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黄渤海浮游植物碳汇研究

2020-12-10阅读(129)

黄渤海浮游植物碳汇研究

论文摘要

海洋碳汇是当下国际科学研究的前言和热点领域,中国海具有多大的碳汇功能,目前还未有明确定论和量化,通过现场观测、现场实验和实验室模拟,探究浮游植物相关的三条生物碳汇途径的贡献。本文依托国家自然科学基金委于2016年夏初、2017年秋初和2018年春季在黄海和渤海进行了三次海洋科学考察,调查研究了2016、2017年夏季和2018年春季浮游植物沉降速率,因春季并未有人全面研究相关内容,因此调查研究了2018年春季浮游植物群落结构特征,并对该年浮游植物碳沉降的其他相关内容:透明胞外聚合颗粒物沉降和浮游动物粪便丰度进行了考察研究。此文将为进一步研究黄渤海海域的碳循环过程提供数据支持和参考。采用Uterrmohl方法对黄渤海浮游植物群落结构进行考察研究,发现黄渤海海域浮游植物群落主要由硅藻和甲藻组成,2018年春季调查海域站主要优势的是硅藻,优势物种主要有具槽帕拉藻（Paralia sulcata）、海链藻（Thalassiosira sp.）、太平洋海链藻（Thalasiosira pacifica）、角毛藻（Chaetoceros spp.）、冰河拟星杆藻（Asterionellopsis glacialis）、丹麦细柱藻（Leptocylindrus danicus）等。黄渤海是营养盐磷限制区域,部分硅藻和甲藻与磷酸盐有显著相关性,但相关系数并不高。细胞丰度分布上主要集中在渤海海峡和长江口外海,垂直分布上硅藻主要分布在次表层,甲藻主要分布在表层。浮游植物群落的多样性和均匀度指数趋势呈近岸高于外海。采用SETCOL方法对黄渤海浮游植物沉降速率进行考察研究,同时对201 8年春季调查海区的浮游植物的碳沉降通量进行估算。发现2017年秋初沉降速率高于2018年春季和2016年夏季,浮游植物沉降速率范围在-0.34～2.05 m/d之间。整体浮游植物沉降速率上底层>中层>表层。相关性分析结果显示,浮游植物沉降速率与盐度、硅酸盐和硝酸盐有显著的相关性。浮游植物碳沉降通量方面,2018年春季黄渤海浮游植物碳通量平均值为5.17±0.84 mg C m-2d-1,其中碳沉降通量最高的区域是渤海,其次是北黄海和南黄海。对调查海域进行了透明胞外聚合颗粒物（Transparent exopolymer particles,TEP）浓度,测定了 TEP沉降速率,同时估算了其沉降通量。海区TEP浓度范围在32.5～～817.7 μg Xeq/L之间,与叶绿素a浓度显著相关。垂直分布上渤海相对比较均匀,北黄海主要分布在上层水体,南黄海则主要分布在下层水体。TEP沉降速率在-0.38～～1.75 m/d之间,南黄海沉降速率要高于渤海和北黄海。碳通量上,调查海域春季碳通量范围在-24.22～411.07 mg C m-2d-1,平均值为43.80 mg C m-2d-1,明显高于浮游植物的碳通量。黄海中部粪便丰度在0.64～3.51 mg C m-3之间,在粪便丰度中,200 μm以下的粪便占主要成分。黄海中部的浮游动物粪便碳通量为0.036～0.14 mg C m-2d-1。本研究表明透明胞外聚合颗粒物的沉降是黄渤海海域碳沉降的重要途径,为黄渤海碳汇研究提供了重要的研究基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 浮游植物
  •   1.2 海洋中浮游植物相关碳沉降过程
  •     1.2.1 海洋浮游植物碳沉降
  •     1.2.2 透明胞外聚合颗粒物沉降
  •     1.2.3 浮游动物粪便颗粒物
  •   1.3 黄渤海海域研究进展
  •     1.3.1 黄渤海海域概况
  •     1.3.2 黄渤海浮游植物相关研究背景
  •   1.4 研究的目的与意义
  • 2 材料与方法
  •   2.1 调查海域
  •   2.2 采样方法
  •   2.3 样品处理方法
  •     2.3.1 叶绿素
  •     2.3.2 营养盐
  •     2.3.3 浮游植物水样
  •     2.3.4 浮游植物沉降样品
  •     2.3.5 TEP的测量
  •   2.4 数据分析方法
  •     2.4.1 浮游植物群落分析
  •     2.4.2 浮游植物沉降分析
  •     2.4.3 TEP数据分析
  •     2.4.4 粪便数据分析
  •     2.4.5 数据软件处理
  • 3 结果
  •   3.1 2018年春季浮游植物群落研究
  •     3.1.1 水文特征
  •     3.1.2 浮游植物物种组成
  •     3.1.3 浮游植物丰度分布情况
  •     3.1.4 浮游植物细胞丰度垂直变化特征
  •     3.1.5 群落多样性分布
  •     3.1.6 浮游植物的聚类分析
  •     3.1.7 浮游植物数据和环境因子的典范对应分析（CCA）
  •     3.1.8 浮游植物碳生物量
  •   3.2 黄渤海浮游植物沉降速率研究
  •     3.2.1 2016年黄渤海浮游植物沉降速率研究
  •     3.2.2 2017年黄渤海浮游植物沉降速率研究
  •     3.2.3 2018年黄渤海浮游植物沉降速率研究
  •   3.3 2018年春季黄渤海TEP沉降研究
  •     3.3.1 TEP的分布
  •     3.3.2 TEP沉降速率
  •     3.3.3 TEP沉降通量
  •   3.4 浮游动物粪便
  • 4 讨论
  •   4.1 浮游植物群落
  •   4.2 浮游植物沉降速率
  •   4.3 TEP分布与沉降速率
  •   4.4 浮游动物粪便
  •   4.5 2018年春季浮游植物沉降速率、TEP沉降速率与环境因子相关性分析
  •   4.6 浮游植物碳通量和TEP碳通量
  •   4.7 浮游植物碳通量、TEP碳通量和理论粪便碳通量比较
  • 5 结论、创新性与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 创新性
  •   5.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王世浩

    导师: 孙军

    关键词: 黄渤海,浮游植物,浮游植物沉降,透明胞外聚合颗粒物,浮游动物粪便

    来源: 山东大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 山东大学

    基金: 国家自然科学基金(41876134,41676112和41276124),国家重点基础研究发展计划(2015CB954002),天津市高校创新群体培养项目(TD12-5003),天津市131创新群体项目(20180314),孙军教授长江学者奖励计划(T2014253)

    分类号: Q948.8

    总页数: 99

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