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文檔簡介

1、富營養(yǎng)化和赤潮,定義:浮游生物所需的氮、磷等營養(yǎng)素包括湖、水庫、河口、海灣等相對封閉、水流緩慢的水域,由于適當?shù)耐獠凯h(huán)境(水體的理化環(huán)境)的復(fù)合作用,浮游生物(如藻類)的快速繁殖,水體透明度和溶解氧含量的減少,水質(zhì)惡化,魚類和其他水生生物氮、磷和其他營養(yǎng)鹽的主要原因農(nóng)業(yè)面源污染城市生活污水養(yǎng)殖自污染沉積物中有機物的分解大氣沉降、富營養(yǎng)化、營養(yǎng)鹽的主要原因;氮被運入海洋的水的其他來源;海水中溶解態(tài)氮磷的存在形式;溶解態(tài)氮無機氮的溶解:NO3-n,NO2-n,NO2-N溶解磷溶解無機磷:葡萄糖6-磷酸、ATP、天然膠體含有微藻生長所需的氮、磷、鐵等營養(yǎng)素,對微藻的生長有很大幫助。雨和氣溶膠中的溶解

2、有機氮(DON),至少占總?cè)芙獾?TDN)的三分之一以上(例如Cornell,1995,2001,2003)。大氣沉降輸入的外來氮支持世界近海新的生產(chǎn)力8-70%(Duce,1986年;Paerl等,1990)。在北卡羅來納海岸地區(qū),浮游植物在短時間內(nèi)迅速吸收了大約百分之20至30的雨水。DON(Peierls和Pallas,1997年)。DON和NH4容易被細菌和浮游植物利用,更有利于甲藻和硅藻的生長(Seitzinger和Sanders,1999)。海洋初級生產(chǎn)力(Mopper和Zikar,1987),因為海洋降水中氨基酸、元素等生物容易直接使用的有機氮化合物含量高;Cornell等,19

3、98;章節(jié),2002)。有機氮溶解,網(wǎng)箱文化中氮磷的排放量,鮭魚產(chǎn)量n為52公斤/a(Folke等,1992) 104公斤/a(Phillips等,1998);溶于環(huán)境的N為92 102kg(總輸入N的72% 79%,其中DIN為總輸入N的58% 78%),如果生產(chǎn)魚分泌的N,1 t魚,則在養(yǎng)殖數(shù)量中直接達到40kg溶出狀態(tài)N(Hall等,2001)在籠子里養(yǎng)魚,只有24.7%的n和30%的p用于魚體生長,n、p主要因排泄而損失,約75%的飼料進入水中(柳歌手,1997);每生產(chǎn)一條1 t魚,環(huán)境的p負荷就會增加19.6至22.4千克/a (hold和Hall,1991)。在海洋籠子里養(yǎng)殖鮭魚

4、時,20%的飼料(例如Phillips,1998)不吃;鮭魚鱒魚每消化100克的食物,就會排出約20-30克(Beveridge,1991)的糞便。海洋網(wǎng)箱培養(yǎng),每次養(yǎng)殖1t魚,環(huán)境中就會有161kgN、32kgP。每年拋售300萬噸雜魚。,氧:(CH2O)106(NH3)16h 3 po 4 138 o 2-106 CO2 122 H2O 16h no 3h 3 po 4氧不足:脫產(chǎn)菌(CH2O)106(NH3)166 物理指標:水的顏色化學(xué)指標:COD、TOC、TIN、NH4 -N、NO3-n、TIP、po43-p、DO、SD、BOD5 生物指標單一指標方法(閾值方法) cod=1至3mg

5、/l dip=0.015至0.02mg/ldin=0.2至0.3mg/lCHL . a 河口及沿岸海域富營養(yǎng)化評價模型。海洋科學(xué)發(fā)展,2005,23(1): 82-86。海洋營養(yǎng)狀況的劃分、海洋營養(yǎng)狀況的劃分和特性、海水潛在富營養(yǎng)化評價、海水潛在富營養(yǎng)化評價、海水潛在富營養(yǎng)化評價、浮游植物的光合作用、106CO2 16NO3- HPO42- 122H2O 18H(重金屬、維生素)122kcal (ch2o),Redfield比率,赤潮,在特定條件下海洋中的一些小浮游生物爆炸增加或積累,引起海水變色的有害生態(tài)異?,F(xiàn)象,統(tǒng)稱各種顏色的藻類。截至2003年,日本瀨戶內(nèi)海的赤潮在我國記錄的647起赤潮

