南海細菌生產(chǎn)力，對溶解有機碳的利用及控制因子研究.pdf

1、海洋溶解有機碳(Dissolved Organic Carbon，DOC)和細菌在海洋碳循環(huán)中扮演著關(guān)鍵角色。其中DOC是地球最大的碳庫之一，全球存量約為662Pg C，與大氣中CO2含量相當，對全球碳循環(huán)和氣候有著至關(guān)重要的影響。細菌則是海洋中含量最多、分布最廣的生物，是海洋中DOC的主要消費者。細菌對海洋DOC的主導(dǎo)作用表現(xiàn)在:將吸收的DOC中的一部分用于呼吸供能，將其礦化為CO2重新釋放到大氣中，另一部分轉(zhuǎn)化為自身生物量儲存起來。

2、海洋微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump，MCP)是近年科學(xué)家提出的一個新概念。不同于傳統(tǒng)生物泵，MCP是以細菌和DOC作為切入點，從微觀上探討海洋的固碳和儲碳機制。MCP中，細菌在吸收利用DOC的同時釋放出惰性DOC存留于海水中，在固碳的同時實現(xiàn)碳的儲存。
　　為探究中國南海(South China Sea，SCS)MCP中的相關(guān)過程參數(shù)、細菌對DOC的利用情況及DOC碳庫組成及，本研究在2014年5-7月及

3、2014年8-9月的兩個南海航次中展開了一系列實驗，實驗區(qū)域涵蓋珠江口區(qū)域、南海陸架區(qū)、南海海盆區(qū)及呂宋海峽。一方面，使用3H亮氨酸-離心法檢測南海200m以上不同水層的BP;另一方面，用0.75μm GF/F膜對原位海水進行過濾、培養(yǎng)，在14到31天內(nèi)進行DOC、細菌豐度(Bacterial Abundance，BA)、細菌生產(chǎn)力(BacterialProduction，BP)的采集。
　　結(jié)果表明，南海表層BP分布范圍在0.0

4、6-0.55μg/(L·h)之間，陸架區(qū)＞海盆區(qū);200m以上水層BP分布范圍在0.03-0.55μg/(L·h)之間，BP有隨深度的增加而減小的趨勢。200m以內(nèi)水柱平均細菌生產(chǎn)力(Depth-averaged Bacterial Production，IBP)分布范圍在0.04-0.31μg/(L·h)，陸架區(qū)＞海盆區(qū)。南海表層DOC濃度的分布范圍為69.83-88.52μM，珠江口＞陸架區(qū)＞海盆區(qū)＞呂宋海峽，活性DOC(Labil

5、eDOC，LDOC)在總DOC庫中的貢獻在4-9％之間，珠江口＞陸架區(qū)=海盆區(qū)＞呂宋海峽;半活性DOC（Semi-labile DOC，SLDOC）在總庫中的貢獻在2-14％之間，珠江口＞陸架區(qū)＞海盆區(qū);南海DOC的消耗速度在0.05-0.39μM/day之間，珠江口大于外海。南海表層細菌豐度分布范圍為2.44×105-1.40×106 cells/mL，細菌生長效率（Bacterial Growth Efficiency，BGE）在0

6、.04-0.65之間，兩者的分布均呈現(xiàn)珠江口＞海盆區(qū)的趨勢。
　　南海表層BP在近岸與外海之間的分布差異主要受DOC控制;BP在表層與200m層處的差異則主要受溫度影響。總體上，BP的分布受多種環(huán)境因素綜合控制，包括溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽和葉綠素a等。當環(huán)境條件發(fā)生改變時，BP也隨之發(fā)生變化。在某一時空內(nèi)，起主導(dǎo)作用的環(huán)境因子有所不同。
　　陸地徑流是造成南海表層DOC濃度分布呈近岸大于外海趨勢的主要原因。陸地徑流攜帶著大量的陸

7、源有機物注入珠江口，使得近岸水體中含有大量的LDOC，而開闊外海中則缺少這部分DOC來源，造成近岸水體和海盆區(qū)碳庫組成上的差異。珠江口處含有大量的LDOC、SLDOC及其他營養(yǎng)物質(zhì)，使得此處細菌生長旺盛，細菌豐度、BP和BGE均高于海盆區(qū)。BGE越高的海域，表明此處細菌固碳能力越強。在珠江口，被細菌吸收的DOC主要用于BP的產(chǎn)出，細菌將吸收的大部分DOC轉(zhuǎn)化為生物量儲存下來，因此BGE高;而在開闊外海，被細菌吸收的DOC絕大部分用于呼吸