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三亚湾溶解有机碳(DOC)光降解及其对浮游植物生长的影响
廖健祖
学位类型硕士
导师周伟华,袁翔城
2017-07-02
学位专业生物工程
关键词三亚湾 紫外辐射 光降解 溶解有机物 浮游植物
摘要人类活动导致的太阳紫外辐射(Ultraviolet radiation,UVR)增强和水体溶解有机物(Dissolved organic matter,DOM)浓度升高对海洋生态系统造成了深远的影响。浮游植物作为食物链的基础环节和初级生产者,在全球碳循环中发挥重要作用。本文研究了紫外线辐射对两种海洋微藻(甲藻和硅藻)生长及培养体系碳流的影响,通过现场培养实验探讨了三亚湾溶解有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)的光降解速率,分析了紫外辐射以及DOC加富对浮游植物的生长和生产影响,对深入认识DOM光降解的生态效应及其对海洋碳流的影响具有重要的意义。主要结果如下: (1)以硅藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)和甲藻锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)为实验材料,通过室内模拟华南地区秋季晴天紫外辐照强度,研究两种不同波段的UVR对两种微藻生长以及培养体系碳流的影响。结果表明:UV-A对两种微藻的生长有显著的促进作用,而UV-B则表现为抑制作用。锥状斯氏藻对UV-B的耐受性更强。在UV-A的作用下,培养体系对溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon,DIC)的净消耗量低于对照组,并释放出更多的DOC。对照组的有色溶解有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)含量显著升高,表明浮游植物生长过程是CDOM的来源之一。然而,在UV-A的作用下,两种微藻培养水体的CDOM含量相反,说明不同微藻的CDOM产物受光漂白和光腐殖化的影响不同。在UV-B的作用下,微藻碎屑的分解使水体DIC和DOC浓度略微上升。总体上,锥状斯氏藻比威氏海链藻净释放出更多的DOC和CDOM。 (2)通过现场培养实验,研究夏季不同光照条件对三亚湾河口区表层海水DOM的降解产量。结果表明:DOM在降解过程中,导致水体pH、DOC和碱度(Total alkalinity,TA)逐渐降低,DIC则不断升高。其中,DIC主要由DOC降解产生。在自然光的照射条件下,DOM的降解速度最快,7 d后,DOC的去除率达到32.8%。光照强度与光降解速率成正相关。三亚湾河口区DOM光降解产生DIC的速率约等于54.1%的三亚湾平均初级生产力碳需求,说明其在海洋碳循环中有着重要作用。细菌活动可提高CDOM的含量,但其受UVR的影响更为显著,在UV-B增强(1.3 W·m-2,46.8 kJ·m-2·d-1)下处理7 d,CDOM浓度降低了~43%。 (3)研究了冬、夏季紫外辐射和DOC加富对三亚湾浮游植物生长和生产的影响。结果表明:在冬季,UVR或UV-A增强(12 W·m-2,432 kJ·m-2·d-1)对三亚湾浮游植物的生长和生产基本无显著影响,但UV-B增强(0.98 W·m-2,35.28 kJ·m-2·d-1)显著抑制其生长和生产,并致使小型浮游植物占生物量的比例显著增多。在夏季,UVR对其生长和生产同样无显著影响,但其可耐受较低剂量的UV-B(0.98 W·m-2,14.11kJ·m-2·d-1)。在较低剂量UV-B增强和DOC(葡萄糖)加富的培养条件下,其生长和生产显著提高。浮游植物生物量与初级生产力之间有较显著的相关性。三亚湾UVR致DOC的光降解速率约为0.03-0.04 mg·L-1·d-1,DOC加富后,两站位的DOC降解速率出现了相反的变化,其中三亚河口S1站UVR致DOC降解速率加快,升至0.09 mg·L-1·d-1,而珊瑚礁海区S3站则降至0.01 mg·L-1·d-1。
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/17439
专题学位论文(硕士)
推荐引用方式
GB/T 7714
廖健祖. 三亚湾溶解有机碳(DOC)光降解及其对浮游植物生长的影响[D],2017.
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