北黄海獐子岛养殖海域营养水平与虾夷扇贝增殖渔获量评估

营养盐作为浮游植物生长的物质基础,对海洋生态系统的物质循环起着决定性作用。调查研究了獐子岛附近海域营养盐含量水平、空间分布及营养盐结构,并据此估算了现有营养水平可支持的潜在生物量,评估了该海域虾夷扇贝增殖渔获量。结果表明,獐子岛附近海域海水总体营养水平较低,底层水中的营养盐浓度是表层水的2—3倍,海水中的营养盐浓度基本高于浮游植物生长的最低阈值,且溶解无机氮与磷酸盐的比值(DIN/PO4-P)和硅酸盐与磷酸盐的比值(Si O3-Si/PO4-P)均22,全海域为磷营养限制。根据磷限制因子及食物链能流转移理论估算,该海域1000 km2现有的营养水平可支持一个生长周期内虾夷扇贝增殖的动态理论生产量为3.8—6.1万t,如人为增加5%—20%的水体磷,则虾夷扇贝增殖产量可增加0.25—1.00万t。     

黄海和东海营养盐分布及其对浮游植物的限制

根据1997～1999年黄海和东海4个季节的现场调查资料,分析探讨了黄海、东海的营养盐分布特征及其对浮游植物生长的限制状况．结果表明,在长江口以东及其东北部海域终年存在一个范围很大的营养盐高值区．分析表明,这些营养盐主要来自长江冲淡水的扩展及苏北沿岸流的输送．此外,还获得了1998年长江流域特大洪水期间,迄今被观测到的长江冲淡水中营养盐的最大扩展范围,计算并研究了黄海、东海上层水中Si／N／P比值,结果表明,黄东海上层水中Si／N比值较高,Si不会成为黄东海浮游植物生长的限制因子;但在南黄海南部尤其是西南部、东海近岸及长江口以东海域,N／P比值很高(>30),说明与一般海洋环境的情况不同,黄海、东海有很大一部分海域浮游植物的生长受磷限制,而不是受氮限制．     

珠江口超微型浮游植物时空分布及其与环境因子的关系

对珠江口及近海区域进行了夏季和冬季超微型浮游植物(0.2-3μm)调查,分析了其时空分布及其与环境因子的关系.夏季,珠江口浮游植物密度与磷酸盐成显著正相关,且N/P远远高于30,表明浮游植物受到P限制.夏季超微型藻数量比冬季高一个数量级,其丰度与盐度成显著正相关而和营养盐(溶解性无机氮(DIN),PO4-P,SiO4-Si)显著负相关,表明珠江口超微型藻受到径流的负面影响,表现出其数量在虎门附近海域低,随着咸淡水混合程度的加剧逐渐增大的分布特征;超微型浮游植物叶绿素a在总叶绿素a中的比例也表现为河口上游低,到万山群岛附近海域达到最大,推测近海高光照、低营养盐更适宜超微型藻的生长,同时也说明超微型浮游植物适应贫营养环境的生态特点.     

大亚湾微表层浮游植物对无机氮磷的响应

为了了解微表层浮游植物对氮(N)、磷(P)营养盐的响应, 于2013 年6 月、7 月和8 月采集了大亚湾海域微表层海水,设置两组N、P 浓度梯度(N1: 35 μmol·L–1, N2: 70 μmol·L–1, P1: 2.2 μmol·L–1, P2: 4.4 μmol·L–1), Si 为35 μmol·L–1, 进行N、P 添加的正交实验, 观察微表层浮游植物的生长潜力, 并在实验开始前、实验中期(培养2-4 d)以及实验结束时(培养7-10 d)测定培养液中无机氮(DIN)、无机磷(DIP)和硅酸盐(DSi)含量. 实验结果显, 3 个月份的微表层水样均以高N 高P 的N2P2 实验组生长最好, 而低N 低P(N1P1)、低N 高P(N1P2)、高N 低P(N2P1)组的生长状态相近; 而添加单一营养盐的4 个实验组(N1、N2、P1、P2)不能促进微表层浮游植物的生长。同时添加N、P 后, 浮游植物能快速生长, 在培养的2-4 d 内达到生物量的最高峰. 与此同时, 营养盐含量也在生长较好的同时添加N、P 组迅速下降, 特别是在N2P2 组中尤为明显, 说明浮游植物的快速生长需要消耗大量的营养盐. 研究结果表明, 自然环境中N、P 营养盐的输入能够促使浮游植物生物量迅速增加,而单独添加单一营养盐并不能促使浮游植物的生长。     

