香港维多利亚港沉积物中ALPase活力与各形态磷及微生物特性的关系

鉴于碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, EC 3. 1. 3. 1,英文缩写ALPase)在磷的生物地球化学循环过程中所起的作用,已有不少学者对海洋中碱性磷酸酶进行了研究[1~4].为了研究近岸、港湾沉积物的释磷机制,我们结合国家基金课题,对厦门西海域和香港维多利亚港沉积物中ALPase活力进行了研究,部分研究成果已发表[5~6].     

厦门湾沉积物中磷的形态特征及环境意义

2010年3月在厦门湾采集表层沉积物,应用改进的化学试剂连续分级浸取法(SEDEX)法对其中的弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机态磷(OP)的含量进行了分析测定,结合沉积物的环境参数,讨论了各种形态磷的地球化学行为。Ads-P、Fe-P、Ca-P、De-P、OP和总磷(TP)平均含量分别为9.80μg·g-1、148.69μg·g-1、14.07μg·g-1、136.89μg·g-1、91.97μg·g-1和401.41μg·g-1。研究表明,沉积物中的TP受陆源输入影响较小;Ads-P和Ca-P含量主要源于海区内部生物地球化学过程;De-P、OP和Fe-P主要受陆源输入影响;Ca-P、De-P和OP与重金属(Cu、Pb、Cd和As)具有化学耦合作用,在沉积过程中,可能具有相似地球化学行为。     

厦门大学海洋系，亚热带海洋研究所

于1998年10号台风、2000年10号台风碧利斯和2000年6月厦门地区特大暴雨影响期间。在厦门港湾对表层海水溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)以及盐度、DO、Chla等相关环境因子进行定点连续观测。描述了台风暴雨期间和恢复期DIN、DIP的变化特征。对水动力因素、底质再悬浮、有机物氧化降解及生物活动等因素的影响进行了初步的探讨。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅰ.水体中溶解态磷与颗粒态磷的含量、分布与转化

1987年3月至1988年12月笔者在九龙江口、厦门西海域调查了颗粒态磷(PP)、溶解无机磷(DIP)、溶解有机磷(DOP)、总磷(TP)及其他水化学要素.研究结果表明,九龙江水携带入海的磷大部分以颗粒态存在,DOP占有相当的比例.各种形态磷的分布有明显的区域性差异.在河水海水混合过程中,PP发生明显转移,在S=15～20水域,达最低值.悬浮颗粒物上吸附的磷在盐度增大时解吸是DIP随S增大而增大的主要原因.该海区生物必需的磷主要不是来自九龙江水的供给,而是从海区磷的再生、转化中得到补充.     

结语

(一) 查明海洋环境各要素基本特征本次厦门港湾调查为综合性与多学科性质。通过调查,提供海洋水文、海水化学、海洋生物、海底地貌与沉积等方面基本资料,为评价厦门港湾海洋环境提供了基本依据。海洋水文调查提供了海区内水温,盐度、条件密度、波浪、合成海流、潮流、余流等基本资料。在波浪方面,厦门港湾由于有金门、大担、二担和青屿等岛屿屏障,波浪特     

南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

一种海洋环境中易被忽略的磷化合物——磷化氢

根据国内外最新研究进展 ,对以往海洋环境研究中往往忽略的一种磷化物———磷化氢 (Phosphine)的存在形式、分布特征、与其他形态之间的相互转化以及在磷的生物地球化学循环中的作用和地位等进行了综合评述。认为磷化氢是磷在海洋环境中普遍存在的一种形式 ,与磷的其他氧化形态之间存在着相互转化的关系 ,尽管目前对其转化机制、在磷循环中的地位和作用等方面尚不清楚 ,但磷化氢对海洋生物可利用性磷的贡献应是一个不可忽视的因子 ,在磷循环过程中应是重要的一环 ,在将来进一步深入讨论磷的生物地球化学过程、揭示其循环机制中应予以重视     

台湾海峡西部海域底栖生物生态研究——Ⅰ.厦门港底栖动物群落分析

厦门港他于台湾海峡西部金门湾内,包括九龙江口、厦门外港、厦门西港和浔江海域,系一个亚热带河口港湾,本港不同程度地受到南海水系和浙闽南下沿岸流的影响,生物区系比较复杂,郑重、金德祥、黄宗国等人已先后研究了该港的浮游动物、浮游植物、附着生物和潮间带生物[2-4],但迄今为止,对厦门港浅海带和潮下带底栖动物生态学的研究,尚未见报道.国家海洋局第三海洋研究所于1980-1981年对该港进行了周年逐月的综合调查,本文根据其中四个季度月(2、5、8、11)底栖动物资料整理而成.     

厦门湾富营养化程度趋势变化研究

本文根据2003～2006年厦门湾水质调查资料,研究了水体中化学耗氧量(COD)、溶解态无机氮(DIN)和磷酸盐(PO43--P)的含量分布及该海域富营养化程度的变化趋势.结果表明,近4a来,厦门湾COD平均含量呈现下降趋势;而水体的DIN和PO43--P平均含量呈增加趋势.厦门湾水体中平均N/P大于16,主要表现为磷限制特征,而马銮湾海区则表现为"丰磷"状态.厦门湾水体富营养化指数由1.1增加至5.4,增加趋势明显.     

