（海洋化学专业论文）黄海、南海dms生物生产与消费速率的研究.pdf

! 里塑鲎奎兰堡主堡苎 黄海、南海d m s 生物生产与消费速率的研究 摘要 d m s 是海洋中占优势地位的一种挥发性硫化物，它对全球气候变化及酸 雨的形成产生重大的影响。d m s 的生物生产与消费在d m s 的生物地球化学循 环过程中起到举足轻重的作用。本文在改进d m s 和d m s p 测定方法的基础 上，首次对我国黄海、南海、青岛近海d m s 的生物生产与消费速率及其影 响因素进行了现场的、深入研究。研究结果如下： i d m s 、d m s p 分析方法的建立 本文研究了海水中d m s 和d m s p 的痕量分析技术，在文献基础上对d m s 和d m s p 分析方法进行了改进，采用气提一冷阱捕集技术进行预浓缩，然后 用带有：欠焰光度检测器的气相色谱( g c f p d ) 进行分析，该方法的精确度 在j 以内，平均回收率为8 5 6 ( 8 2 8 9 6 9 0 5 9 8 ) ，最小检出限为0 1 5 n gs 。此法具有进样量小、操作方便、适合现场操作等优点。 i i 黄海中d m s 生物生产与消费速率以及相关因素的研究 黄海d m s 的生物生产速率在微表层为o 9 7 l 8 2 9n md 一，次表层为 o 9 8 l7 1 4n md ，平均值分别为6 2 5n md 1 和5 7 8n md ，微表层的 生物生产速率略高于次表层。d m s 的生物消费速率在微表层为o 5 6 7 6 3 n md ，在次表层为0 17 1 9 5n md 。，平均值分别为3 2 8n md “和2 9 4 。md ，除了个别站位外，微表层的生物消费速率略高于次表层a 同时我们 发现生物生产与消费不管是微表层还是次表层均有一定的相关性。 黄海中d m s 的生物生产- q 消费过程受现场海洋环境条件和生物条件如 温度、盐度、d m s p d 、叶绿素以及浮游植物组成等不同程度的影响，是一个 复杂的生物学、生态学和生物地球化学过程。 黄海、南海d b t s 生物生产与消费的研究 微表层作为海洋物质输送的主要界面，在d m s 的整个生物地球化学循 环过程中起举足轻重的地位。d m s 在微表层的主要去除途径是海气交换， 而生物消费相对次之。 j i i 南海中d m s 生物生产与消费速率以及相关因素的研究 南海夏季d m s 的生物生产速率在次表层为1 4 4 1 2 6 7 n md ，在微表 层为1 5 8 1 3 1 0n md ，二者具有相关性( r = 0 8 6 5 9 ，n = l 2 ， p = o 0 0 0 13 ) 。相对应的d m s 的生物消费速率，在次表层为0 4 3 7 9 2 n md ，微表层为1 3 0 9 2 2n m d ，二者的相关性为( r = 0 8 6 7 2 ， n = 1 2 ，p = 0 0 0 0 1 2 ) 。同时我们发现生物生产速率和消费速率不管是在微 表层还是次表层两者都具有很好的相关性( 对于微表层，r = 0 8 1 7 0 ， n = 1 2 ，f = 0 0 0 0 7 ；对于次表层，r = 0 8 4 8 3 ，n = 1 2 ，p = 0 0 0 0 2 ) 。这说明 海水中d m s 的生物生产与消费过程紧密相关，在整个生物地球化学循环过 程起着重要作用。 d m s 的生物生产与消费过程受诸多海洋环境和非海洋环境的影响，受 浮游植物种群结构影响比较显著。南海夏季主要以甲藻等优势种为主，所 以d m s 的生物生产速率与叶绿素a 有一定的相关性。 南海4 5 月虽然海面风速不是很高，但是我们的实验结果表明海一气 扩散仍然是微表层中d m s 的主要去除途径，生物消费相对次之。 i v 南海围隔实验( 探讨营养盐对d m s 、d m s p 产量及其循环 的影响) 不同营养盐浓度及组成对浮游植物种群结构有一定的影响，无机氮营 养盐对浮游植物生长的促进作用强于有机氮，但是，有机氮有利于浮游植 物的吸收。微量的f e 对浮游植物种群结构有一定的影响，它将针对性地 促进某种藻类的生长。 d m s 变化曲线与叶绿素基本一致，其变化趋势与浮游植物的生理状态 有关。营养盐含量及结构对d m s 的释放也有一定的影响，高浓度的氮盐不 利于d m s 的释放：但微量的f e 可能有利于d m s 的释放。 中国海洋大学硕士论文 理状态不同有关，生长期后期，d m s p p 的释放量明显增加。营养盐结构的不 同使各围隔袋中d m s p p 的释放时间及量有明显差别。f e 的存在有利于 d m s p p 的释放，有机氮有利于浮游植物吸收，但对d m s p p 的释放没有促进 作用。 纵观整个围隔实验我们发现，加了微量f e 的围隔m 6 中二者的相关性 最好，可能f e 的存在促进硫的生物地球化学循环：加尿素的m 5 比较好， 可能( c o ( n h 二) ：) 有利于硫的循环：只加硝酸盐的m 2 中二者的相关性也很 好，这说明硝酸盐与硫的循环密切相关。 v 青岛近海d m s 生物生产与消费速率以及相关因素的研究 青岛近海表层海水中d m s 的生物生产与消费速率有较明显的季节性变 化，夏季最高。这一结果高于陆架海区和大洋海区，可能由于沿岸人类活动 以及二i 二业和生活污水排放影响的结果。 青岛近海三个站位中d m s 的生物生产与消费速率均呈现很好的相关 性。同时我们发现除了鲁迅公园外，d m s 的生物生产与海水中d m s p d 的含 量也具有一定的相关性，但是没有发现d m s 生物生产与叶绿素a 的相关 陀。 