太平洋中西部海域浮游植物营养盐的潜在限制

2009年8月至9月期间在太平洋西部N1站和中部N2站进行现场营养盐加富培养实验。结果显示:N1站,浮游植物生物量对N或者P添加都有较强的响应,其中N+P+Si组和N+P组浮游植物长势迅速,叶绿素a从初始的0.03μg/L分别达到2.12μg/L和1.83μg/L,同时P先于N和Si之前被耗尽;说明N1站为N、P共同限制,P是首要限制因子。而N2站,浮游植物生物量仅对N、P共同添加有明显响应,N先于P和Si被浮游植物消耗殆尽。利用培养过程中营养盐比值变化推断,N1站浮游植物以低于Redfield ratio(16N∶1P)吸收N和P;而N2站浮游植物以高于Redfield ratio(16N∶1P)吸收N和P。这可能解释了太平洋西部的寡营养盐海域为潜在P限制,而在太平洋中部海域则为潜在N限制。     

广东大亚湾西南部海域营养盐结构的长期变化

分析了大亚湾西南部海域1982～2002年营养盐结构的长期变化。水域中溶解无机氮(DIN)的含量呈上升趋势,磷酸盐(PO₄^3-)含量从80年代初到90年代末逐年下降,2000年后有所恢复,硅酸盐(SiO₃^2-)的含量波动较大,但平均维持在20μmol·L^-1的较高水平上。各营养盐浓度比值的长期变化表现为氮磷比上升,硅氮比下降,硅磷比稳中有升。结合营养盐浓度及其比值的变化,可以认为大亚湾西南部海域中浮游植物生长的营养盐限制因子已经由过去的氮限制转变为磷限制;各营养盐的浓度及其比值在各季度的分布表明,浮游植物的生长春季和冬季受到氮限制的可能性较大,而夏季和秋季受磷限制的可能性较大;在营养盐的平面分布上,大鹏澳内DIN高于澳外水域,而PO₄^3-自1997年后低于澳外水域。     

珠江口及毗邻海域营养盐对浮游植物生长的影响

基于2006年7月(夏季),10月(秋季)和2007年3月(春季)的现场调查数据,对珠江口及毗邻海域中的营养盐和叶绿素a等环境生态因子的时空分布特性进行了对比分析,研究了氮磷比与叶绿素a含量和种群多样性之间的联系,探讨了该海域营养盐对于浮游植物生长的影响。结果表明:(1)研究海域营养盐表现出较强的季节和空间差异性,总氮(TN)和总磷(TP)浓度均值春季(1.545 mg/L、0.056 mg/L)和夏季(1.570 mg/L、0.058 mg/L)均大于秋季(1.442 mg/L、0.034 mg/L),且春夏季浓度空间差异更明显。(2)调查期间海域营养盐含量超标现象突出,夏季尤为明显。无机氮(DIN)总体均值0.99 mg/L,超四类海水标准限值1倍,活性磷酸盐(PO4-P)总体均值0.021 mg/L,DIN∶PO4-P平均值为130;叶绿素a浓度与营养盐、p H、温度有较显著的相关性。(3)叶绿素a浓度较高的站位,具有较高的DIN∶PO4-P值,但浮游植物多样性指数偏低,优势种明显,主要为中肋骨条藻。氮磷比的改变会影响不同生长特性的浮游植物间的竞争和种群结构的改变;今后海洋污染治理中,在控制氮、磷污染时要注意氮磷比的改变可能造成的浮游生态影响。     