厦门港湾表层沉积物中腐殖酸铜铅络合物的表观稳定常数

从现场采集的厦门港湾表层沉积物中提取了腐殖酸,在近于该港湾表层沉积物腐殖酸含量、pH、痕量金属离子浓度和盐度等现场条件下,采用差示脉冲阳极溶出伏安法,测定了所提取的腐殖酸每个分子中可键合金属位置的平均数,并根据所测定的总酸性基当量浓度估算其平均分子量(约为850)。根据实验获得的平均意义上的化学计量式,估算出厦门港湾表层沉积物中腐殖酸的铜、铅络合物的表观稳定常数分别为2.0×10~(10)和4.5×10~(10)。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅰ.水体中溶解态磷与颗粒态磷的含量、分布与转化

1987年3月至1988年12月笔者在九龙江口、厦门西海域调查了颗粒态磷(PP)、溶解无机磷(DIP)、溶解有机磷(DOP)、总磷(TP)及其他水化学要素。研究结果表明,九龙江水携带入海的磷大部分以颗粒态存在,DOP占有相当的比例。各种形态磷的分布有明显的区域性差异。在河水海水混合过程中,PP发生明显转移,在S=15～20水域,达最低值。悬浮颗粒物上吸附的磷在盐度增大时解吸是DIP随S增大而增大的主要原因。该海区生物必需的磷主要不是来自九龙江水的供给,而是从海区磷的再生、转化中得到补充。     

对防污材料港湾挂板试验的看法

为了找出较确切的防污材料港湾挂板试验方法,我们在总结了廿余年防污材料港湾挂板试验的基础上,于1984年3月至1985年2月又进行了国内外各种防污漆大量的港湾挂板试验,于此同时进行了厦门港内不同海区空白样板(无毒板)港湾挂板试验。以观测污损生物的附着情况,得出确切的结论,指导防污材料港湾挂板试验。     

厦门西海域水体中碱性磷酸酶活力分布及其影响因子分析

1993年8和11月,1994年3,5和10月,应用荧光法测定了厦门西海域水体中各载体相(浮游植物、细菌和游离态)碱性磷酸酶活力(APA),结果表明:APA呈较为明显的季节变动,总APA表现为夏季(1993年8月)最高,春(1994年5月)秋(1993年11月)最低;结果亦显示,该海域浮游植物和海水是碱性磷酸酶的主要载体,平均分别占44.7%和40.5%;与环境因子的相关分析表明,各形态磷,硝态氮、溶解氧、化学耗氧量、初级生产力、细菌生长速率(BP)对APA有较明显的影响;其中除BP与APA成正相关外,其余均为负相关。还对碱性磷酸酶作为水体磷状况的指示和在磷的生物地球化学循环的作用进行了初步讨论。     

生活污水的肥度和河口港湾的富营养化

本文测定了生活污水中各种形态营养物的含量及各种形态间的分配比;模拟测定了污水-海水混合过程中各营养物形态之间的转化和迁移及其生物学效应,并与现场实际调查结果进行了比较,结果表明:(1)亚热带河口港湾和浮游植物在水体DIN/DIP比值较宽(15-55原子比)范围内可很好地生长,不受N、P含量波动的影响,(2)磷的各种形态之间转化速率在0.5-1.1μmol/d之间变动,(3)浮游植物生长期间优先吸收磷,其生长速率骨条藻(主要种)和混合藻分别为0.34—0.58d-1和0.30—0.31d-1,(4)当骨条藻大量繁殖、磷大量消耗时,赤潮生物海洋原甲藻可转化为优势种,其密率高达107cells/l,总之,富营养化是赤潮的前提,但混浊水体可加速营养物质的降解、迁移和沉降,有利于富营养化和赤潮的缓解和减弱。     

东海特定海区表层沉积物中磷的形态、分布及其环境意义

对国家海洋局第二海洋研究所1998年5月调查过程中采集的长江口外东海特定海区表层沉积物综合运用了EDEX、ASPILA和李悦方法进行了系统的总磷及其磷赋存形态分析。把磷分为5种赋存形态：吸附态、铁结合态、钙结合态、碎屑态和有机态。同时，结合其他沉积物性质和化学组分以及海水环境特征，讨论了磷的地球化学特征及其环境意义。研究表明，表层沉积物中总磷(TP)、有机磷(0P)和铁结合态磷(Fe—P)的含量主要受控于物质来源；吸附态磷(Ad-P)与Fe—P和0P同属于沉积物中生物可利用磷范畴，其在沉积物中的循环主要与铁氧化物有关，钙结合态磷(Ca—P)主要来源于海洋浮游生物。     

