ ｈ ｉ ｅａ ｉ ｓ ｉ ｔ ｐ ｙｏ ｌｎ ｔ ｎ ｇｏ ｈ ａ ｅ ｌ ｓｐ ｐ ｌｔ ｉ ｉ ｏ ｈ ｏ ｓｒ ｃｕ ｅ ｈ ｖ ｅ ｎ ａ ａｙ ｅ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉａ ｅ ｔ ａ ｈ ｔｐ ａ ｋ ｏ ｏ ｈ ｉ ｈ ａｌＲｉｅ ｔ ａ ｙ ｉ ｅ ａｅ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｔｕ ｔ ｒ ａ ｅ ｂ ｅ ｎ ｌｚ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔｐ ｙ ｏ ｌｎ ｔ ｎ ｇ ｗｔ ｎ ｔ ｅＰｅ ｒ ｖ ｒ ｓ ｒ Ｅｓｕ ｒ ｓｒ ｌ ｔｄ ｔ ｈ ｕ ｒ ｎ ｓ ｉ
生长和种群 结构的 关 系进 行分析 。结果表明 ：调 查海域浮游植 物的 生长与海水 中营养盐的浓度及 营养盐之 间的 比例 均
有关 ，丰 富的 氮、磷 、硅 和较 高的ＮＰ ｉ 、Ｓ：￣ ，可能是形成 目前调 查海域 浮游植物群 落 以硅 藻类 占优 势的种群 ：、Ｓ： ｉ ｇ Ｐ Ｎ
结构 的主要原 因；但是在像深圳湾这样的半封 闭海湾，营养盐含量及其之 间的比例发 生变化 （ 尤其是ＮＰ），将 对浮游植 ：
海洋生态系统中的营养盐循环研究
海洋生态系统中的营养盐循环研究海洋生态系统中的营养盐循环一直以来都是生态学和地球科学领域的研究热点之一。
营养盐的循环对于海洋生物的生长和繁殖起着至关重要的作用。
在本文中，我们将探讨海洋生态系统中的营养盐循环过程及其对生态系统的影响。
一、营养盐循环过程1. 源头输入海洋中的主要营养盐包括氮、磷、硅等元素。
这些元素主要通过陆地的径流、河流和大气降水等方式输入到海洋中。
当降水或河流带来含有营养盐的水体进入海洋时，营养盐会与海水混合，并被分散到整个海洋环境中。
2. 生物摄取海洋中的浮游植物和浮游动物是营养盐的主要摄取者。
浮游植物通过光合作用吸收海水中的二氧化碳和营养盐，并将其转化为有机物质。
而浮游动物则通过摄食浮游植物或其他浮游动物，摄取其中的营养盐。
3. 生物降解在海洋中，有大量的有机物质被生物降解，其中包含了大量的有机氮、有机磷等营养盐。
这些有机物质可以来自于死亡的浮游植物和动物的残骸，以及其他生物的排泄物。
这些有机物质经过生物降解过程后，会释放出相应的营养盐。
4. 沉积作用随着时间的推移，海洋底部会逐渐沉积大量的有机物质。
这些有机物质中含有丰富的营养盐，如有机碳、有机氮和有机磷等。
这些有机物质通过沉积作用，进一步影响着海洋底部的生态系统。
二、营养盐循环对生态系统的影响1. 海洋生物生长营养盐的循环对海洋生物的生长起着至关重要的作用。
浮游植物需要充足的养分来进行光合作用，从而实现生长。
充足的氮、磷等营养盐可以促进浮游植物的繁殖，进而为整个海洋食物链的形成提供基础。
2. 海洋酸化通过摄取二氧化碳，海洋中的浮游植物能够吸收大量碳元素，并将其转化为有机物质。
然而，随着全球气候变化和海洋酸化程度的加深，海洋中的二氧化碳浓度不断上升，影响了浮游植物对营养盐的吸收能力。
这也会对整个营养盐循环过程产生一系列的影响。
3. 海洋富营养化现象过量的营养盐输入可能导致海洋富营养化现象的发生。
当余额营养盐（如氮、磷）的输入过多时，浮游植物和浮游动物数量会急剧增加，形成大规模的藻华。
海洋浮游动物群落结构与生态功能研究
海洋浮游动物群落结构与生态功能研究海洋浮游动物是海洋生态系统中一大类重要的生物群体，它们具有多样的群落结构和生态功能。
本文将探讨海洋浮游动物群落结构及其对海洋生态系统的生态功能。
一、海洋浮游动物群落结构的组成海洋浮游动物群落结构主要由浮游植物和浮游动物两大类组成。
浮游植物包括浮游藻类和细菌等微小植物，而浮游动物包括浮游甲壳动物、虾类、鱼类等。
1. 浮游植物群落结构浮游植物主要由硅藻、硅藻类、硅藻虾和甲藻等组成。
它们是海洋生态系统中重要的初级生产者，通过光合作用将太阳能转化为化学能，并释放氧气。
浮游植物的生长和分布受到水温、光照、营养盐和浮游动物的控制。
2. 浮游动物群落结构浮游动物包括浮游性无脊椎动物和鱼类等。
无脊椎动物主要有浮游甲壳动物、虾和瓢虫等，它们是浮游动物群落中的重要捕食者，通过摄食浮游植物和其他浮游动物来获取能量。
鱼类在浮游动物群落中处于更高的营养级别，它们通过摄食浮游动物和无脊椎动物来获取能量。
二、海洋浮游动物群落的生态功能海洋浮游动物群落在海洋生态系统中发挥着重要的生态功能，包括能量传递、物质循环、气候调节和环境监测等。
1. 能量传递海洋浮游动物群落是海洋生态系统的能量传递桥梁。
浮游植物通过光合作用转化太阳能为化学能，成为海洋食物链的起点。
浮游动物摄食浮游植物，并成为更高营养级别的生物摄食对象，将能量传递给更高级别的捕食者，实现能量的流动。
2. 物质循环海洋浮游动物群落在生物地球化学循环中发挥着重要作用。
浮游植物通过吸收和固定二氧化碳，将其转化为有机碳，并通过死亡和沉降将有机碳沉入海洋底部，促进碳的储存；同时，浮游动物通过摄食和排泄作用，将营养盐和有机物质重新释放到海洋中，参与了氮、磷等关键元素的循环。
3. 气候调节海洋浮游动物群落通过影响海洋生态系统的光学特性和气溶胶的生成释放，对气候调节起到重要作用。
浮游植物通过光合作用，吸收二氧化碳并释放氧气，稳定大气中的气体成分；同时，浮游动物的代谢作用产生的气溶胶影响大气中的能量和湍流，对气候和气候变化起到调节作用。
氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响
氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响作者：樊娟来源：《科技创新导报》2012年第12期近年来随着近海海域污染的加剧,海域富营养化问题日益突出,有害藻类水华的发生频率、规模和危害程度有愈演愈烈的趋势。
氮磷营养盐作为藻类自然种群生长的主要限制因子,已有不少学者针对不同氮源及其浓度、氮磷比对藻类生长的影响做了大量研究。
本文在分析已有研究的基础上,从三个方面详细总结了氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响,并提出了当前研究中存在的主要问题,旨在为相关研究者进一步开展海洋生态保护的工作提供参考。
1 无机氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响海洋藻类增殖的成因较为复杂,但长期以来,研究者们普遍认为氮磷营养盐是海洋环境中藻类自然种群生长的主要限制因子。
尤其是海洋中溶解态的无机氮、磷。
概括起来主要表现在三个方面:一是营养盐浓度和形态,二是营养盐结构,三是营养盐的投加方式。
1.1 营养盐浓度和形态不同形态的氮对浮游植物的生理化特征、赤潮发生的种群及规模有着重要的影响,其中能被海洋浮游植物直接利用的是溶解性无机态。
如张传松等对大鹏湾水域的无机氮的研究表明,赤潮生物的繁殖与其密切相关,每当无机氮含量异常降低,再加上其它营养盐及其环境参数的异常变动,可能是赤潮发生的前奏[1]。
研究表明,实验培养的海洋原甲藻(Prorocentrum micans)在加入不同浓度的NO3--N的情况下,10天后海洋原甲藻明显增长,且与NO3--N浓度呈正相关[2]。
在各种形式的氮化合物中能被海洋浮游植物直接利用的是NH4+-N。
关于溶解无机氮的摄取,有研究指出[3],在高浓度的NO3--N和NH4+-N共存的近岸海域,浮游植物对NO3--N的摄取受NH4+-N含量的控制,它们将NH4+-N和尿素作为氮源进行选择性摄取,二者不足时才摄取NO3--N。
张诚等研究拟尖刺菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)对不同形态氮的吸收时发现[4],NH4-N的α值(最大吸收速率和半饱和常数的比值)为NO3--N的α值的2.57倍,表明在NH4+-N和NO3--N浓度相等的条件下,尖刺菱形藻能更有效的吸收利用NH4+-N。
不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的种间竞争关系
不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的种间竞争关系林忠洲;徐善良;邵波;周伟;严小军【摘要】In order to study the interspecific competitive relationship of Platymonas helgolandica var. Tsingtaoensis and Chaetoceros muelleri Lemmerman, two kinds of microalgae's growth characteristics in single cultivation and cocultivation were observed using of KNO3 and KH2PO4 as N and P source at five mass concentration gradient. The results show that: (1) In single culture condition, P. helgolandica's density is positively related to nitrogen and phosphorus mass concentration (P<0.05), and C. muelleri's density is also positively related to nitrogen mass concentration. But algae density is found to be the highest in phosphorus 1.14 mg/L (P3). (2) Growth effect of two kinds of algae in cocultivation condition is less than in single culture, which shows significant difference (P<0.05). (3) P. helgolandica’s optimum N/P ratio is 14.81, which has higher demand for P. While C. muelleri's optimum N/P ratio is 26.93, which reveals the better adaptability to the low phosphorus concentration. (4) In cocultivation condition, the P. helgolandica of nitrogen treatment group takes a significant competitive advantage. While the C. muelleri of phosphorus treatment group has more competitive advantages. P. helgolandica manifests the obvious competitive advantage in the early stage and late period of cultivation, and C. muelleri shows a greater competitive advantage in the middle period of cultivation.