浮游植物营养盐限制探究进展

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1、浮游植物营养盐限制探究进展海水中浮游植物的营养盐限制最早是由Redfield［1］等人提出的，该理论认为，营养盐在海水中的相对比例限制着浮游植物的生长繁殖，当营养盐足够时，海洋硅藻生长繁殖所需要的Si:N:P的最适摩尔比大约为16:16:1oJustic等［2,3］提岀了浮游植物营养盐的相对限制性法则：(1)如果Si:P>22且DIN:P>22,则磷酸盐为限制性营养元素;(2)如果DIN:P1,则溶解无机氮为限制性营养元素;(3)如果Si:P<10且Si:DIN<1，则溶解无机硅为限制性营养元素。Nel

2、son等［4］通过对营养盐吸收动力学的研究,提岀浮游植物营养盐的绝对限制性法则,即Si=2pmol/L,DIN=1pmol/L,P=0.1pmol/L为浮游植物生长所需的最低阈值。海洋浮游植物是氮限制还是磷限制已经争论了20多年,氮一般认为会限制海洋初级生产力;而磷在湖水中是最常见的限制因素;在河口区域可能会存在氮限制或是磷限制。在过去的几十年中，人类生活方式的改变,工农业的发展，河道地貌的改变等因素导致了N和P等营养盐的成倍增长，由于河流的截流和筑坝、使得Si的输送能力下降,相对于N和P,Si的含量减

3、小。沈志良等⑸通过对胶州湾的研究，认为判断营养盐限制时,应该全面考虑N、P、Si的营养盐绝对值以及相对含量。Smayda［6］对营养盐限制提出了和传统观点截然不同的看法:(1)某种营养盐对浮游植物的生长或产量的限制作用会发生季节性变化;(2)营养盐限制作用的强度随季节而不同;⑶通常是几种营养盐同时有限制作用，但限制强度各不相同;(4)限制性营养盐的组成随季节而变化;(5)营养限制的类型会发生季节性演替。长期研究结果表明，氮和磷是海洋和淡水生态系统的主要限制因子，如在北太平洋、地中海、红海北部、大西洋西北

4、部海区主要受磷的限制，在南大洋以及赤道太平洋高营养盐低叶绿素区(HNLC)主要受铁的限制，而北大西洋北部却主要受硅的限制［7］。Smayda［8］认为长期以来世界范围非硅藻赤潮的大规模爆发与Si:P降低有关,Si:N的下降有可能降低硅藻的生长潜力而有助于有害鞭毛藻生长从而使相应水域富营养化加剧。Egge［9］和Riegman［10］还发现硅藻对磷的亲和力比甲藻弱，在低磷的浓度下硅藻的生长更受到限制。绝大部分的赤潮是由浮游植物在短期内爆发性增殖所形成，所以，浮游植物的生长增殖研究是探讨赤潮形成机理的基础。

5、凡可以表示浮游植物对营养盐的亲和策略，通过营养生长动力学方程考虑到藻细胞的''奢侈消费”能力,可以建立起生长速率与细胞内营养盐额度之间的关系，进而表示浮游植物对营养盐的生长策略[11]o我国学者对中国海域的营养盐限制状态也有诸多调查。刘素娟，李清雪等［12］对渤海湾水域中的浮游植物调查研究表明:枯水期（2月）降水少，陆源营养盐大幅减少，造成N/P失衡,制约浮游植物生长繁殖。丰水期（8月）雨水增多，陆源营养盐输入增加，水温高,养殖品种代谢率提高，投饵量增加，个体排泄物及食物残渣使营养盐浓度增加，相应的以营

6、养盐为主要有机养料的浮游植物数量也会增加。而水质富营养化程度较高则会抑制浮游植物生长繁殖。湾口一带水域与外界海水交换程度较好,水质营养状况适中。硅藻占绝对优势,Si浓度的升高促进硅藻的生长繁殖。孙晓庆，董树刚等口3］通过营养盐加富实验研究了营养盐浓度对不同类群浮游植物生长的促进和抑制作用。彭欣，宁修仁等口4］通过营养盐加富实验研究了南海北部浮游植物生长对营养盐的响应。蔡文贵，李纯厚口5］等，使用GIS（地理信息系统）和SPSS,利用数据差值，相关性分析和回归分析等方法,对考洲洋养殖水域在枯水期和丰水期浮

7、游植物数量的分布趋势及其与海水营养盐的相关关系进行了研究，发现丰水期浮游植物数量明显高于枯水期,且浮游植物数量在枯水期与活性硅酸盐呈显著正相关。在丰水期与活性硅酸盐呈显著负相关。袁骐,王云龙等口6］采用通径方法，分析了N和P对东海中北部2001年至2003年春季数据变化对浮游植物数量和种类组成变化的影响。研究结果表明高N03-N/TIP对甲藻的抑制作用更为明显.N02-N/TIP对硅藻种类数目变化无影响，与甲藻种类数成正相关。王玉饪，洪华生等口7］在台湾海峡近岸上升流区通过表层水体营养盐添加的现场培养实

8、验，表明该海区存在明显的氮磷营养盐限制，而氮的限制更严重，相对于硝酸盐的补充，氨氮的补充，硅藻更易迅速生长和迅速死亡;对磷酸盐的利用则由于硅藻内部磷库的存在而消耗缓慢。张辉，石晓勇等［18］等讨论了北黄海营养盐结构分布变化及限制状况。潘胜强，叶尚琴口9］等采用室内营养盐加富实验研究了2008年流沙湾春季和夏季营养盐状况，表明N和P协同限制流沙湾的浮游植物生长,大规模高密度贝类养殖导致的营养盐沉降作用和大型藻类代谢作用造成营养盐浓度限制。邱耀