海洋中营养盐陆源补充及其对浮游藻群落结构的影响.pdf

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1、2011年第1期海洋开发与管理39海洋中营养盐陆源补充及其对浮游藻群落结构的影响。冉祥滨1’2，臧家业1’2，刘芳明1～，韦钦胜h2，王以斌1’2，庞雪辉3，王宗兴1’2刘玮1’2，(1．114家海洋^6第一海洋研究所海洋乍态研究I{I心It岛266061l2．海洋m态环境科学‘JI：稚I码家海洋肘醺点灾验帑爵岛266061l3．济南丈’学化学化l：学院济南250022)摘要：文章综述了国内外有关海洋中营养盐陆源补充机制及其对浮游藻群落结构影响的研究动态，研究表明人类活动极大地改变了海洋营养盐的浓度和组成，并导致近海浮游生态系统发生了一定

2、的变化，主要表现为：海域富营养化加剧，非硅藻类赤潮爆发次数明显增加。然而，筑坝对海洋环境的影响研究仍存在许多问题，有待进一步研究。关键词：海洋；营养盐；陆海相互作用影响海洋中营养元素浓度、分布特征的主要阂索为地球物理和地球化学过程上述过程影响若海水中营养元素的输入、分散和生物化学行为等。海洋对气体的直接吸收。雨水、同体微粒的沉降以及生物活动等也彳『较大的影响⋯。此外，人类排废也足海洋中大部分营养元素的来源之一【2_3J。在近海。尤其是河口、海湾等受人为活动影响较大。人类活动显著改变r陆地营养盐入海通壁⋯，并对近海生态系统产生r一定的影响1

3、5J。本研究对目前闷内外的陆海相互作用中营养盐生物地球化学过程研究的基本情况进行综述，希银能为陆海相互作JH的进一步研究提供一些参考。l海洋营养盐获取的主要陆源形式海洋营养盐输入主要有陆源输送、沉积物与水界面交换、生物作用(主要为夸物捌氮)，地壳运动和大气沉降。就全球而言，大气氮(N)沉降约占40Tg／a(T=1012)，河流输送剑海洋的氮疑约为30Tg／a，陆地地表水中氮约占10Tg／a，生物I^1定氮约占20Tg／a【6J。在开阔的大洋，氮输入的70％来f1海洋本身，22％来自陆地．8％来自大气"J。而在近岸海域，河流在把营养盐输送到

4、海洋的过程中担负着极其重要的角色。在河口水体中，人类活动所造成的氮通过河流的输入大大超过来自其他氮库的输入。河口、近岸水体中磷(P)也大多来自河流∽-3’8J。同样，河流是海洋中溶解硅(Si)的主要来源，占海洋总输入量的82％【9J，海洋内部地球化学过程生成最则很少。氮、磷元素直接由大气向河口和海岸水域的沉降作用可能小到总链的1％、大到总黾的30％～40％【6】，而硅元素由大气向海洋的输送量较小，但此类研究并不多见。2人类活动对海洋氮、磷营养盐的影响从1860年起，输入到地球生态系统的活性氮皱增加了20倍，目前总最接近150Tg／aLlo

5、J。工业化以前令球每年输入海洋的氮量约为3．5×107t，尤其是20世纪50年代以来，由于人类活动的影响，河流人海的氮通繁增至7．6×107t。据预测，到2020年全球河流输入到海岸带的人造尤机氮将是1990年的2倍多⋯J。氮肥的使用量超过了生物生长所需量，多余的氮肥会在土地中聚积或流向地表水体，或渗透到地下水，或挥发到大气中，并通过一系列的化学反应转·基金项目：巾f埘近海海洋综合凋谯’，评价舻明课题f908一01一lI【’14)40海洋开发与管理2011年化为氨或氮氧化物，之后通过径流、千沉降或湿沉降影响陆地或海洋的生态系统¨2。。在全

6、球尺度，化肥等释出的氮总量的15％被输出到河流中。另外，人为因素导致大气氮沉降量急剧增加。据研究，输出到近海水中生物可利用性新氮的20％～40％来源与大气氮沉降，例如在北大西洋流域，大气氮沉降源自北美和两欧的污染源，这些污染源从工业革命开始急剧增长(5～10倍)【13叫“。与此同时，从土壤流失或由废水携带而增加的磷通量显著提高了流向海洋的磷，它几乎超过历史水平(8x106Tg／a)的3倍，目前总量接近22Tg／a【2’1引。不过相比于氮而言，大气向海洋输送磷的通量较小，在其中沙尘作用较大。此外，人类活动增加了排向沿海湿地、海湾、溻湖等的营

7、养盐总量，尤其是那些工农业发达、人口密集的区域。流域人口数量的急剧膨胀以及化肥施用量的高速增长，导致由河流输送的营养物质通量显著增加。Caraco等¨J通过对世界范围内35条主要河流研究发现：化肥输入是河流获得氮的最重要的来源(约为输入的50％)，降水和点源约为25％。近20年来，长江的溶解态无机氮又增加了1倍以上，长江河口硝酸盐输入通量随着人口的增长而呈指数递增¨引，说明人类活动对河流营养盐输送的影响显著。Zhang等u71通过对中国主要大江大河的营养盐通量的研究，发现农业和畜牧业造成的营养盐流失是中国陆源输入营养盐的最主要来源。沈志良

8、【l阳在长江氮的通量研究中发现化肥中氮的气态损失和农业非点源流失大约占长江流域年化肥氮使用量的60％。上述研究结果均表明化肥是导致河流营养盐通量迅猛增加的主要因素。3人类活动对海洋溶解硅的影响