% 为研究青岛大扁藻(Platymonas helgolandica var. Tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri Lemmerman)的种间竞争关系,以KNO3和KH2PO4为N源和P源,各设5个质量浓度梯度,观察了2种微藻单种培养与共培养时的生长特性.结果表明：(1)单种培养时,青岛大扁藻密度与氮、磷质量浓度正相关(P<0.05)；牟氏角毛藻密度与氮质量浓度正相关,但磷以1.14 mg·L-1组(P3)藻密度最高.(2)共培养时,2种藻的生长效果均不如单种培养,存在显著差异(P<0.05).(3)青岛大扁藻最适宜 N/P 比值为14.81,对磷有较高的需求；而牟氏角毛藻的最适宜 N/P 比值是26.93,其对较低的磷浓度具有更好的适应性.(4)共培养下,氮处理组青岛大扁藻占较大竞争优势,磷处理组牟氏角毛藻占更多竞争优势；在培养早期和末期青岛大扁藻具有明显的竞争优势,而在培养中期牟氏角毛藻竞争优势更大.【期刊名称】《宁波大学学报（理工版）》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】6页(P12-17)【关键词】青岛大扁藻;牟氏角毛藻;氮磷;共培养;种间竞争【作者】林忠洲;徐善良;邵波;周伟;严小军【作者单位】宁波大学海洋学院，浙江宁波 315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室，浙江宁波 315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室，浙江宁波 315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室，浙江宁波 315211;宁波大学海洋学院，浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】Q948.8微藻是天然水域生态系统的重要组成部分,其种群生长、演替对水体的生态质量具有重要的影响. 研究表明,在复杂的自然水域中,某种群的生长除了受到生物因素的影响,还受到温度、盐度、光照、营养盐等诸多非生物因素的影响[1-4]. 研究者们普遍认为氮磷营养盐条件不仅是决定微藻生长繁殖的主要因子,而且是微藻种间竞争的关键因素之一[5-6]. 浮游藻类在其生长过程中,对营养盐有各自不同的需求,正是这种对氮磷不同的需求在某种程度上决定了浮游藻类不同物种之间的竞争和共存,氮磷营养盐的改变会导致浮游植物群落结构的改变. 孙军等[7]的研究表明不同氮磷比例对青岛大扁藻生长有明显的影响,青岛大扁藻在低氮磷比例条件下的生长要好于高氮磷比例. Tilman D等[8]研究表明羽纹目硅藻对氮的需求则比较高. 曲克明等[9]研究表明氮磷及其比例对浮游硅藻的组成可能有着明显的影响,氮磷浓度越高,氮磷比离Redfield比(15:1)越远,硅藻种类越少,且硅藻在高氮磷比例条件下生长较好. 李晓山等[10]研究表明当氮浓度较低时,浮游藻类的单种培养与共培养对氮磷比的响应没有显著的差异;当氮磷比为 15:1随着水体氮浓度的增高,则共培养的藻类的生物量显著增加,但单种培养的藻类的变化不显著;当氮磷比为25:1时,随水体中氮浓度的升高,单种培养的藻类和共培养的藻类的生物量均显著升高.扁藻和硅藻是海洋环境中生理生态特性有显著差异的2个类群,是养殖水体中重要的饵料微藻.为此,笔者选取在贝类苗种生产上广泛应用的青岛大扁藻(Platymonas helgolandicavar. tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleriLemmerman)为研究对象,进行不同氮磷质量浓度下的单种培养和共培养比较实验,研究2种藻在单培养和共培养模式下的生长特性,并进一步探讨不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的种间竞争关系.1.1 藻种青岛大扁藻和牟氏角毛藻由宁波大学海洋生物工程重点实验室微藻种质库提供. 1.2 微藻培养实验用海水经脱脂棉过滤后,煮沸消毒,盐度27,pH 8.2. 培养温度20℃,光照强度3000lx,光暗周期L:D=14 h:10 h,培养时间14d.1.3 实验设计分别以KNO3和KH2PO4作为氮源和磷源进行单因素实验,每个因素设置5个水平,每个水平3重复,具体质量浓度值见表 1. 以 N1、N2、N3、N4、N5和P1、P2、P3、P4、P5分别代表各氮磷处理组. N处理组的P质量浓度均为2.05mg·L-1,P处理组的N质量浓度均为15.25mg·L-1.取指数生长期实验藻进行接种培养,青岛大扁藻和牟氏角毛藻的接种密度分别为3×104cell·mL-1和12×104cell·mL-1.