关键词：黄海、南海、二甲基硫、溶解态二甲基巯基丙酸、颗粒态二甲基巯 基丙酸、生物生产、生物消费 黄海、南海d m s 生物生产与消费的研究 a b s t r a c t d m si st h em o s ta b u n d a n tv o l a t i l es u l f u rc o m p o u n d si nt h es u r f a c eo c e a n i th a s ag r e a ti n f l u e n c eo nt h eg l o b a lc l i m a t ec h a n g ea n dt h ef o r m a t i o no fa c i dr a i n t h e b i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o na r ec o n s i d e r e dt ob et h ep r i n c i p a lm e c h a n i s m s c o n t r o l l i n gt h ec o n c e n t r a t i o no fd m si nt h eo c e a n i cs u r f a c e ，a n dp l a yak e yr o l ei nt h e g l o b a lb i o g e o c h e m i c a lc y c l eo fs u l f u r i n t h i sd i s s e r t a t i o nw ed e v e l o pt h ea n a l y s is m e t h o d so fd m sa n dr e s e a r c ht h eb i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o nr a t e so f d m si nt h ey e l l o ws e a ，t h es o u t hc h i n as e aa n dq i n g d a oc o a s t a ls e a s o m e i m p o r t a n tc o n c l u s i o n sa r ed r a w na sf o l l o w s ： i d e v e l o p m e n to fd m sa n dd m s pa n a l y s i sm e t h o d s t h eg a s s t r i p p i n gc h r o m a t o g r a p h i cm e t h o d se q u i p p e dw i t haf l a m ep h o t o m e t r i c d e t e c t o rh a sb e e nd e v e l o p e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft h ed m sw i t hah i g hp r e c i s i o d s o f 5 a n dal o wd e t e c t i o nl i m i to f01 5n gs t h er e c o v e r yr a t eo fd m si n s e a w a t e ri sh i g h e rt h a n8 5 6 i i s t u d yo nt h eb i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o nr a t e so fd m s i nt h ey e l l o ws e aa n dt h ef a c t o r si n f l u e n c i n gt h e m t h ep r o d u c t i o nr a t e so fd m si nt h es u b s u r f a c ew a t e rr a n g e df r o mo 9 8t o17 1 4 n md w i t ha na v e r a g eo f5 7 8n md i nc o n t r a s t ，t h ep r o d u c t i o nr a t e so fd m si nt h e s u r f a c em i c r o l a y e rv a r i e df r o m0 9 7t o1 8 2 9n md 1 1w i t ha na v e r a g eo f6 2 5n md t h ec o n s u m p t i o nr a t e so fd m si nt h es u r f a c em i c r o l a y e ra n dt h es u b s u r f a c ew a t e r v a r i e df r o mo 5 6t o7 6 3n md a n df r o mo 1 7t o1 1 9 5n md r e s p e c t i v e l y t h e a v e r a g ev a l u e so fc o n s u m p t i o nr a t ei nt h em i c r o l a y e ra n dt h es u b s u r f a c e w e r e3 2 8 a n d2 9 4n md ，r e s p e c t i v e l y t h ep r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o nr a t e so fd m sw e r e 中国海洋大学硕士论文 g e n e r a l l yh i g h e ri nt h es u r f a c em i c r o t a y e rt h a ni nt h es u b s u r f a c ew a t e r as i g n i f i c a n t r e l a t i o n s h i pw a sf o u n db e t w e e nt h ep r o d u c t i o nr a t ea n dt h ec o n s u m p t i o nr a t eo fd m s i nt h em i c r o l a y e r ( r = 0 9 3 3 9 3n = 1 2p o 0 0 0 1 ) a sw e l la si nt h es u b s u r f a c ew a t e r s ( r = 0 8 8 8 0 8n 2 1 2p = 0 0 0 0 1 ) r e f l e c t i n gat i g h tb i o l o g i c a lc y c l i n gi nt h e s et w ow a t e r b o d i e s t h eb