6、中,從2001年到2003年為275起,占赤潮總數(shù)的40%。從1970s開始到現(xiàn)在,海藻化的發(fā)生次數(shù)每10年增加約3倍。我國赤潮的發(fā)展趨勢,1992-1998年我國沿海赤潮事件。我國赤潮多發(fā)地區(qū)、赤潮生物種類、海洋浮游植物中能引起赤潮的種類約為7%,能形成有毒有害赤潮的種類約為2%。我國已記錄的赤潮生物有127種,其中有毒藻類有28種。根據(jù)赤潮浮游植物的種類和數(shù)量進行分析的方法,赤潮發(fā)生的空間位置,流體力學(xué),營養(yǎng)物質(zhì)來源等進行分類。河口型(30%)、海灣型(29%)、養(yǎng)殖地域型(27%)、沿岸流型(6%)、上等流型(6%)和外海型(2%)。優(yōu)勢物種的名字:赤潮。根據(jù)單相、二相、復(fù)合等優(yōu)點分類。

7、根據(jù)赤潮毒性分類:有毒赤潮、無毒赤潮。根據(jù)赤潮藻類的來源:外形,原始發(fā)型。赤潮區(qū)域:特大(1000km2)、大中型(500-1000km 2)、特大(100-500km 2)、中型(50-100km 2)和小型(22Fe是海水中微量金屬,浮游植物生長的基本要素葉綠素的生物合成,對c,n的藻類轉(zhuǎn)移和同化,藻細胞內(nèi)生化成分比例的變化都受到Fe的影響。 1930年,格蘭特建議Fe是海洋浮游植物生長的潛在限制因素。1991年,馬丁提出了Fe限制假說,認為主要營養(yǎng)鹽豐富的HNLC海洋浮游植物的第一生產(chǎn)力受到生物可利用Fe的限制,通過東赤道太平洋Iron Ex I和Ex II實驗確認。在海水中,F(xiàn)e主要以

8、粒子狀態(tài)、溶解狀態(tài)Fe(OH)3、Fe(OH)2和膠體形式存在,海洋津礦層溶解Fe的主要來源包括氣溶膠濕和干沉降、河流輸入、沉積物重現(xiàn)液、生物循環(huán)、粒子Fe和膠體引起Fe沉淀的因素:吸附和沉淀、生物吸收、無機和有機膠體聚集、礦物和生物粒子的沉淀。對海洋環(huán)境的Fe和浮游植物的限制,海水表面鐵循環(huán),鐵限制假說(Martin,1991)及其推論,生物可以利用鐵的缺乏來限制海洋地區(qū)浮游植物的生長。藻類的營養(yǎng)鹽和碳酸鹽的吸收受到可用鐵的限制。由于鐵限制藻類的生長,限制大氣中二氧化碳的吸收,所以添加鐵會使大氣中的二氧化碳進入海洋表面,從而減少大氣中二氧化碳的含量。HNLC地球總面積超過總海洋的20%,主要

9、有赤道太平洋海域、南海海域、加利福尼亞上等流地區(qū)。海上鐵實驗,鐵-二甲基硫-氣候的關(guān)系,在HNLC地區(qū),鐵是促進浮游植物大量繁殖,大量二甲基硫(DMS),DMS是負溫室氣體使氣候變冷的重要因素之一。因此,在HNLC地區(qū)多施鐵,必將對全球氣候產(chǎn)生巨大影響。香港的赤潮和人類活動、中國沿海海域赤潮數(shù)量與氮肥使用量的關(guān)系、黃海和渤海赤潮發(fā)生次數(shù)與沙塵暴日數(shù)的關(guān)系、典型赤潮生物、中華鱉、龍城N0和Nt分別是單位水域中鳥類細胞的起始數(shù)量和經(jīng)過t天的細胞數(shù)量(cell/L)。赤潮生物的分裂速度、赤潮生物的生長速度、赤潮生物的垂直遷移和積累、晝夜垂直遷移(DVM) 生物性聚集:主要取決于赤潮生物的活動和主星(

