黃海、南海DMS生物生產(chǎn)與消費(fèi)速率的研究.pdf

1、DMS是海洋中占優(yōu)勢(shì)地位的一種揮發(fā)性硫化物,它對(duì)全球氣候變化及酸雨的形成產(chǎn)生重大的影響。DMS的生物生產(chǎn)與消費(fèi)在DMS的生物地球化學(xué)循環(huán)過程中起到舉足輕重的作用。本文在改進(jìn)DMS和DMSP測(cè)定方法的基礎(chǔ)上,首次對(duì)我國(guó)黃海、南海、青島近海DMS的生物生產(chǎn)與消費(fèi)速率及其影響因素進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的、深入研究。研究結(jié)果如下: i.DMS、DMSP分析方法的建立 本文研究了海水中DMS和DMSP的痕量分析技術(shù),在文獻(xiàn)基礎(chǔ)上對(duì)DMS和DM

2、SP分析方法進(jìn)行了改進(jìn),采用氣提-冷阱捕集技術(shù)進(jìn)行預(yù)濃縮,然后用帶有火焰光度檢測(cè)器的氣相色譜(GC-FPD)進(jìn)行分析,該方法的精確度在5[％]以內(nèi),平均回收率為85.6[％] (82.8[％]-90.5[％]),最小檢出限為0.15ng S。此法具有進(jìn)樣量小、操作方便、適合現(xiàn)場(chǎng)操作等優(yōu)點(diǎn)。 ii.黃海中DMS生物生產(chǎn)與消費(fèi)速率以及相關(guān)因素的研究 黃海DMS的生物生產(chǎn)速率在微表層為0.97～18.29 nM d<'-1>

3、,次表層為0.98～17.14 nM d<'-1>,平均值分別為6.25 nM d<'-1>和5.78 nM d<'-1>,微表層的生物生產(chǎn)速率略高于次表層。DMS的生物消費(fèi)速率在微表層為0.56～7.63nM d<'-1>,在次表層為0.17～1.95 nM d<'-1>,平均值分別為3.28 nM d<'-1>和2.94nM d<'-1>,除了個(gè)別站位外,微表層的生物消費(fèi)速率略高于次表層。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)生物生產(chǎn)與消費(fèi)不管是微表層還是次

4、表層均有一定的相關(guān)性。 黃海中DMS的生物生產(chǎn)與消費(fèi)過程受現(xiàn)場(chǎng)海洋環(huán)境條件和生物條件如溫度、鹽度、DMSPd、葉綠素以及浮游植物組成等不同程度的影響,是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物地球化學(xué)過程。 微表層作為海洋物質(zhì)輸送的主要界面，在DMS的整個(gè)生物地球化學(xué)循環(huán)過程中起舉足輕重的地位。DMS在微表層的主要去除途徑是海一氣交換，而生物消費(fèi)相對(duì)次之。 iii．南海中DMS生物生產(chǎn)與消費(fèi)速率以及相關(guān)因素的研究南海夏季D

5、MS的生物生產(chǎn)速率在次表層為1.44～12.67nM d<'-1>，在微表層為1.58～13.10 nM d<'-1>，二者具有相關(guān)性(R=0.8659，N=12，P=0.00013)。相對(duì)應(yīng)的DMS的生物消費(fèi)速率，在次表層為0.43～7.92nM d<'-1>，微表層為1.30～9.22 nMd<'-1>，二者的相關(guān)性為(R=0.8672，N=l2，P=0.00012)。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)生物生產(chǎn)速率和消費(fèi)速率不管是在微表層還是次表層兩者都

6、具有很好的相關(guān)性(對(duì)于微表層，R=0.8170，N=12，P=0.0007；對(duì)于次表層，R=0.8483，N=12，P=0.0002)。這說明海水中DMS的生物生產(chǎn)與消費(fèi)過程緊密相關(guān)，在整個(gè)生物地球化學(xué)循環(huán)過程起著重要作用。 DMS的生物生產(chǎn)與消費(fèi)過程受諸多海洋環(huán)境和非海洋環(huán)境的影響，受浮游植物種群結(jié)構(gòu)影響比較顯著。南海夏季主要以甲藻等優(yōu)勢(shì)種為主，所以DMS的生物生產(chǎn)速率與葉綠素a有一定的相關(guān)性。 南海4～5月雖然海面風(fēng)

7、速不是很高，但是我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明海一氣擴(kuò)散仍然是微表層中DMS的主要去除途徑，生物消費(fèi)相對(duì)次之。 iv．南海圍隔實(shí)驗(yàn)(探討營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)DMS、DMSP產(chǎn)量及其循環(huán)的影響) 不同營(yíng)養(yǎng)鹽濃度及組成對(duì)浮游植物種群結(jié)構(gòu)有一定的影響，無機(jī)氮營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)浮游植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用強(qiáng)于有機(jī)氮，但是，有機(jī)氮有利于浮游植物的吸收。微量的Fe對(duì)浮游植物種群結(jié)構(gòu)有一定的影響，它將針對(duì)性地促進(jìn)某種藻類的生長(zhǎng)。 DMS變化曲線與葉綠素基本一致，其變

8、化趨勢(shì)與浮游植物的生理狀態(tài)有關(guān)。營(yíng)養(yǎng)鹽含量及結(jié)構(gòu)對(duì)DMS的釋放也有一定的影響，高濃度的氮鹽不利于DMS的釋放；但微量的Fe可能有利于DMS的釋放。 理狀態(tài)不同有關(guān)，生長(zhǎng)期后期，DMSPp的釋放量明顯增加。營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的不同使各圍隔袋中DMSPp的釋放時(shí)間及量有明顯差別。Fe的存在有利于DMSPp的釋放，有機(jī)氮有利于浮游植物吸收，但對(duì)DMSPp的釋放沒有促進(jìn)作用。縱觀整個(gè)圍隔實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，加了微量 Fe 的圍隔 M6 中二者的相關(guān)性

9、最好，可能 Fe 的存在促進(jìn)硫的生物地球化學(xué)循環(huán)；加尿素的 M5 比較好，可能(CO(NH<,2>)<,2>)有利于硫的循環(huán)；只加硝酸鹽的 M2 中二者的相關(guān)性也很好，這說明硝酸鹽與硫的循環(huán)密切相關(guān)。青島近海DMS生物生產(chǎn)與消費(fèi)速率以及相關(guān)因素的研究青島近海表層海水中 DMS 的生物生產(chǎn)與消費(fèi)速率有較明顯的季節(jié)性變化，夏季最高。這一結(jié)果高于陸架海區(qū)和大洋海區(qū)，可能由于沿岸人類活動(dòng)以及工業(yè)和生活污水排放影響的結(jié)果。 青島近海三個(gè)站