南海北部浮游植物生长对营养盐的响应

2004年夏季作者在南海北部海域研究了浮游植物生长的营养动力学,结合物理-化学过程对浮游植物生物量分布的影响与机制进行了研究,阐明了水平对流和中尺度涡对营养盐分布的影响及浮游植物生长和现存生物量对其的响应。受西南季风和东向沿岸流作用所形成的Ekman输送的影响,南海北部海岸带表层海水作离岸运动,使深层富含营养盐的冷水爬坡涌升到表层来补充,激发浮游植物生物量迅速增长。海区反气旋涡使海水辐聚下沉,造成水体具高温、低盐、高溶解氧浓度、低营养盐浓度和低浮游植物生物量。同时通过现场营养盐加富试验,发现该海域营养盐是浮游植物生长的主要限制因子,而且是多种营养元素共同限制了浮游植物的生长,添加单一的营养盐并不能促进浮游植物的生长。在生物量出现增长的试验组中,营养盐添加不仅促使浮游植物生物量的增长,而且也改变了浮游植物的粒级结构和群落结构。例如,在站S1008,培养前叶绿素a浓度为0.28 mg.m-3,加富培养60 h后浮游植物生物量在NP和NPSi的试验组中有显著的增加,叶绿素a浓度分别达1.07 mg.m-3和1.19 mg.m-3;培养前粒度分级叶绿素a主要以Pico级份占优势,而加富试验结束后,在NP和NPSi的试验组以Nano级份占优势,其它试验组仍以Pico级份占优势;同时,在培养后生物量出现增长的试验组,浮游植物群落的优势类群从甲藻向硅藻演替。     

四十里湾营养状况与浮游植物生态特征

研究了2006-2010年5月、8月和10月四十里湾的营养盐结构、海水营养级、有机污染状况、浮游植物数量及多样性变化特征,并对上述因子进行了相关性分析.结果表明,近5年N/P值先增加后降低,5月和8月海水多为贫营养和磷限制中度营养,而10月多呈磷限制潜在性富营养;除2006年和2007年10月水质分别达到轻度和中度污染外,其他时期基本未受有机污染,四十里湾有机污染状况有向好趋势.浮游植物多样性指数年际变化显示,总体呈先降低后增加的趋势,与其数量变化趋势相反.相关性分析显示,有机污染指数A与无机磷(IP)浓度呈显著正相关(P＜0.01),与DIN相关不显著(P＞0.05),这说明IP是影响四十里湾有机污染水平的首要因素;浮游植物多样性指数与其数量呈负相关,而与Si/P和IP浓度分别呈正相关(P＞0.05),浮游植物多样性指数与Si/P和IP的Pearson相关系数分别达到0.446和0.413.IP是四十里湾海水营养状况、有机污染及浮游植物多样性的主要影响因子之一.     

长江口赤潮高发区浮游植物与水动力环境因子的分布特征

报道了2002年春季长江口海域(30°50′～31°50′N,121°50′～123°00′E)的22个大面观察站和一个昼夜连续观察站的水样和网样浮游植物的种类组成、丰度分布与水动力环境因子、营养盐的关系．结果表明,长江口区共有浮游植物5门45属110种．主要赤潮生物优势种为中肋骨条藻(Skeletonema castaturn)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)等．浮游植物丰度的昼夜变化白天大于夜间,垂直分布不明显．浮游植物主要生态类型可划分为：沿岸河口低盐半咸水类群、沿岸偏低盐广布性类群、外海高盐暖水性类群等．长江口区浮游植物丰度在1．6×10^3～75．2×10^3个.dm-3．浮游植物的种类组成和丰度分布与长江冲淡水密切相关．在该区域存在三股不同性质的水,即长江河口水、长江冲淡水及外海水(台湾暖流)影响着浮游植物的分布．     