10、光、化學(xué)主星)?;顒印⒙?、小移動范圍物理聚合:是由風(fēng)、流、波等環(huán)境因素引起的。被動、快速、移動范圍大。赤潮藻類攝取養(yǎng)分的速度,引發(fā)赤潮的因素,物理因素:溫度、鹽分、光化學(xué)因素有機物:腐殖質(zhì)、豐富的酸、植物激素、生長素、嘌呤、嘧啶營養(yǎng)素及其比例:n,pN/P、N/Si、Si/P 微量元素:Fe、Mg、Mn、Zn、Se、Co、Cu、Ni、Mo等。維生素:VB1,VB12,VH 生物學(xué)因素:內(nèi)因水文氣象因素:暴雨、洪水、水怪、升天、風(fēng)浪、沙塵暴、厄爾尼諾等。概念:藻類產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)的一般術(shù)語主要來自浮游植物,由于首次不了解毒素的實際來源,所以通常根據(jù)引起中毒的海洋生物,稱為貝毒或魚毒。分類:根

11、據(jù)人的溫和癥狀和機制差異進行分類:麻痹性貝毒(paralleic shellsfisoning,PSP):在廣東沿海比較常見。腹瀉貝類毒素(Diarrhetic Shellfish Poisoning,DSP):江蘇、浙江、山東、福建檢出率高。失憶性貝毒(Amnesia Shellfish Poisoning,ASP) 神經(jīng)性貝毒(neuro toxic shelfisoning,NSP)西博毒(ciguatera fipoisoning,ciguatera fipoisoning)赤潮生物開始繁殖或細胞囊的廣泛萌發(fā)。發(fā)展階段:養(yǎng)分、光、溫度、鹽分等有利于赤潮生物的發(fā)展,赤潮生物呈指數(shù)增長。某

12、些環(huán)境因素的變化可能妨礙或推遲赤潮的形成,也可能中斷。維持階段:這個階段的長度主要取決于水域的物理穩(wěn)定性,以及各種營養(yǎng)素的消費和補充狀態(tài)。消失階段:營養(yǎng)物質(zhì)耗盡、無法及時補充、臺風(fēng)降雨等導(dǎo)致水池不穩(wěn)定的因素、赤潮生物赤潮范圍以外的氣溫突變導(dǎo)致赤潮生物大量死亡、赤潮現(xiàn)象逐漸或突然消失。預(yù)測赤潮發(fā)生的基本過程,赤潮發(fā)生過程不同階段的主要控制因素,赤潮預(yù)測,以與鳥類繁殖相關(guān)的因素為指標:養(yǎng)分變化等預(yù)測赤潮生物形態(tài)或性質(zhì)的變化:增殖率,孢子囊預(yù)測赤潮生物細胞的生理變化:細胞密度預(yù)測赤潮生物的生態(tài)環(huán)境因素以急劇增長因素相關(guān)因素為指標預(yù)測,黑潮do:doh-dol5mg/l . SD:SD:SD1.6m

13、. 光合有效葉綠素a含量:110mg/m3。多元回歸模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(ANN)、赤潮生態(tài)動力學(xué)模型、主成分分析(PCA) 自動觀測系統(tǒng):衛(wèi)星遙感(SST,CHL . a);赤潮的主要危險;赤潮生物復(fù)蓋海洋,或附著在魚和貝類的鰓上,以魚為食赤潮生物生長繁殖的代謝過程和死亡細胞被微生物分解的過程中,消耗了大量溶解氧,使海水嚴重缺氧,海洋動物因缺氧而窒息死亡。有些赤潮生物及其代謝產(chǎn)物含有生物毒素,會使海洋動物中毒或死亡。消費者吃上癮的魚和貝類引起中毒。改變海水的物理和化學(xué)性質(zhì),對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成異常變化,部分中斷海洋食物鏈,威脅海洋生物的生存。赤潮危害人體健康的常見赤潮生物、PSP的全球分布、DSP的全球分布、NSP和ASP的全

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