近年來,東海沿岸已成為我國有害藻華的多發(fā)區(qū),針對該海區(qū)開展的藻華研究也日益增多。藻華爆發(fā)會消耗水體中大量溶解氧并可能釋放毒素,不僅會對水體性質(zhì)造成影響、對海洋生物構(gòu)成威脅,還會影響人類的健康。本文通過對2016年春季東海沿岸藻華爆發(fā)情況的考察、主要環(huán)境因子的調(diào)查以及水體主要氮循環(huán)過程速率的測定,依據(jù)現(xiàn)場東海原甲藻藻華爆發(fā)的具體情況和相關(guān)參數(shù),詳細探討了藻華的爆發(fā)與環(huán)境因子之間的相互作用以及藻華區(qū)水體的主要氮循環(huán)過程,本文還依據(jù)歷史研究和本航次藻華情況、生物量、藻密度、赤潮藻培養(yǎng)試驗的討論,對東海原藻華藻華進行分區(qū)(南區(qū)和北區(qū))和分階段討論。東海原甲藻藻華的爆發(fā)受到多種因子的調(diào)控。春季,長江沖淡水和閩江沖淡水為東海沿岸帶來高濃度氮、高氮磷比、低鹽的表層水,為東海原甲藻藻華的爆發(fā)提供了物質(zhì)基礎(chǔ);在一定范圍內(nèi)(16-19℃),溫度越高,東海原甲藻藻華的爆發(fā)越強;在受到?jīng)_淡水影響的各站位表層和次表層低鹽水體中,東海原甲藻藻華更容易爆發(fā);除營養(yǎng)鹽、溫度和鹽度外,濁度也可以通過改變水體的透光性間接影響浮游植物生長;此外,在低光條件下,表層水體傾向于獲得更高的生物量,可能由于東海原甲藻更適應(yīng)低光環(huán)境。另外,浮游動物的攝食、毒素的分泌以及風場流場的變動等可能也會影響東海原甲藻藻華的爆發(fā)進程。本文詳細討論了物理參數(shù),以及不同無機態(tài)、有機態(tài)營養(yǎng)鹽,顆粒、葉綠素的濃度范圍和剖面分布規(guī)律及其和藻華區(qū)以及藻華階段的關(guān)系,并依據(jù)各站位的具體情況進行了特別現(xiàn)象的詳細討論。藻華南區(qū)相比北區(qū)的環(huán)境條件更有利于東海原甲藻藻華的爆發(fā),其藻華爆發(fā)程度更高,對硝氮、活性磷酸鹽以及溶解有機磷的消耗也比北區(qū)更顯著。根據(jù)13 m以淺水體亞硝氮、硝氮以及硅酸鹽與葉綠素之間的相關(guān)性判斷,南區(qū)東海原甲藻藻華的爆發(fā)消耗亞硝氮和硝氮,凈釋放硅酸鹽,而北區(qū)站位三者的相關(guān)性較弱;整個海區(qū)SI/DIN剖面范圍是0.800-8.50,東海原甲藻藻華的爆發(fā)大量消耗DIN,從而顯著提高了藻華爆發(fā)階段上層水體的SI/DIN;DIN/DIP的分布范圍是16.0-580,高DIN/DIP有利于東海原甲藻藻華爆發(fā),而藻華爆發(fā)又使DIN/DIP進一步升高;當生物量低(Chl-a4.00 μmol/L)時,北區(qū)浮游植物優(yōu)先利用TDP儲庫中的DIP,當DIP0.300 μmol/L時,DIP傾向于被利用,DOP傾向于被釋放,當DIP0.200 μmol/L時,DIP和DOP同時被消耗,與北區(qū)相比,南區(qū)藻華爆發(fā)程度更高,DOP消耗也更強;東海原甲藻藻華的爆發(fā)會消耗DIN和DON,且前者大于后者,北區(qū)相比南區(qū),DON可能更傾向于被利用;尿素濃度及其占溶解有機氮濃度的比值(約4%)都很低,伴隨著DON的凈消耗,urea也傾向于被凈消耗,其中,藻華爆發(fā)階段對尿素的消耗最強,而藻華消散時,urea/DON的比值上升;東海原甲藻藻華的爆發(fā)還會消耗亞硝氮,且南區(qū)的消耗相比北區(qū)更顯著;另外,研究海區(qū)3-10 m水體溶氧處于過飽和狀態(tài),這是由于藻華爆發(fā)階段的高強度產(chǎn)氧所導致。