東海氣溶膠營(yíng)養(yǎng)鹽的干沉降及其對(duì)浮游植物優(yōu)勢(shì)種演替的影響.pdf

1、大氣沉降是海洋生態(tài)系統(tǒng)的主要營(yíng)養(yǎng)源之一，研究東海近海大氣氮、磷沉降對(duì)于了解大氣氮、磷對(duì)東海海域的輸入及其對(duì)海洋初級(jí)生產(chǎn)力的影響具有重要意義。本研究在距離距長(zhǎng)江口較遠(yuǎn)，接近中陸架海域的浙江嵊泗縣花鳥島進(jìn)行大氣氣溶膠的長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)，采集了2010年4月到2011年3月57個(gè)大氣總懸浮顆粒(TSP)，85個(gè)細(xì)顆粒(PM2.5)，23套Anderson分級(jí)樣品和詳細(xì)氣象資料;運(yùn)用IC和ICP檢測(cè)了大氣干沉降中無機(jī)氮(NH4+-N，NO3--N)

2、以及可溶性磷(SP)組分的含量;結(jié)合HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Langrangian IntegratedTrajectores)氣象模式計(jì)算氣團(tuán)的后向軌跡，分析了東海大氣沉降營(yíng)養(yǎng)鹽的可能來源;探討了東海氣溶膠中無機(jī)氮和可溶性磷組分的季節(jié)變化和粒徑分布;采用大氣顆粒物沉降模式與分級(jí)采樣器采樣結(jié)合的方式，發(fā)展了一種新的較為準(zhǔn)確的測(cè)定計(jì)算營(yíng)養(yǎng)鹽的大氣干沉降通量的方法;比較了傳統(tǒng)算法和新型方法之間沉降通量的

3、差異。圍隔培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M了兩種計(jì)算方法獲得的不同比例的NH4+-N與NO3--N沉降通量對(duì)浮游植物生長(zhǎng)的影響，結(jié)合水體中營(yíng)養(yǎng)鹽(NH4+、NO3-、PO43-)的濃度，Ch1-a濃度，以及浮游植物的分類計(jì)數(shù)，揭示了大氣沉降對(duì)東海浮游植物優(yōu)勢(shì)種演替的影響以及與赤潮發(fā)生之間的可能聯(lián)系。為探尋我國(guó)近海赤潮的發(fā)生機(jī)理，了解大氣沉降對(duì)海洋初級(jí)生產(chǎn)力的影響提供科學(xué)依據(jù)。主要內(nèi)容有:
　　1、采集到的大氣氣溶膠樣品中NH4+的濃度為3-359 n

4、mol m-3，NO3-的濃度為16-467 nmol m-3，NH4+和NO3-春秋季較高，夏季較低。SP的平均濃度為0.28nmol m-3，濃度范圍為0.02-0.85 nmol m-3。
　　2、后向軌跡分析表明氣團(tuán)的來源和遷移路徑顯著影響氣溶膠中營(yíng)養(yǎng)鹽的分布。氣團(tuán)來自污染較重的陸源，營(yíng)養(yǎng)鹽在大氣氣溶膠中的濃度較高;氣團(tuán)來自清潔的海洋源，營(yíng)養(yǎng)鹽在大氣氣溶膠中的濃度較低。
　　3、NH4+主要集中在小于2.1μm的細(xì)粒

5、子上，約占總濃度的54％，在1.1-2.1μm之間有一個(gè)峰值，另外有40％左右的NH4+分布在粗離子中。NO3-存在雙模態(tài)，在3.3-4.7μm粗模態(tài)有個(gè)峰值，另有30％的NO3-在1.1-2.1μm細(xì)粒子中有一個(gè)明顯的峰。NH4+和SO42-的濃度比值全年的平均值是2.3，相對(duì)于nss-SO42-，過量的NH4+使得NO3-存在于細(xì)粒子NH4NO3。
　　4、不同粒徑的氣溶膠沉降速率差別很大，9-100μm的氣溶膠對(duì)總沉降通粒量

6、的平均貢獻(xiàn)率約50％。采用大氣顆粒物沉降模式與分級(jí)采樣結(jié)合的方式，利用不同徑范圍所對(duì)應(yīng)的沉降速率較為準(zhǔn)確的估算出營(yíng)養(yǎng)鹽的大氣干沉降通量，用分級(jí)樣品計(jì)算的NH4+-N，NO3--N，SP的沉降通量分別為10006，6080和26μmol m-2yr-1，大氣氮沉降以氨氮為主，NH4+-N，NO3--N分別為傳統(tǒng)估算法（假設(shè)單一的沉降速率）的2倍和1/6，使得NH4+-N/NO3--N的沉降通量的比例從0.1升高到1.6。表明傳統(tǒng)算法可能大

7、幅度低估了NH4+-N的干沉降通量。
　　5、利用東海表層海水進(jìn)行的添加氮、磷的圍隔培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NH4+-N的添加會(huì)引起水體中Ch1-a濃度短期內(nèi)快速增大，而NO3--N和單獨(dú)添加PO43-對(duì)水體Ch1-a濃度影響并不顯著;NH4+-N會(huì)引起浮游植物快速爆發(fā)，而NO3--N和PO43-的添加并不能刺激浮游植物快速生長(zhǎng)。
　　6、高比例的NH4+-N對(duì)甲藻生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯促進(jìn)，而對(duì)硅藻生長(zhǎng)無顯著影響，使得甲藻迅速成為優(yōu)勢(shì)種