东海围隔实验中营养盐对浮游植物生长的影响及其动力学研究
近年来由于人类活动的影响给海洋生态环境造成的巨大压力使东海长江口及杭州湾邻近海域富营养化严重，大面积赤潮频发，严重影响了海洋养殖业等经济发展，甚至危害到人类自身健康。针对东海发生赤潮的特点，本文通过海洋围隔生态实验结合实验室一次培养实验研究了营养盐对东海典型赤潮藻即东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响，并利用浮游植物对营养盐的吸收/释放动力学模型描述了围隔生态系统中浮游植物对营养盐的吸收利用，还分别计算了围隔中浮游植物对PO4-P和NO3-N的吸收/释放速率常数，及东海原甲藻和中肋骨条藻对PO4-P和NO3-N的吸收/释放速率常数。本文研究初步取得如下结果：
1通过围隔生态实验研究了不同浓度营养盐对东海典型赤潮藻即东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。
海水中磷酸盐含量的增加对东海原甲藻和中肋骨条藻的生长均具有明显促进作用；在磷酸盐相对丰富的条件下，同时增加海水中的硝酸盐含量则对其生长具有更加显著的刺激作用。在以NO3-N为添加氮源的培养实验中，东海原甲藻和中肋骨条藻均以NO3-N为氮的主要吸收形态。
东海原甲藻比较适应营养盐浓度较低的生长环境，具有较强的耐“饥饿”能力；相反，中肋骨条藻的生长更适合营养盐浓度相对较高的环境，即在营养盐相对丰富的环境中，中肋骨条藻具有更强的竞争能力。同时，海水中氮磷比会影响浮游植物的生物量及优势种的变化，氮磷比过高或过低均不利于浮游植物生长，当介质中氮磷比接近浮游植物体内的氮磷比时比较有利于浮游植物的生长。而浮游植物体内的氮磷比受外界环境影响较小，基本保持不变。
围隔生态系统中营养盐形态的变化与浮游植物的生长变化一致，可以很好的反映浮游植物生长和消亡的过程。此外，东海原甲藻和中肋骨条藻均在实验初期大量迅速吸收溶解无机态营养盐，而其快速生长的指数生长期滞后于营养盐的快速吸收期1～2天。
2通过实验室培养实验分别研究了不同浓度营养盐对东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。
实验室培养实验结果基本与围隔实验结果一致。即东海原甲藻生长对营养盐的需求较中肋骨条藻小。在PO4-P浓度不同而其它实验条件相同的环境中，东海原甲藻及中肋骨条藻的生长状况在不同浓度体系中有所不同，即在一定营养盐浓度条件下，生物量随PO4-P浓度增高而增大；而在其它条件相同仅NO3-N浓度不同的环境下，由于受PO4-P浓度的影响，东海原甲藻在不同NO3-N浓度体系中生长差异很小，中肋骨条藻亦显示同样现象。由此表明磷可能是东海原甲藻及中肋骨条藻生长中较为重要的限制因子，而氮则是在其生长受磷影响较小情况下的一个重要刺激因素。
3利用浮游植物对营养盐的吸收/释放动力学模型描述了围隔生态实验中浮游植物对营养盐的吸收利用，并分别计算了围隔中浮游植物和东海原甲藻、中肋骨条藻对PO4-P和NO3-N的吸收/释放速率常数。
用浮游植物对营养盐的吸收/释放动力学模型分别描述了围隔中浮游植物和东海原甲藻、中肋骨条藻细胞内磷和氮浓度的倒数随时间的变化，并通过非线性拟合得到其对PO4-P和NO3-N的吸收和释放速率常数k1和k2。结果表明，浮游植物对营养盐的吸收速率常数k1均大于释放速率常数k2，体现了浮游植物生长中对营养盐的净吸收过程。通过比较不同藻种对PO4-P和NO3-N的k1和k1可知，东海原甲藻和中肋骨条藻的生长均较容易受到磷酸盐的限制，但是当磷酸盐相对比较丰富时，中肋骨条藻比东海原甲藻更容易受到硝酸盐的限制。
营养盐;浮游植物;海洋围隔实验;动力学;海洋生态环境;赤潮藻
中国海洋大学
硕士
应用化学
石晓勇
2005
中文
Q178.53;X55
69
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）