藻華區(qū)表層和熒光值極大層的氨氮、硝氮和尿素的光吸收速率分布范圍分別是 6.83-804.90 nmol N·L-1·h-1、1.67-227.18 nmol N·L-1·h-1 和 0.32-33.86 nmol N·L-1·h-1,當氨氮濃度4.00 μmol/L時,浮游植物對硝氮的吸收被抑制,但尿素的吸收不受影響;浮游植物吸收氨氮和尿素的相對偏好系數(shù)RPI(Relative preference index)大于1,說明其對二者都具有很強的偏好性;暗環(huán)境下三種氮源的吸收速率都會降低,其中硝氮暗吸收速率為0.240-7.41 nmolN·L-1·h-1,受抑制程度最高,氨氮和尿素的吸收速率分別降低25%到80%和28%-90%;東海原甲藻藻華爆發(fā)階段,光照對氨氮和尿素吸收的抑制作用相對其它階段較小;在藻華爆發(fā)階段,氨氮、硝氮和尿素光吸收速率的總和最高,氨氮光吸收速率在總光吸收速率中的占比高于起始階段;與光照相比,底物濃度是影響光吸收速率的另一重要因子,尤其是尿素,當其濃度0.300 μmol/L時,底物濃度成為光吸收速率的控制因子。硝化速率的分布特點是表層低,5-20 m存在極大值,底層增大,其分布范圍是4.09-4746.32 nmol N·L-1·d-1。尿素氧化速率隨水深的增大而增大,其速率范圍是0.03-35.65 nmol N·L-1·d-1。表層硝化速率低可能是由于高光抑制硝化微生物的活性;次表層硝化速率存在極大值,可能因為有機質(zhì)降解提供了充足的底物且光照的抑制作用減弱;底層硝化速率升高,可能因為沉積物再懸浮或沉降顆粒攜帶的氨氮為硝化過程提供了底物;南區(qū)站位的硝化速率整體低于北區(qū),可能因為該區(qū)東海原甲藻藻華的爆發(fā)程度最強,浮游植物對底物的競爭限制了硝化速率和尿素氧化速率;東海原甲藻藻華消散階段,硝化和尿素氧化速率的水柱積分均值更高,可能因為浮游植物對底物競爭的減弱,加上有機質(zhì)的降解為氨氧化微生物和尿素氧化微生物提供了更多的底物。此外,硝化速率與尿素氧化速率顯著相關(guān)(R2=0.3244,P0.0001),浮游植物對氨氮和尿素吸收的RPI值之間也有很好的關(guān)系(斜率k=0.8,R2=0.9305),這些現(xiàn)象都說明,氨氮和尿素底物或者與兩者相關(guān)的吸收、硝化等氮循環(huán)過程之間可能存在某種內(nèi)在的聯(lián)系。
【學位單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X55
【部分圖文】：

（ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｂｙ?Ｇｉｌｂｅｒｔ?Ｐ?Ｍ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１７）??Ｆｉｇ．１－１?Ｈａｒｍｆｕｌ?ａｌｇａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ??ａｎｄ?ｉｔｓ?ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ?ｅｆｆｅｃｔｓ??１．１．２東海沿岸藻華概況??１．１．２．１東海藻華發(fā)生的頻率和規(guī)模??近三十年來，大范圍的有害藻華在中國河口以及沿海、港灣頻繁發(fā)生。硅藻??藻華是一年四季中國四個邊緣海爆發(fā)的最主要藻華種之一，季節(jié)跨度最大，爆發(fā)??范圍最廣；而東海原甲藻藻華主要于春季發(fā)生在長江口以及東海沿岸海區(qū)，每年??持續(xù)約６０－７０天左右，自１９９０ｓ以來，這己成為一個周期性現(xiàn)象（Ｚｈｏｕ?ｅｔａＬ，?２００３，??２〇〇６）。藻華的發(fā)生不僅破壞了海洋生態(tài)的平衡，而且嚴重地損害了海洋的水產(chǎn)??資源，甚至威脅人類健康。東海赤潮時間首次被發(fā)現(xiàn)是在１９５０ｓ，自１９７０ｓ起，??我國近海的赤潮發(fā)生速度不斷攀升，平均每１０年增長３倍，到了?２１世紀，赤潮??