不同氮效率水稻全生育期内对增硝营养的响应及其生理机制

通过添加硝化抑制剂（二氰胺,DCD）来控制硝化作用的水培试验方法,研究了氮高效水稻品种南光和氮低效水稻品种ELIO的籽粒产量对增硝营养（NH4＋∶NO3-比例为100∶0和75∶25）的响应,同时从产量构成、不同生育时期水稻生长、氮素吸收和同化4个方面研究了造成其产量差异的生理机制。结果表明：增NO3-营养可以显著促进氮高效水稻品种南光的生长,从而使其籽粒产量水平提高21%,而对氮低效水稻品种ELIO的籽粒产量没有显著影响。进一步分析表明：在增NO3-营养条件下,南光的穗粒数增加了25%,结实率增加了16%,而氮低效水稻品种ELIO的结实率和穗粒数在两种营养条件下没有显著变化;增NO3-营养可以促进南光对氮素的吸收,使其在苗期、分蘖盛期、齐穗期和成熟期对氮素的吸收量平均增加了36%,进而促进了其生长,干物质积累量在四个生育时期平均增加了30%;南光叶片硝酸还原酶和根系谷氨酰胺合成酶的活力在增硝营养条件下分别增加了100%和95%,说明增硝营养促进了南光对NH4＋和NO3-的同化利用。与氮低效水稻品种（ELIO）相比,氮高效水稻品种（南光）对增硝营养表现出较强的生理响应。     

东海赤潮高发区沉积物中营养盐再生速率的研究

2001年5月和2002年5月在东海赤潮高发区的4个站位(E4、E5、DB6、DCl0)对沉积物表面分别充氮气和空气进行培养,研究沉积物．水界面营养盐交换通量在不同条件下的变化规律,以及该海域沉积物中营养盐的再生对水体中营养盐的贡献．结果表明,各溶解态营养盐在还原条件下的迁移较为活跃．在距离陆地较近的海域,营养盐一般由水向沉积物中扩散,且距陆地越近,交换通量越大;而在上升流区,营养盐多由沉积物中向水中扩散．东海赤潮高发区沉积物是SiO3^2-的源,对初级生产力的贡献占6％．同时,东海赤潮高发区沉积物是氮、磷营养盐蓄积库．该海域沉积物每年从水体中吸附的DIN、PO4^3-分别占长江输入的5．9％、67％,沉积物一水界面对水体中SiO3^2-的贡献占7．8％．       

夏季西南印度洋叶绿素a分布特征

分析了2011年1月西南印度洋叶绿素a的分布特征及其粒级结构,并结合水动力学环境和营养盐数据探讨了其主要影响因素。结果表明,西南印度洋副热带涡流(IOSG)区表层叶绿素a浓度较低,不超过0.07 mg/m3,次表层叶绿素a浓度最大值所在水层较深,超过100 m;副热带聚集区(SCZ)表层叶绿素a浓度较高(0.164—0.247 mg/m3),次表层叶绿素a浓度最大值出现在50—70 m层。硝酸盐是该海区浮游植物生长的主要限制因素。微微型(pico)粒级的浮游植物占绝对优势,所有站位其对总叶绿素a的平均贡献率为71.1%,微型(nano)粒级次之(24.2%),小型(net)粒级所占比例最小(4.7%),其中IOSG区pico粒级对总叶绿素a的平均贡献率为77.9%,SCZ的pico粒级对总叶绿素a的平均贡献率为66.7%。IOSG区和SCZ海区之间水动力学环境的不同,可能导致了这两个海区叶绿素a的分布特征及粒级结构的较大差异。     

Bloom of Gymnodinium catenatum in Bahía Santiago and Bahía Manzanillo, Colima, Mexico

Gymnodinium bloom events are of concern, since they produce toxins, which have unfavorable consequences to marine ecosystems, human health and the economy. This report describes the physico-chemical conditions that were present during the algal bloom event on May 2010 in Bahía Manzanillo and Bahía Santiago, Colima, Mexico. For this, seawater nutrient analysis, phytoplankton counts, identification, and toxicity tests were undertaken. Nutrients in seawater were determined using colorimetric techniques, the higher concentrations (8.88 microM DIN, 0.78 microM PO4 and 24.34 microM SiO2) were related with upwelling waters that promoted the algal bloom that began after registering the year lowest sea-surface temperature, favoring the rapid growth of G. catenatum (up to 1.02 x 10(7) cells/L). Phytoplankton counting was carried out using sedimentation chambers and cells enumerated on appropriated area. The bloom persisted in the bays for approximately two weeks and was associated with toxicity (determined with HPLC) in local oysters (1525.8 microg STXeq/100g), and in phytoplankton (10.9 pg STXeq/cells) samples. Strong variations in cell toxicity (1.4 to 10.9pg STXeq/cells), most likely reflected the availability of inorganic nutrients. The toxin profile of the phytoplankton samples consisted of 11 toxins and resembled those recorded for several strains of G. catenatum isolated from other coastal areas of Mexico.     