培养液为NMB3#培养液,其母液配方:KNO3100g;KH2P0410g;MnSO40.25g;FeSO4·7H2O 2.5g;EDTA-Na220g;VB120.5μg;VB15μg,溶解于1000 mL蒸馏水.1.4 细胞计数隔天取1mL藻液,用Lugol氏液固定,血球计数板计数. 每个样品计数3次,取其平均值.1.5 数据处理种间竞争优势用相对生长速率判别,其计算公式为:K表示生长速率常数,Nt表示培养t天后的藻密度,N0表示初始藻密度,K1、K2分别表示青岛大扁藻在单培养和共培养时,相对于牟氏角毛藻的生长速率,KQ、KJ为单培养时青岛大扁藻和牟氏角毛藻的生长速率常数,K′Q、K′J则为共培养时的生长速率常数.K2表示青岛大扁藻的相对生长速率,KR值大于1表示青岛大扁藻具竞争优势,等于1说明2种藻无竞争,小于1表示牟氏角毛藻具竞争优势.统计分析在EXCEL 2010和SPSS 17.0中进行.2.1 单培养模式下2种藻的生长特征2.1.1 青岛大扁藻在氮磷不同质量浓度下的生长青岛大扁藻在不同氮、磷处理下的生长曲线见图1(a)、图1(b). 由图1(a)和(b)可见,在接种后4d 内,氮磷质量浓度对各组藻的生长无显著影响,6d后组间差异显著性逐渐显现,8d后各处理组的藻密度与氮磷浓度成正相关,低浓度时表现为后期生长明显乏力.图1(a)显示,第10天至第14天时N3、N4、N5三组的藻密度虽无显著差异,但显著高于N1、N2处理组;培养第10天时,前3组的细胞密度达到91.2×104～97.2×104cell·mL-1,约是N1和N2组的2.2倍和1.4倍;10d后,N3、N4、N5的藻密度继续增长,至 14d时藻密度十分接近,约为110×104cell·mL-1;而N1和N2两组的藻密度10d后基本维持不变.图 1(b)的磷处理与氮处理结果较为相似,除P5组与N5组表现相近外,总体上磷处理的最终细胞密度低于氮处理组;培养 6d后,受磷质量浓度限制,低磷浓度的P1、P3、P5三组差异逐渐增大,14d的最终细胞密度分别是42×104、66×104和87×104cell·mL-1,组间差异显著(P<0.05);而P4与P5处理组无显著性差异(P>0.05).2.1.2 牟氏角毛藻在氮磷不同质量浓度下的生长牟氏角毛藻在不同氮、磷质量浓度处理下的生长曲线见图1(c)、图1(d). 由图1(c)可见,与扁藻不同,培养2d后,N5组即表现出快速生长,培养8d时达峰值191×104cell·mL-1,与另4组有显著差异(P<0.05);培养6d后,各组的角毛藻密度随氮质量浓度增加而升高,N3、N4、N5组间的最终藻密度差异不显著(P＞0.05),但极显著高于N1和N2组(P<0.01),约是后两者97×104cell·mL-1的1.9倍和118×104cell·mL-1的1.5倍.图 1(d)结果显示,与氮处理不同,仅在磷质量浓度低于1.14mg·L-1(P3)时角毛藻生长与磷质量浓度成正相关;P5组在培养8d内具显著的生长优势,但随后藻密度不增反减,8d后P3组藻密度超过P5 组,P3组最终藻密度高达266×104cell·mL-1,显著优于其余4组;P2、P3、P5三组的最终密度相近,而P1组2d后就始终处于较低密度水平,仅为75×104cell·mL-1,极显著低于其他处理组(P<0.01).2.2 共培养时2种藻的生长特征2.2.1 共培养对2种藻的密度变化青岛大扁藻和牟氏角毛藻在不同氮磷质量浓度下共培养的藻密度变化见图2. 从图2可知,与各自对应的单培养比较,共培养下2种藻的生长效果均不如单培养,经配对样本t检验分析,两藻的生长皆存在显著差异(P<0.05). 同时发现,培养后期,牟氏角毛藻在N1、N2、N5组及P1、P2、P5 组,藻密度呈现下降,而青岛大扁藻则恰好表现出快速增长的竞争优势.2.2.2 不同氮磷浓度下的最大藻密度共培养模式下,青岛大扁藻和牟氏角毛藻所达到的最大藻密度值见图3、图4. 结果显示,不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的最大藻密度存在组间显著差异(P<0.05). 在实验梯度范围,青岛大扁藻的最大藻密度与氮磷质量浓度成正相关,即氮质量浓度为15.25mg·L-1(N5)和磷质量浓度2.05mg·L-1(P5)时藻密度达最大值;而牟氏角毛藻的最大藻密度呈单峰型,以氮质量浓度为9.70mg·L-1(N3)和磷质量浓度为1.14 mg·L-1(P3)时取得最大值,低于或高于此质量浓度时最大藻密度依次下降.2.3 不同氮磷比(N/P)下2种藻的最终藻密度变化计算不同氮磷质量浓度下的实际氮磷比(N/P),并按序排列,2种藻相应的最终藻密度见表2. 由表2可见,不同的氮磷比对2种藻终细胞密度均有显著影响(P<0.05). 就青岛大扁藻而言,当 N/P值由4.04逐渐提高至14.81时,最终藻密度也随之增加,尤以N/P<12.12时影响显著;当N/P＞14.81时,最终藻密度则随N/P值增大呈负相关. 牟氏角毛藻也呈现类似的现象,所不同的是当N/P＞26.93后,其终细胞密度才出现显著下降.2.4 共培养下青岛大扁藻与牟氏角毛藻的竞争关系依据KR=K2/K1,计算得到KR的变动值为0.77～ 1.49,可绘制成图5. 图5中浅色区域表示青岛大扁藻有竞争优势,深色区域则表示牟氏角毛藻具竞争优势. 在不同氮、磷质量浓度下,培养的前 6d 内,N1～N5组及P5组,均显示青岛大扁藻有较高的相对生长速率,即有较强的竞争优势,6d后这种优势基本上被牟氏角毛藻取代;而P3、P4组则始终表现为牟氏角毛藻具强大的竞争优势;所有处理组在培养末期,青岛大扁藻又再次占优势. 