i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o no fd m sw e r ei n f l u e n c e db yv a r i o u s b i o l o g i c a l a n de c o l o g i c a l p r o c e s s e sa n d e n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ，s u c ha s ：i n s i t u t e m p e r a t u r e ，s a l i n i t y ，c h l aa n dt h ec o m p o s i t i o no fp h y t o p l a n k t o ns p e c i e s t h es e a s u r f a c em i c r o l a y e r ，a sa ni n t e r f a c eo fs u b s t a n c e t r a n s p o r t a t i o n ，p l a y sa k e yr o l ei nt h eg l o b e lb i o g e o c h e m i c a lc y c l eo fs u l f u r t h ee s c a p et ot h ea t m o s p h e r ei s c o n s i d e r e dt ob eo n eo ft h ep r i n c i p a lm e c h a n i s m sc o n t r o l l i n gt h ed m sf a t e si nt h e m i c r o l a y e r ，a n dt h em i c r o b i a ld e g r a d a t i o na n dp h o t o c h e m i c a lo x i d a t i o nt a k es e c o n d p l a c e i i i s t u d yo nt h eb i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o nr a t e so fd m s i nt h es o u t hc h i n as e aa n dt h ef a c t o r sa f f e c t i n gt h e m t h ep r o d u c t i o nr a t e so fd m si nt h es u b s u r f a c ew a t e rr a n g e df r o m1 4 4t o12 6 7 n md i nc o n t r a s t ，t h ep r o d u c t i o nr a t e so fd m si nt h es u r f a c em i c r o l a y e rv a r i e df r o m 1 5 8t o1 3 1 0n md t h ec o n s u m p t i o nr a t e so f d m si nt h es u r f a c em i c r o l a y e ra n dt h e s u b s u r f a c ew a t e rv a r i e df r o m1 3 0t o9 2 2n md ，a n df r o m0 4 3t o7 9 2n md 。， r e s p e c t i v e l y w ea l s of o u n das i g n i f i c a n tr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ep r o d u c t i o nr a t ea n d t h ec o n s u m p t i o nr a t ei nt h em i c r o l a y e r ( r = 0 8 4 8 3n = 1 2p = 0 0 0 0 2 ) a sw e l la si nt h e s u b s u r f a c ew a t e r s ( r = 0 8 1 7 0n = 1 2p = 0 0 0 0 7 ) s i m i l a r l y ，t h eb i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o no fd m si nt h es o u t hc h i n a s e aw e r ea l s oe f f e c t e db yv a r i o u sb i o l o g i c a lp r o c e s s e sa n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ， e s p e c i a l l yt h ec o m p o s i t i o no fp h y t o p l a n k t o n p r o r o c e n t r u mi st h ed o m i n a n ts p e c i e si n s u m m e rs o u t hc h i n as e a ，s ot h ep r o d u c t i o nr a t eo fd m sa n dc h l - ac o n c e n t r a t i o n v 黄晦、南海d m s 生物生产与消费的研究 s h o w e dah i g h l ys i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n a l t h o u g ht h ew i n ds p e e dw a sl o wi nt h es o u t hc h i n as e am a y ，t h es e a t o a i rf l u x o fd m sw a ss t i l lh i g h o u rr e s u l ti n d i c a t e dt h a ts e a - a i re x c h a n g ew a sam o r e i m