东海近海海域营养盐分布特征及其与赤潮发生关系的初步研究

根据2002年4月25日～5月2日的调查数据,分析了东海近海海域营养盐(NO3--N,PO4^3-P,SiO3^2-Si,NH4-N等)的分布特征,并初步探讨了营养盐分布与赤潮发生的关系．结果表明,调查海区营养盐浓度较高,与国家一类海水水质相比,无机氮和无机磷的超标率分别为46％和60％,长江口及杭州湾附近海域富营养化程度比较严重．调查海域由于受沿岸长江等河流输入的影响。营养盐浓度自近岸向外海快速递减,等值线几乎与海岸线平行．根据调查结束后赤潮发生的特点和区域,表明营养盐浓度的增加,尤其是DIN和PO4^3-P的增加,与赤潮的发生有一定关系。但本次赤潮并不是发生在营养盐浓度最高的海区,因此,富营养化并不是诱发本次赤潮发生的唯一环境因素．     

香草醛对杉木幼苗养分吸收的影响

 通过模拟实验研究了不同浓度的香草醛对杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗养分吸收和根系活力的影响,结果发现,当浓度为1 mmol·L-1时,香草醛能够显著抑制杉木幼苗对NO－3、NH+4、SO24-及HPO24-离子的吸收和根系活力（p<0.01）,而浓度为1×10-2 mmol·L-1时香草醛却促进了杉木幼苗对HPO24-离子的吸收（p<0.01）。这说明高浓度的香草醛能够通过化感作用对杉木幼苗产生影响,降低杉木幼苗的根系活力,进而减少了杉木幼苗对养分离子的吸收,从而影响了杉木幼苗的生长。     

Nutrient limitation of phytoplankton and periphyton growth in upland lakes

SUMMARY 1. Thirty small upland lakes in Cumbria, Wales, Scotland and Northern Ireland were visited three times between April and August 2000. On each occasion water chemistry was measured and phytoplankton bioassays were performed in the laboratory to assess growth‐rate and yield limitation by phosphorus and nitrogen. In addition, yield limitation of periphyton growth was investigated twice, in situ, using nutrient‐diffusing substrata. 2. Over the whole season the percentage frequency of P, N and co‐limitation was 24, 13 and 63%, respectively, for phytoplankton rate limitation and 20, 22 and 58%, respectively, for phytoplankton yield limitation. 3. A clear response of periphyton yield to nutrient additions was found in 75% of all cases and of these, co‐limitation was most common (54%). Average percentage frequency for P and N limitation was 26 and 20%, respectively. 4. Phytoplankton and periphyton showed seasonal changes in nutrient limitation within sites. In particular, co‐limitation became progressively more common as the season progressed. 5. The response of phytoplankton growth rate to ammonium and nitrate addition was identical, but ammonium was a slightly better source of nitrogen than nitrate for phytoplankton yield on 7% and for periphyton yield on 10% of the occasions. However, the magnitude of the effect was small. 6. The concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and the molar ratio of DIN to total dissolved phosphorus (TDP), appeared to be the main environmental factors controlling the extent of nitrogen or phosphorus limitation at a given site. Nitrogen limitation was more likely than phosphorus limitation where the DIN was <6.5 mmol m^?3 and the ratio of DIN : TDP was <53. Co‐limitation was the most likely outcome at a DIN concentration <13 mmol m^?3 and at a DIN : TDP molar ratio <250. Above these values phosphorus limitation was most likely. 7. The relatively high frequency of nitrogen limitation and co‐limitation at higher N : P ratios than previously reported, may result from the inability of nitrogen‐fixing cyanobacteria to thrive in these upland lakes where pH and the concentration of phosphorus tended to be low and where flushing rates tended to be high.     

