海洋生态学讨论课-磷循环-曾奇

海洋中的磷循环及其生物学意义

By-曾奇

1.海洋中磷的源和汇

1.1 海洋中磷的源

1.1.1 河流输送

河流输送是海水中磷的主要来源,河流不断向海水中输送大量的磷,成为有机生命存在和发展的基础"由于河流径流量的变化和人类活动的影响(农业灌溉、工业废水排放等),河流中磷的输送通量大大增加。

1.1.2 大气沉降

大气输入与河流的集中输入方式相反,是以一种分散的方式输入的,它也是海洋中磷的重要来源之一(Seizting,er1998)。

1.1.3 沉积物一水界面交换

海洋沉积物一水界面是研究海洋中物质循环的关键环节之一。通过研究沉积物一海水界面间物质的迁移、界面附近物质的变化机制来探讨海洋中物质的生物地球化学过程是十分重要的。

1.2 海洋中磷的汇

磷主要通过三种机制从水体中去除:(l)有机物的埋藏作用,(2)粘土的吸着和金属氧化物的共沉淀作用,(3)磷灰石的共沉淀作用

1.3磷在海洋中的存留时间

近年来,有关沉积物对水体中磷的埋藏作用的研究进一步完善,通过磷的埋藏速率估算的水体中磷的存留时间减小。磷的存留时间的减小将在很大程度上改变磷在整个生物地球化学循环中的作用,例如,随着水体中磷的存留时间的减小,硅有可能成为浮游植物光合作用的限制因子;研究还表明,水体中氮的硝化反硝化作用可能是对磷的存留时间发生变化的响应。Tyrell等(1999)的研究表明,海洋中磷的存留时间的变化将影响水体中固氮作用的速度。

2. 海洋中磷的分布

海水中磷的分布和变化不但受陆地径流、水体运动、有机体分解等物理化

学过程的影响, 而且与生物活动密切相关。它主要包括无机磷及有机磷两大类, 以溶解的或颗粒形态存在, 即溶解无机磷( DIP) 、总磷( TP) 、总溶解磷( TDP) 、溶解有机磷( DOP) 、颗粒磷( TPP) 。世界大洋中DIP的平均浓度为2.3pM,是溶解态磷的最大储库。大洋中颗粒态磷浓度的变化范围较大,从

3.海洋中磷的循环

磷在海洋中的循环主要是靠生物作用进行的,生物作用是造成海洋磷分布

不均的主要因素。生活于表层水的(透光带)中的海洋植物对营养元素的摄取可造成它们在表层水中浓度的下降,而海洋生物(包括藻类和细菌)死亡和海洋动物食取海洋植物和死亡后最终都会以生物碎屑(动植物残体和粪便等)等形式沉向海底。沉降过程中大部分被分解,变成可溶性组分重新返回海水并造成深层水中这种元素浓度的升高,而其它不易分解的生物碎屑沉入海底,成为海洋沉积物的组

成部分。

4. 磷循环的生物学意义

磷是海洋生物赖以生存的基础营养盐之一, 是海洋浮游植物生长和繁殖

所必需的成分, 也是海洋初级生产力和食物链的基础元素，它的分布及含量直接影响着海区初级生产力及浮游植物的种类、数量和分布,其生源要素生物地球化学循环中起着至关重要的作用,探讨海水中各种形态磷在海洋环境中的分布转化等地球化学过程及其与环境因素的关系, 对研究和保护海洋生态环境均有重要

意义。

文献来源：

1.中国近海部分典型海域磷的生物地球化学研究戚晓红

2.近海沉积物中氮磷的生物地球化学研究进展岳维忠, 黄小平

3. 中国海洋生物地球化学过程研究的最新进展宋金明

4.海洋生态学的研究现状与发展趋势罗秉征胡晓燕

5.海洋沉积物一海水界面附近氮、磷、硅的生物地球化学孙云明宋金明