厦门港污损生物物种多样性和分布特征

根据2007年2月至2008年10月在厦门港进行4个季度和周年逐月的挂板试验数据研究污损生物物种多样性和分布特征。共记录污损生物86种,隶属于11个生物门类,主要优势种是中胚花筒螅(Tubularia mesembryanthemum)、翡翠贻贝(Perna viridis)、网纹藤壶(Balanus reticu-lates)和长鳃麦杆虫(Capprella equilibra)等;全年都有污损生物附着,月板附着湿重周年变化呈双周期性,最高峰出现于6~7月,次高峰出现于3~4月;季板附着高峰期在夏季。不同试验点的附着生物量差异极大,位于港湾的试板污损生物附着量远大于码头,3个测站附着湿重依序为:港湾浮筏桥墩。     

厦门港湾水体PO_4~(-3)-P、NO_2~--N、S‰及O_2%含量的多元线性逐步回归分析

河口港湾水体的营养盐含量,因受到江河径流、生物活动、有机质腐解及沿岸排污等因素的综合影响,其变化规律较为复杂;而PO_4~(-3)-P和NO_2~--N的规律性通常更差。由于海水中的PO_4~(-3)-P和NO_2~--N既是生物所需的化学营养成份,也是生物尸体及其它有机体的分解产物;海水的溶解氧饱和度(O_2%)是水体中所发生的生物和化学过程的一种灵敏指标;而盐度(S‰)则是研究水化学要素在河口港湾之行为的参比指标。所以本文试图通过对本港湾各海区1980.10—81.8六个航次的PO_4~(-3)-P、NO_2~--N、O_2%和S‰数据,依(航)次进行多元线性逐步回归分析,给出各要素的含量特征及其空间差异,着重探讨这四个水化学要素之间的相互关系及其制约因素,从而对它们的分布、变化规律作较定量的解释,以供水产养殖、环保和水化学研究参考。     

珠江口夏季水体中的氮和磷

根据1999年7月17～28日于珠江口现场调查和实验的资料,研究夏季水体中氮、磷的分布、形态变化和初级生产力的限制因素.结果表明该海域氮含量高,N/P属于世界上高值区之一.从河口向外海运输过程中,氮和磷的形态和浓度均有剧烈的变化.虽然氮在中途中有新源的补充;但由于外海水的入侵稀释、生物吸收和形态变化的迁移作用,NO₃-和可溶无机氮的浓度总的变化趋势仍是随盐度增大而大幅度地降低,以至珠江口外出现N/P低于16.由于夏季水体层化稳定,在表、底层其生物地球化学变化方向相反,PO₄3的浓度变化互成镜像关系并可按盐度分为3段不同特征的反应区.初级生产力的限制因素在大部分区域是磷,但从口门至最大浑浊带和口外区则分别是浊度(或光照)及可溶无机氮.现场培养实验再现了真光层和底层氮和磷的生物地球化学过程差异并表明磷的循环和再生比氮迅速;在可溶无机氮浓度大且高N/P的海域,磷的再生可成为水华的引发因素,而氮被耗尽却是水华消亡的原因.总体上夏季该区水体氮的迁出率比磷高.于水体层化稳定的区域,氮和磷的生物地球化学作用在真光层以浮游生物吸收占优势、在下层以有机物的降解和可溶无机态的再生为主,当层化消失、上下水体充分混合则可完成循环.     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究──Ⅲ.生物活动参与下的磷形态转化及磷循环估算

１９８７年３月～１９８８年１２月笔者于九龙江口、厦门西海域的调查研究结果表明，厦门西海域特殊的地理、水文环境、沉积物的高磷量、磷形态的快速转化是西海域初级生产力［５５５ｇ／（ｍ２·ａ）］比九龙江口区［１５９ｇ／（ｍ２·ａ）］高得多的主要原因。颗粒态磷（ＰＰ）、溶解态无机磷（ＤＩＰ）、溶解态有机磷（ＤＯＰ）等以生物为媒介发生了某种程度的形态转化。本文估算了九龙江水总磷（ＴＰ）的入海通量为７８７ｔ／ａ，其中ＤＩＰ为６９．２ｔ／ａ，ＤＯＰ为１７０ｔ／ａ，ＰＰ为５４７ｔ／ａ；九龙江口和厦门西海域沉积物磷的年释放量估计为１６ｔ和１３ｔ．接初级生产力估算全调查海域消耗磷约为９８１ｔ／ａ，而生物活动参与下磷的再生和转化起重要的作用。     

厦门西海域水质状况及其环境容量评估

由于厦门西海域独特的地理位置,周边城市规模扩大和经济发展,使得厦门西海域承受沉重的环境负载.本文根据厦门西海域功能特点,以及在对厦门西海域水质状况分析的基础上,分析了西海域对主要排海污染物的环境承载力.西海域无机氮和无机磷平均含量基本符合四类或超四类国家海水水质标准,西海域已无无机氮和无机磷承栽能力;西海域化学耗氧量、重金属(铜、铅、镉、汞和砷)和油类还存在相当的承载能力.