总体来看,氮处理组青岛大扁藻占较大竞争优势,磷处理组则牟氏角毛藻更占竞争优势.3.1 氮磷营养盐浓度与微藻生长的关系有学者提出海洋中浮游植物所需氮、磷营养盐下限分别为无机氮0.08mg·L-1,无机磷0.018 mg·L-1[4].本实验设置的氮磷最低值分别是4.16 mg·L-1、0.23 mg·L-1,远高于所需下限,所以即使在N1或P1处理组,2种藻也表现出一定的生长性. 但是也发现较低氮质量浓度或者低磷质量浓度下,2种藻都较早地进入静止期(图 1和图2),所能达到的最大藻密度也较低(图 3和图 4). 这是因为低氮和低磷组很快接近所需氮磷营养盐下限,最终形成营养盐限制,影响藻类的生长. 所以认为在低氮或低磷处理下,影响青岛大扁藻和牟氏角毛藻繁殖的主因是氮磷营养盐缺乏. 实验结果表明,随着氮质量浓度的升高,无论是青岛大扁藻还是牟氏角毛藻都表现出正效应(图 1(a)和图 1(c)). 磷质量浓度的升高对青岛大扁藻同样有促进作用(图 1(b)),而对牟氏角毛藻则不然,过高的磷质量浓度反而会抑制其生长(图1(d)). 同时发现,当氮、磷质量浓度达到N3、P3以上值时,获得的最大藻密度十分接近(图3和图4),说明此时氮磷营养盐浓度已能完全满足,不再是主因素. 陆茸[11]也发现,当营养盐达到一定浓度时,再增加营养盐不能明显地促进微藻的生长. 营养盐浓度越高并不一定有利于藻类生长,过高反而有抑制作用[12].3.2 N/P比值对微藻生长的影响微藻的生长不仅与氮磷营养盐浓度有关,而且当水体中氮磷营养盐达到一定的水平,还受到N/P比值的影响. N/P比值过高或过低均不利于微藻的生长,通常认为藻类维持正常生长和生理平衡所需的N:P为16:1[1,2,4-16],若N/P比值大于 16,磷被认为是限制因素;当N/P比值小于10时,氮被认为是限制性因子[17]. 但是,因为每种微藻对氮磷结构比具有特殊的需求,故不尽相同. 从表2结果可发现,青岛大扁藻最适N/P比值是14.81,N/P比值大于 14.81时,磷逐渐成为限制因子,青岛大扁藻的生长受到抑制,说明青岛大扁藻对磷有较高的需求. 这一结果与孙育平等[18]得到的亚心形扁藻最适N/P比值为17的研究结果十分相近. 而牟氏角毛藻的最适N/P 比值是26.93,与Austin等[19]、于瑾等[20]得到的牟氏角毛藻最佳 N/P比值分别为28、23的研究结果较为一致. N/P比值为26.93(远大于 16)时,磷显然已成为限制因子,但牟氏角毛藻的生长却最佳,这一事实说明牟氏角毛藻对较低的磷营养盐具有更好的适应性.3.3 共培养模式下2种藻的竞争力优势分析在共培养环境中,随着可利用氮磷营养盐的减少,对氮磷吸收能力强的微藻容易成为优势种,而另一种的数量不会增加,两者发生竞争排斥[14].因此,共培养条件下,最大藻细胞密度往往低于或接近单种培养时的密度[14-15],但在一些赤潮藻研究中也有明显高于单种培养时最大细胞密度的现象发生[15]. 本研究结果显示,青岛大扁藻和牟氏角毛藻共培养开始时,藻的生长与各自单培养时基本一致,但最大藻密度普遍低于单培养时的最大藻密度,符合一般规律. 原因是随着2种藻细胞的不断增殖,对氮磷的共同吸收加快了水体营养盐的消耗速度,导致培养后期青岛大扁藻和牟氏角毛藻争夺有限氮磷营养盐资源,双方的互相抑制作用是影响藻生长最直接因素. 有研究表明,扁藻竞争能力明显强于眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis ocutala)[16];青岛大扁藻会强烈地抑制强壮前沟藻(Amphidinium carteraeHulburt)的生长[5];研究还发现青岛大扁藻能分泌克生物质[5]. 结合图5可清楚地看到,在共培养中期牟氏角毛藻具有明显的竞争优势,而培养早期和末期青岛大扁藻更显竞争优势.【相关文献】[1] 李锋,葛长字,方建光. 不同温度和接种密度下亚心形扁藻增殖的初步研究[J]. 海洋水产研究,2007,28(6):61-66.[2] 杨东方,陈生涛,胡均. 光照、水温和营养盐对浮游植物生长重要影响大小的顺序[J]. 海洋环境科学,2007,26(3):201-207.[3] 周洪琪,Renaud S M,Parry D L. 温度对新月菱形藻、铲状菱形藻和杷夫藻的生长、总脂肪含量以及脂肪酸组成的影响[J]. 水产学报,1996,20(3):235-240.[4] 钱振明,邢荣莲,汤宁. 光照和盐度对8种底栖硅藻生长及其生理生化成分的影响[J]. 烟台大学学报:自然科学与工程版,2008,21(1):46-52.[5] Pratt C M. 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东山湾营养盐结构及限制作用的初步研究
摘 要：根据2013年4个航次的调查资料，对东山湾春、夏、秋、冬4个季节营养盐结构分布特征及其限制状况进行分析研究。
结果表明：营养盐结构平面分布随着季节变化而不同，陆地径流和沿岸流对营养盐分布有较大影响，夏秋冬3个季节Si/P 和Si/N 比值由北向南递减，春季相反。
N/P 比值除了冬季外，其他季节都是由北向南递增的趋势。
东山湾海域潜在限制性因子主要为P ，秋冬两季尤为明显。
