胶州湾中生物硅的研究

发布时间：2020-03-21 05:36

【摘要】： 生物硅(BSi)的积累反映了生产力的长期和空间变化，它同时和全球C循环有着密不可分的关系。生物硅在整个海洋硅循环中占有重要地位。在过去的40年中，营养盐结构的变化已经引起胶州湾生态环境的巨大变化。胶州湾浮游植物生长Si限制的问题正日益得到人们的重视，Si循环的研究亟待开展。本文在现有的沉积物中生物硅的测定方法上做了一些条件对比，选定了一较适合低生物硅含量样品测定的方法条件。在此基础上，对胶州湾沉积物中的BSi含量进行了测定，同时测定了4个航次胶州湾水体中的颗粒态生物硅(PBSi)含量，结合BSi培养实验较系统地讨论了胶州湾生物硅与浮游生物、营养盐和有机碳之间的关系。对胶州湾BSi的循环进行了初步探讨。生物硅测定方法条件对比实验结果表明，不同的固液比对提取结果影响很大，为使结果稳定和具有较好的可比性，实验中样品的称量量要求固液比选择在1.25-5g/L范围。提取过程中的吸附损失和是否离心对结果影响较小。对低含量样品的测定，粘土矿物的校正是必不可少的。采用本文的测定方法，对生物硅高含量样品的测定结果：生物硅(以Si计)百分含量为3.46±0.05％(n=5)，相对标准偏差为15.8‰。低含量样品测得结果：生物硅百分含量为0.238±0.004％(n=5)，相对标准偏差为18.8‰。方法精密度较高，即使是对于BSi含量很低的样品(＜1％)仍有很好的适用性。采用本文方法测定的4个国际互校样，结果在给出范围内。对胶州湾分别于2001年8月和10月进行了4次大面调查和16个周日的连续观测，测定了SiO_3~(2-)和PBSi含量。沉积物样品分别采自2001年8月、11月和2002年9月。对胶州湾夏季和秋季海水中的溶解态SiO_3~(2-)和枯、丰水期周边河流输送的SiO_3~(2-)调查指出，受周边河流输入的影响，胶州湾的西部沿岸和东北角SiO_3~(2-)含量普遍较高，中部和湾口地区浓度低。季节变化上，秋季含量较夏季高，与水体中的浮游生物量相关。潮汐对该区SiO_3~(2-)含量变化有较大影响。胶州湾周围主要入海河流及污水排放输送的SiO_3~(2-)入海量达到了28.67×10~4mol/d。胶州湾颗粒态生物硅的含量介于0.08-5.38μmol/L，平均为1.96μmol/L。在胶州湾中生物硅的研究平面分布上，湾北部和东北部PBSi含量始终较高，中部则相对为低，湾内近岸海域常形成高值区。表层沉积物中Bsi的含量l%，高值区分布在湾的北部。中部及湾口地区BSi含量相对较低。沉积物柱状样分析的结果表明，，生物硅在沉积物中的积累很好的反映了富营养化对上层水体中浮游生物(初级生产力)生长造成的变化，记录了胶州湾周边环境的变迁对生态系统的影响。水体和沉积物中生物硅含量与浮游植物总量、硅藻生物量、有机碳表现为正相关。与同期营养盐数据结合分析表明，海区营养盐变化对生物硅含量影响显著。水体和沉积物中Si/C、C闪比值的差异显示有机碳的循环比生物硅快，而有机N 组分的循环又比有机C快。生物硅培养实验证明:PBSi和水体中的浮游植物量有着密切的关系，用它可以反映水体中的初级生产力。PBSi同时也记载了营养盐浓度及结构的变化对藻类生长的影响。PBSi与有机C的相关关系进一步表明生物硅的研究和全球C 循环有着密不可分的关系。结合沉积物现场培养实验测定的si仇2一在沉积物一水界面的交换通量对胶州湾生物硅的循环进行了初步分析，胶州湾表层海水中生物硅的最大净生产力为 4.24士O，37 mmolsi/mZ/d。表层海水中硅藻细胞吸收溶解态硅转化成颗粒态生物硅的量绝大部分在沉降过程中溶解重新进入了海洋，最终在沉积物中埋藏的量只占了表层海水中生物硅净产量的15%左右。沉积物中生物硅再生的量占了生物硅沉积量的约39%。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：P734.4

【引证文献】