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7000Km2，持續(xù)時間長達100d。氮作為浮游植物生長的必要生源要素，其含量和組成對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，水體中溶解有機氮（DON）含量占溶解態(tài)總氮（TDN）含量的68％，DON對維持大規(guī)模、長時間的東海原甲藻赤潮具有重要作用。作為水體中有機氮的重要組成部分，考察長江口及鄰近海域尿素的來源、時空分布以及浮游植物對

2、其吸收利用特性，這不僅對豐富長江口及鄰近海域DON的生物地球化學過程，而且對揭示該海域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)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定長江口及鄰近海域尿素的時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物豐度等相關(guān)因子，分析影響該海域尿素來源和時空分布的主要因素；進而應(yīng)用研究海域典

3、型斷面的多航次調(diào)查，結(jié)合尿素對浮游植物生長影響的室內(nèi)模擬試驗，綜合分析研究海域典型甲藻對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)測結(jié)果表明，尿素的年輸入通量達到92472 t，在DON輸入通量中占比達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，尿素的含量達到1.61~6.61μmol·L-1，占 DON比例

4、達到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58%，這是由于春末夏初為長江流域施肥灌溉高峰期和強降雨期，土壤中氮素大量流失導致尿素含量和輸入通量高于其他季節(jié)。
　?。?）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、遠岸低的分布特征，其在DON中的占比也呈現(xiàn)近岸高、遠岸低的分布特征，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、收和浮游動物排泄作用的共同調(diào)控；而在甲藻赤潮暴發(fā)的集中時間段，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物的排泄和一些異養(yǎng)微生物對蛋白質(zhì)、氨基酸的分解。
　?。?）依據(jù)室內(nèi)培養(yǎng)實驗結(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、為氮源時生長速率明顯高于以尿素為氮源時的生長速率，東海原甲藻以尿素為氮源時的生長速率和以硝態(tài)氮為氮源時的生長速率接近，上述研究結(jié)果表明在無機氮缺乏時，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