关键词: 东山湾；营养盐结构；分布特征；限制作用 中图分类号：X824 文献标志码：APreliminary Research of the Nutrient Structure and Restriction in Dongshan BayWang Zhen(Ocean Environment and Fishery Resources Monitoring Center of Fujian Province, Fuzhou 350003, China)Abstract: On the basis of the survey data of four voyages in 2013, distribution characteristics of the nutrient structure in Dongshan Bay in spring, summer, autumn and winter and its restriction status are analyzed. The results show that horizontal distribution of the nutrient structure varies with the seasonal change. The influence of land runoff and coastal current on the nutrient distribution is big. The ratios of Si/P and Si/N in summer, autumn and winter decrease progressively from the north to the south, but increase in spring. Except winter, the ratio of N/P in the other three seasons tends to increase from the north to the south. P is the major potential restriction factor in Dongshan Bay, especially obvious in autumn and winter. Keywords: Dongshan Bay; Nutrient Structure;Distribution Characteristics; Restriction CLC number: X824收稿日期：2015-01-09基金项目：福建省海洋与渔业厅主要海湾环境监测专项（闽海渔[2013]175号）基金资助作者简介：王 臻（1982-），男，工程师。
河流系统营养盐污染对浮游植物种群的影响
河流系统营养盐污染对浮游植物种群的影响随着城市化进程的加快和农村化进程的推进，水资源的污染问题越来越严重，其中一个主要的污染源是营养盐的过量排放，特别是磷和氮。
营养盐过多进入水体后会造成富营养化，从而引起浮游植物的大量繁殖。
虽然浮游植物是水生生态系统中非常重要的组成部分，但过量繁殖的浮游植物却会对自身生态系统产生不良影响，特别是造成水体富氧和酸性的增加，从而形成“死亡区域”。
因此，分析营养盐污染对浮游植物种群的影响，有助于更好地了解富营养化对水资源和人类社会的影响，也是防范水资源污染、保护生态环境的重要手段。
营养盐污染对浮游植物种群的影响是多方面的，首先是影响浮游植物的物种组成和生物量。
营养盐过量进入水体后，会使浮游植物的生长速度显著加快，而不同的浮游植物对营养盐的利用率不同，因此，营养盐过剩会导致一些优势种或胁迫生长的种类大量繁殖，而其他种类则减少或消失，从而引起生物群落的结构变化。
例如，研究表明，氨态氮的过量输入会导致鞭毛虫科等弱耐污的浮游动物死亡，因此，多样性降低，生态系统减弱稳定性。
此外，生态系统复杂性会影响营养盐的影响，当不同种群的数量和结构发生变化时，生态系统内的相互作用随之改变，从而对生态系统的自我调节能力产生影响。
其次，富营养化还会影响浮游植物的光合作用和呼吸代谢。
研究发现，氮磷过多对浮游植物的生长产生明显的不利影响，一方面是对光合作用的抑制，另一方面是对电子传递链的损害，从而导致浮游植物的凋萎和死亡。
同时，营养盐过剩也会增加水体的有机负荷，促进酵解和微生物代谢的活动，从而引起氧化还原环境的变化。
例如，氮磷过多的污染会影响水体中的DO含量，使水体氧量降低，导致浮游植物和其他水生生物死亡。
另外，营养盐也会影响浮游植物的生活史特性和生态学机制。
由于营养盐过剩导致的水环境恶化，会直接影响浮游植物的生殖和成长的过程。
例如，营养盐过多会影响蓝藻、绿藻等浮游植物的萌发和生长，这些植物又会引起水面的浑浊，导致植物之间的竞争更加激烈，从而影响它们的生命周期、生长速度和数量。
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开始时氮磷浓度及氮磷原子比例. 实验温度为 20～29 ℃,光源
为自然光 ,光照强度为 1000～ 20000Lux ,光照周期约为 13 ¬
11 ,盐度为 30～32 ,p H 为 8. 0～8. 3. 每日取样 ,监测浮游植物
种类和数量 ,测定叶绿素含量及水体中溶解无机氮 (DIN) 和溶
解无机磷 (DIP) 的浓度. 用硅藻种类 、数量及Shannon多样性指
3 期 曲克明等 :氮磷营养盐影响海水浮游硅藻种群组成的初步研究 447
表 2 浮游硅藻的起始组成 Table 2 Original assemblage of planktonic diatoms
种 类 Species
数量 Number (103 ind·L - 1)
图 1 DIN ( Ⅰ) 、DIP( Ⅱ) 和叶绿素2a ( Ⅲ) 的变动 Fig. 1 Varying of dissolved inorganic N (DIN) ( Ⅰ) and dissolved inorganic P (DIP) ( Ⅱ) and chlorophyll2a ( Ⅲ) .
