海洋浮游植物金属元素含量对营养盐水平的响应研究
海洋浮游植物是海洋中金属元素循环的重要载体，浮游植物的元素组成与浮游植物的种类、生物量和生产力水平以及其他环境因素有关，是反映海洋中元素浓集和迁移的重要参数。研究不同营养盐条件下浮游植物中金属元素的含量，对探讨浮游植物对海洋沉积物的贡献以及痕量元素的生物地球化学循环都有十分重要的意义。 本文选用中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、亚心形扁藻（Tetraselrnis subcordiforus）以及三角褐指藻（Phaeodactylum）为研究对象，在固定氮磷比改变营养盐整体水平、固定磷酸盐改变硝酸盐浓度、固定硝酸盐改变磷酸盐浓度下对三种浮游植物进行了培养，研究了三种实验条件下三者生长曲线、比生长率曲线以及叶绿素和干重的变化规律；收集培养浮游植物进行消解，测定并计算出藻体中金属元素的含量。除三种营养盐变化条件下三种浮游植物的生长规律以及金属元素的含量分布研究外，还对实验室培养的浮游植物金属含量与网采浮游植物进行了对比。根据以上研究的结果探讨了浮游植物金属元素对营养盐水平的响应。主要结果有： （1）固定N/P比增加营养盐水平时，Fe元素在中肋骨条藻和三角褐指藻中含量降低，在亚心形扁藻中含量较恒定；Zn元素在三种藻中含量降低；Cu元素在中肋骨条藻和亚心形扁藻中含量先升高后降低，在三角褐指藻中升高；Mn元素在中肋骨条藻和三角褐指藻中含量降低，在亚心形扁藻中先升高后降低；Ca元素在三种藻中含量降低。 （2）固定磷酸盐浓度增加硝酸盐浓度的条件下，Fe元素在三种藻中的含量降低；Cu元素在三种藻中含量先升高后降低的特点；Mn元素在中肋骨条藻和三角褐指藻中降低，在亚心形扁藻中呈现先升高后降低的趋势；Ca在三角褐指藻中含量先升高后降低。 （3）固定硝酸盐浓度增加磷酸盐浓度的条件下，Fe在三种藻中的含量先降低后升高；Cu在中肋骨条藻和亚心形扁藻中的含量先升高后降低；Mn在中肋骨条藻和三角褐指藻中的含量是先降低后升高，在亚心形扁藻中的含量无明显变化；Zn元素在中肋骨条藻和三角褐指藻中的含量降低，在亚心形扁藻中的含量先升高后降低；Ca元素在三种藻中的含量随磷酸盐浓度的升高先降低后升高；Mg元素在三种藻中的变化趋势是随磷酸盐浓度的增高先升高后降低。 由以上浮游植物金属含量随营养盐水平的变化特征可得出的主要结论如下： 1、藻体金属元素含量对营养盐的响应有如下两种情形： （1）藻体对某些金属的吸收能力较强且不受营养盐水平的影响；营养盐限制条件下藻体有较高的金属含量。中肋骨条藻和三角褐指藻中的Fe、Mn、Zn属此情形。 （2）营养盐缺乏会限制藻类对某些金属的吸收；营养盐限制条件下藻体金属含量较低。中肋骨条藻、亚心形扁藻和三角褐指藻对Cu、Mg的吸收和亚心形扁藻对Mn的吸收属此情形。 2、亚心形扁藻对金属的吸收有不同于两种硅藻的现象：藻体中Fe的含量保持恒定，基本不受营养水平的影响；硝酸盐限制影响藻体对Mn的吸收；磷酸盐限制对Zn元素的吸收有一定的影响。 3、对中肋骨条藻进行细胞清洗实验发现，大部分的金属既有胞内组分也有胞外吸附，大多数元素以胞内吸收为主。 4、实验室培养的浮游植物与网采浮游植物中的金属元素比较可得：Fe、Mn两种金属在实验室培养的藻体中的含量都高于网采浮游植物中的含量，Zn和Cu两种金属的含量网采浮游植物中要高，与实验室培养和现场环境条件的差异以及浮游植物种类等因素有关。
海洋浮游植物;金属元素;营养盐水平;吸收能力
中国海洋大学
硕士
海洋化学
李铁
2013
中文
P734;Q948.8
93
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）