長江口及鄰近海域尿素的來源、分布及其在甲藻赤潮發(fā)生中的作用初探.pdf

1、長江口及鄰近海域是典型的赤潮多發(fā)區(qū)，每年春末夏初暴發(fā)面積達(dá)7000Km2，持續(xù)時(shí)間長達(dá)100d。氮作為浮游植物生長的必要生源要素，其含量和組成對(duì)浮游植物生物量和種群結(jié)構(gòu)有重要影響。調(diào)查結(jié)果表明，長江口及鄰近海域東海原甲藻赤潮暴發(fā)時(shí)，水體中溶解有機(jī)氮（DON）含量占溶解態(tài)總氮（TDN）含量的68％，DON對(duì)維持大規(guī)模、長時(shí)間的東海原甲藻赤潮具有重要作用。作為水體中有機(jī)氮的重要組成部分，考察長江口及鄰近海域尿素的來源、時(shí)空分布以及浮游植物對(duì)

2、其吸收利用特性，這不僅對(duì)豐富長江口及鄰近海域DON的生物地球化學(xué)過程，而且對(duì)揭示該海域DON在東海原甲藻赤潮發(fā)生的作用具有重要意義。
　　本文以東海赤潮高發(fā)區(qū)為研究區(qū)域，首先根據(jù)2010~2011年在研究海域大面調(diào)查和長江入?？谀贤ㄕ镜默F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定長江口及鄰近海域尿素的時(shí)空分布特征以及長江徑流的尿素輸入通量，結(jié)合鹽度、葉綠素、浮游植物豐度和浮游動(dòng)物豐度等相關(guān)因子，分析影響該海域尿素來源和時(shí)空分布的主要因素；進(jìn)而應(yīng)用研究海域典

3、型斷面的多航次調(diào)查，結(jié)合尿素對(duì)浮游植物生長影響的室內(nèi)模擬試驗(yàn)，綜合分析研究海域典型甲藻對(duì)尿素的吸收利用特性，初步探討尿素在研究海域甲藻發(fā)生中的作用。論文的主要研究結(jié)果如下：
　?。?）2011~2013年的長江南通站監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，尿素的年輸入通量達(dá)到92472 t，在DON輸入通量中占比達(dá)15%；尿素濃度和輸入通量都呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化特征，其高峰值出現(xiàn)在4月~7月份，尿素的含量達(dá)到1.61~6.61μmol·L-1，占 DON比例

4、達(dá)到6.4%~26.8%，而此期間尿素的輸入通量占全年尿素輸入通量的比例達(dá)58%，這是由于春末夏初為長江流域施肥灌溉高峰期和強(qiáng)降雨期，土壤中氮素大量流失導(dǎo)致尿素含量和輸入通量高于其他季節(jié)。
　　（2）研究海域大面調(diào)查結(jié)果顯示，長江口及鄰近海域尿素含量在0.03~6.32μmol·L-1范圍內(nèi)，在DON中占比11.25~32.20%。在時(shí)間尺度上，尿素的含量呈現(xiàn)季節(jié)分布特征，其在DON中的占比也呈現(xiàn)季節(jié)分布特征。在平面分布上，春季尿

5、素濃度呈現(xiàn)近岸高、遠(yuǎn)岸低的分布特征，其在DON中的占比也呈現(xiàn)近岸高、遠(yuǎn)岸低的分布特征，初夏尿素濃度呈現(xiàn)斑塊狀的分布特征，其在DON中的占比也呈現(xiàn)斑塊狀的分布特征，而秋季尿素濃度呈現(xiàn)南高北低的分布特征，其在DON中的占比也呈現(xiàn)南高北低的分布特征。
　　進(jìn)一步分析表明，研究海域尿素的分布主要受陸源輸入、微生物代謝、浮游植物吸收利用以及浮游動(dòng)物排泄等多種因素的共同影響。其中，在研究海域的表層和次表層，尿素濃度主要受到陸源輸入、浮游植物吸

6、收和浮游動(dòng)物排泄作用的共同調(diào)控；而在甲藻赤潮暴發(fā)的集中時(shí)間段，浮游植物吸收是影響其濃度分布的主要因素。而底層尿素濃度影響因素較多，可能來源于海水中動(dòng)物的排泄和一些異養(yǎng)微生物對(duì)蛋白質(zhì)、氨基酸的分解。
　?。?）依據(jù)室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，東海典型甲藻赤潮肇事種東海原甲藻（Prorocentrum donghaiense Lu）和米氏凱倫藻（Karenia mikinotoi）均能以尿素作為唯一氮源而快速生長，其中，米氏凱倫藻在以硝態(tài)氮

7、為氮源時(shí)生長速率明顯高于以尿素為氮源時(shí)的生長速率，東海原甲藻以尿素為氮源時(shí)的生長速率和以硝態(tài)氮為氮源時(shí)的生長速率接近，上述研究結(jié)果表明在無機(jī)氮缺乏時(shí)，尿素可以作為替代氮源而被甲藻直接吸收利用。
　　（4）依據(jù)2011年3月~5月典型斷面7次精細(xì)調(diào)查結(jié)果，初步探討了尿素在研究海域東海原甲藻赤潮暴發(fā)和維持過程中的作用。在夜光藻赤潮暴發(fā)前，尿素的濃度主要受陸源輸入、浮游植物代謝和浮游動(dòng)物排泄作用共同控制；隨著夜光藻赤潮的暴發(fā)，夜光藻的吞