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446
应 用 生 态 学 报 11 卷
数说明氮磷比对硅藻组成的影响. 212 氮磷营养盐浓度和叶绿素 a 的测定
程度的富营养化可以促进浮游硅藻叶绿素的增加.
验过程中浮游硅藻种类消失情况. 可以看出 ,添加氮磷
312 实验过程中浮游硅藻种类和多样性指数的变动
的各实验组 ,与对照组比较 ,除 2 号和 6 号实验组外 ,
表 2 为浮游硅藻的起始组成. 可以看出 ,共有 16 浮游植物种类数均有不同程度的减少 ,氮磷浓度最高
应 用 生 态 学 报 2000 年 6 月 第 11 卷 第 3 期 CHIN ESE J OU RNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 2000 ,11 (3) ∶445～448
氮磷营养盐影响海水浮游硅藻种群组成的初步研究 3
3 结果与讨论
311 实验过程中氮磷及叶绿素 a 的变化
从表 1 可以看出 ,引入海水中溶解无机氮 (D IN) 和溶解无机磷 (D IP) 的本底值分别为 13. 86 和0. 62 μmol·L - 1 ;实验组溶解无机氮 (D IN) 浓度从低到高 ,约 分别 为 20 、30 和 42μmol ·L - 1 , 实 验 组 溶 解 无 机 磷 (D IP) 的浓度从低到高 ,约分别为 1. 7 、2. 6 和3. 7μmol ·L - 1 . 本次实验旨在观察氮磷在一定范围内的增加会 对水体中叶绿素产生什么样的影响. 图 1 为低氮低磷 ( Trial 1) 、低氮高磷 ( Trial 4) 、高氮低磷 ( Trial 8) 和高 氮高磷 ( Trial 10) 营养盐中氮磷和叶绿素 a 的变动情 况. 可以看出 ,随着培养时间的增加 ,叶绿素 a 的浓度 亦随着提高 ;但各实验组叶绿素 a 的增加程度却不相 同 ,高氮高磷组 ( Trial 10) 叶绿素 a 增加了3. 21μg · L - 1 ,增加幅度最大 ,低氮低磷组 ( Trial 1) 叶绿素 a 增 加了 2. 60μg·L - 1 ,增加幅度最小 ,其他 8 个组叶绿素 a 的增加量介于二者之间. 可以推断 ,氮或磷浓度的增 加 ,均不同程度促进了叶绿素 a 浓度的增加 ,说明一定
对虾养殖池的采样地点为青岛市城阳区流亭镇 , 采样时 间为 1997 年 7 月和 8 月 ,现场采样后 ,加三氯甲烷固定 ,于 2h 内送回实验室 ,立即测定营养盐 ,测定方法同 212 ;用于叶绿素 测定的样品亦是在 2h 内送回实验室 ,立即测定叶绿素 ,测定方 法同 212 ;用于硅藻种类及数量测定的水样 ,采样和测定方法同 213.
曲克明 3 3 陈碧鹃 袁有宪 辛福言 (中国水产科学研究院黄海水产研究所 ,青岛 266071)
【摘要】 用实验生态学方法研究了氮磷营养盐对近岸海洋硅藻组成的影响. 结果表明 ,氮磷营养盐浓度及其比 例可能对海水浮游硅藻组成有着明显的影响 ,氮磷营养盐浓度越高 ,氮磷比离 Redfield 比越远 ,硅藻种类越少 , Shannon 指数越低. 这一结果在对虾养殖池浮游植物的观测中得到初步验证.
营养盐 包 括 氨 氮 ( N H42N ) 、硝 酸 氮 ( NO32N ) 、亚 硝 酸 氮 (NO22N) 、溶解无机氮 (DIN) 、溶解无机磷 (DIP) 和硅酸盐. 营养 盐和叶绿素 a 测定方法按文献[ 22 ]方法进行. 213 浮游硅藻种类及数量的测定
采样和测定方法按文献[ 22 ]方法进行. 214 对虾养殖池样品的采集
种藻组成 ,其中中肋骨条藻和新月菱形藻为优势种 ,约 组 (实验组 10) 浮游植物消失的种类最多. 氮磷比高于
占 70 % ;柔弱根管藻 、日本星杆藻 、日本星杆藻 、浮动 25 的组 (实验组 8) 和低于 8 的组 (实验组 3 和 4) ,浮
弯角藻 、刚毛根管藻 、丹麦细柱藻和奇异菱形藻所占的 游硅藻消失的种类较多.