Ｆｉｇ．１－２?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ａｎｄ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｒｅｄ－ｔｉｄｅ?ｏｃｃｕｒｒｅｄ?ｉｎ?ＥＣＳ?ｆｒｏｍ?１９５０ｓ?ｔｏ?２０１３．??１．１．２．２東海主要藻華種及其變化??圖１－３所示為１９５９－２０１０年長江口及其鄰近海域的硅藻與甲藻細胞的相對豐??度變化（Ｌｉｅｔａｌ．，２０１４），可以看出，在２００３年以前，該海區(qū)的甲藻相對硅藻的??占比不超過２０％，而從２００４年到２０１０年，甲藻相對硅藻豐度的占比顯著增加，??最高達到７３％，這說明在長江口及其臨近海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中，甲藻正扮演著更加重??要的角色。??圖１－４所示為２００６到２０１２年東海１１個航次表層水體的的浮游植物群落生??物量和組成的季節(jié)變化（ＢＱ?Ｈｕａｎｇ?ｅｔａｌ．，?２０１６），最值得注意的是，春季長江口??以及浙江沿岸中北部海區(qū)的浮游植物群落主要以甲藻種主導，東海其它海區(qū)甲藻??的占比也很高，而在其它季節(jié)，長江口及其鄰近海區(qū)的浮游植物群落則都是以硅??藻種主導。??４??

?〇〇？〇〇＞—？＾＾＾？ａ〇．＾４ｃ〇＇〇〇ｈ＾ｉ＾ｕ＜??代代代代代??圖１－２?２０世紀５０年代到２０１３年東海赤潮發(fā)生頻率和面積??（ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｂｙ?張桂成，２０１５）??Ｆｉｇ．１－２?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ａｎｄ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｒｅｄ－ｔｉｄｅ?ｏｃｃｕｒｒｅｄ?ｉｎ?ＥＣＳ?ｆｒｏｍ?１９５０ｓ?ｔｏ?２０１３．??１．１．２．２東海主要藻華種及其變化??圖１－３所示為１９５９－２０１０年長江口及其鄰近海域的硅藻與甲藻細胞的相對豐??度變化（Ｌｉｅｔａｌ．，２０１４），可以看出，在２００３年以前，該海區(qū)的甲藻相對硅藻的??占比不超過２０％，而從２００４年到２０１０年，甲藻相對硅藻豐度的占比顯著增加，??最高達到７３％，這說明在長江口及其臨近海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中，甲藻正扮演著更加重??要的角色。??圖１－４所示為２００６到２０１２年東海１１個航次表層水體的的浮游植物群落生??物量和組成的季節(jié)變化（ＢＱ?Ｈｕａｎｇ?ｅｔａｌ．，?２０１６），最值得注意的是，春季長江口??以及浙江沿岸中北部海區(qū)的浮游植物群落主要以甲藻種主導，東海其它海區(qū)甲藻??的占比也很高，而在其它季節(jié)，長江口及其鄰近海區(qū)的浮游植物群落則都是以硅??藻種主導。??４??
【參考文獻】

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本文編號：2839257