PHYSIOLOGICAL INDICATORS OF NUTRIENT DEFICIENCY IN CLADOPHORA (CHLOROPHYTA) IN THE CLARK FORK OF THE COLUMBIA RIVER,MONTANA1

Cellular nutrient concentrations and nutrient uptake rates of Cladophora glomerata (L.) Kuetzing were determined during summer and fall in 1989–1990 at a site on the upper Clark Fork of the Columbia River, Montana. Both physiological tests indicated that Cladophora growth is likely to be limited by nitrogen during late summer-early fall. Maximum uptake rates of ammonia-N and nitrate-N were 5935–6991 and 507–984 μg · g DW^?1· h^?1, respectively, during July–October when dissolved inorganic nitrogen (DIN) concentrations in the river were less than 10 μg · L^?1. During November-December, when DIN was 72–376 μg · L^?1, maximum ammonia-N uptake was 1137–1633 μg · g DW^?1· h^?1 and maximum nitrate-N uptake was 0–196 μg · g DW^?1· h^?1. Cellular nitrogen during summer–early fall was 0.78–1.80% of Cladophora dry weight, frequently at or below 1.1%, a level suggested as a critical minimum N concentration for maximum growth. In contrast, cellular P was 0.18–0.36% of dry weight, 3–6 times the suggested critical P concentration of 0.06%. Molar ratios of cellular N:P (< 16:1) and DIN: SRP (< 4:1) during late summer-early fall also indicated potential N limitation. Cellular N and P from Cladophora collected from a second site influenced by a municipal wastewater discharge in 1990 displayed similar seasonal trends. At both sites, seasonal fluctuations in DIN were closely tracked by changes in cellular N, Cellular P, however, increased through the growing season despite declining levels of SRP in the river.     

水氮配合对绿洲沙地农田玉米产量、土壤硝态氮和氮平衡的影响

在黑河中游边缘绿洲沙地农田研究了不同的水氮配合对玉米产量、土壤硝态氮在剖面中的累积和氮平衡的影响.结果表明,施氮处理较不施氮处理产量增加48.22%～108.6%,施氮量超过225 kg hm-2,玉米产量不再显著增加.受土壤结构影响土壤硝态氮在土壤中呈"W"型分布,即土壤硝态氮含量在0～20 cm、140～160 cm和260～300 cm土层均出现峰值,并随施氮量增加,峰值增高.在常规高灌溉量处理硝态氮含量峰值最高值出现在260～300 cm土层,节水25%灌溉处理硝态氮含量峰值最高值出现在土壤表层0～20 cm土层.在常规高灌溉量处理0～300 cm土层中200～300土层硝态氮累积量所占比例最高,介于27.56%～51.86%之间;节水25%灌溉处理在0～300 cm土层中100～200土层硝态氮累积量所占比例最高,介于32.94%～38.07%之间;表明低灌溉处理下土壤硝态氮在土壤浅层累积较多,而高灌溉处理使更多的硝态氮淋溶至土壤深层.与2006年相比,2007年不施氮处理0～200 cm土层土壤硝态氮含量和积累量均明显减少;而施氮处理变化很小,在低灌溉处理甚至表现出硝态氮含量和积累量增加,表明施氮是土壤硝态氮累积的主要来源,而灌溉则使硝态氮向土壤深层淋溶.0～200 cm 土层土壤硝态氮累积量平均介于27.66～116.68 kg hm-2、氮素表观损失量平均介于77.35～260.96 kg hm-2,和施氮量均呈线性相关,即随施氮量增加,土壤硝态氮累积量和氮素表观损失量均增加,相关系数R2介于0.79～0.99之间,相关均显著.随施氮量增加,玉米总吸氮量和氮收获指数增加,氮的农学利用率降低,而灌溉的影响较小.施氮量超过225 kg hm-2时,地上部植株氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率开始有降低趋势.所以,在沙地农田,节水10%～25%的灌溉水平和225 kg hm-2的施氮水平可以在避免水肥过量投入的基础上减少土壤有机氮淋溶对地下水造成的污染威胁.