DIN (μmol·L - 1) DIP (μmol·L - 1)
N/ P
1 (CK)
13. 86
0. 62
22. 4
2
20. 06
1. 73
11. 6
3
20. 75
2. 68
7. 7
4
20. 59
3. 67
5. 6
5
30. 20
1. 81
16. 68
6
31. 09
2. 54
12. 2
7
29. 26
养盐对近岸海水硅藻组成的影响 ,旨在为近岸海洋生 态系的研究提供基础数据.
2 材料与方法
211 实验方法
在 150L 玻璃钢水缸中 ,引入青岛小麦岛天然海水 100L ,
加入不同量的氮磷营养盐 ,在透明玻璃钢瓦的温室中充气培养
浮游硅藻 (引入的天然海水经过高位蓄水池进入培养水缸 ,经
鉴定水中的浮游植物均为硅藻) ,同时做对照实验 ,表 1 为实验
所占百分数均增加至 90 %以上 ;同时 ,各实验组浮游 组 ,其多样性指数均较对照组低 ;氮磷比为 15～17 的
植物的种类 ,随培养时间的增加 ,逐渐减少. 表 3 为实 组 ( 实 验 5 和 9 组 ) , 其 Shannon 多 样 性 指 数 最 高 , 为
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%
0. 30～0. 33 ;氮磷比小于 8 的组 (实验 3 、4 和 7 组) ,其 Shannon 多样性指数最小 ,小于 0. 16. 其他各个实验 组 , 其 Shannon 多样性指数介于前二者之间. 但是 ,氮
33. 14
1. 70
25. 4
9
41. 96
2. 66
15. 8
10
42. 08
3. 74
11. 3
3 国家自然科学基金重大项目 (497901001) 和中华农业科教基金资 助项目 (98 - 03 - B - 03) . 3 3 通讯联系人. 1999 - 05 - 04 收稿 ,1999 - 09 - 09 接受.
Key words Planktonic diatoms , Nutrients , Population constituent , Nitrogen , Phosphorous.
1 引 言
浮游植物群落结构和演替规律除与浮游植物的地 域性分布 、温度及盐度等有关外 ,还与氮磷等营养元素 的浓度及其比例密切相关. 氮磷营养盐是海水浮游植 物生长不可缺少的营养要素 ,大约以 16 ¬1 ( Redfield 比) 的原子数比例被浮游植物吸收[18 ] . 对开放体系而 言 ,氮磷营养盐是影响浮游植物的主要因素 ,一方面 , 浮游植物可以吸收不同形态的氮磷 ,另一方面 ,氮磷营 养盐的改变会导致浮游植物群落结构的改变[1 ,2 ] . 在 国外 ,有关氮磷营养盐对浮游植物影响的研究 ,已经有 很多报道 ,其研究内容主要涉及营养盐及其氮磷限制 条件下对浮游植物生长的影响[3～6 ] ;环境中氮磷营养 盐对浮游植物吸收营养盐及浮游植物生化组成的影 响[8～12 ,16 ,17 ,20～23 ,26 ] ;环境中氮磷比与浮游植物生长 的关系[13 ,19 ,23 ,24 ,26 ] ;营养盐及捕食压力对浮游植物群 落结构变化的影响[7 ,25 ] 等. 在国内 ,这方面的研究主 要集中在浮游植物随时间 (季节) 和空间 (地域) 的变动 情况[14 ,15 ,27 ] . 近年来 ,我国沿海地区经济的发展和近 海的开发利用 ,加速了近海海域富营养化进程 ,这必然 引起浮游植物群落结构的变化 ,而海洋硅藻是近岸海 洋藻类的主要种类之一 ,因此 ,研究氮磷营养盐对近岸 硅藻组成的影响 ,对于近岸海洋生态系研究及营养盐 的生物地球化学循环具有重要意义. 我们于 1998 年 6 月在黄海水产研究所小麦岛实验室初步研究了氮磷营
百分数均小于 0. 1 %.
另外 ,从实验中还发现 ,浮游硅藻的 Shannon 指数
各实验组 ,经过 5d 培养后 ,优势种仍为实验开始 也随氮磷比的不同而变化. 表 4 为实验结束时各实验
时的新月菱形藻和中肋骨条藻 ,但它们在浮游硅藻中 组浮游硅藻的 Shannon 指数. 可以看出 ,添加氮磷实验
关键词 浮游硅藻 营养盐 种群组成 氮 磷
A preliminary study on influence of N and P on population constituent of planktonic diatoms in sea water. QU Kem2 ing ,CHEN Bijuan , YUAN Youxian and XIN Fuyan ( Yellow Sea Fisheries Research Instit ute , Chi nese A cademy of Fisheries Sciences , Qi ngdao 266071) 2Chi n. J . A ppl . Ecol . ,2000 ,11 (3) :445～448. Experiment was conducted to study t he influence of N and P on population constiuent of planktonic diatoms in seawa2 ter. The concentrations of N and P and t heir ratios might significantly affect t he population constituent of planktonic diatoms in seawater ,t he more t he concentrations of N and P and t he bigger t he N/ P ratio to Redfield ratio ,t he less t he species of planktonic diatoms and Shannon’s index. The experimental result was verified in t he investigation from shrimp culturing ponds.