p o r t a n t r e m o v a l p a t h w a yf o rm i c r o l a y e rd m s a s c o m p a r e d w i t hm i c r o b i a l d e g r a d a t i o n i v s t u d yo nt h ei n f l u e n c eo fn u t r i e n t so nt h ey i e l da n dc y c l eo fd m s a n dd m s pi nt h em e s o c o s me x p e r i m e n t u u rr e s u l ts h o w e dt h a tt h ev a r l ar i o n1 nc h en uc r i e n tc o n c e n t r ac 1 0 na n ds t r u c t u r e h a dag r e a te f f e c to nt h ec o m p o s i t i o no fp h y t o p l a n k t o ni nt h em e s o c o s me x p e r i m e n t t h ea d d i t i o n so fi n o r g a n i cn i t r o g e nr e s u l t e di nm o r er a p i dg r o w t ho fp h y t o p l a n k t o n t h a nt h o s eo fo r g a n i cn i t r o g e nh o w e v e r ，t h eu p t a k er a t eo fo r g a n i cn u t r i e n tb y p h y t o p l a n k t o nw a sh i g h e rt h a nt h a to fi n o r g a n i cn u t r i e n t d i s s o l v e df ec o u l de n h a n c e t h eg r o w t ho fac e r t a i nk i n d so fp h y t o p l a n k t o na n di n f l u e n c et h ed o m i n a t es p e c i e s v a r i a t i o no fp h y t o p l a n k t o n d m sc o n c e n t r a t i o n se x h i b i t e dt h es a m ep a t t e r na sc h l ac o n c e n t r a t i o n ，w h i c h w a sr e l a t e dt oa l g a lp h y s i o l o g i c a ls t a g e s n u t r i e n t sc o n c e n t r a t i o n sa n ds t r u c t u r ea l s o h a de f f e c to nd m sp r o d u c t i o n d m sp r o d u c t i o nb e n e f i t e df r o md i s s o l v e df e ，w h i l e h i g hl e v e l so fn i t r a t ed i d n tf a v o rt h er e l e a s eo fd m s d m s p p a l s ov a r i e d c o n c o m i t a n t l y w i t h c h l a ，t h ec h a n g e i n d m s p p c o n c e n t r a t i o n sa l s oa p p e a r e dt of o l l o wr o u g h l yt h ec h a n g ei nc h l al e v e l s ，a l g a l p h y s i o l o g i c a ls t a g e sp l a y e di m p o r t a n tr o l e s i n d e t e r m i n i n gt h ev a r i a t i o np a t t e r no f d m s p p ，i et h er e l e a s eo fd m s p pe n h a n c e d a tt h el a t e rg r o w t hs t a g e d i f f e r e n t n u t r i e n ts t r u c t u r ed e t e r m i n e dt h er e l e a s et i m ea n dc o n c e n t r a t i o n so fd m s p pi n d i f f e r e n te n c l o s u r e s d i s s o l v e df es t i m u l a t e d d m s p pp r o d u c t i o n w h i l e o r g a n i c d i d n t g o o d c o r r e l a t i o no fd m sw i t hd m s p pw a sf o u n di nm 6 ，m 5a n dm 2 v i 中国海洋大学硕士论文 v t h eb i o l o g i c a lp r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o nr a t e so fd m si n q i n g d a oc o a s t a ls e a t h ep r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o nr a t e so fd m si nq i n g d a oc o a s t a ls e av a r i e d w i d e l yw i t h s e a s o nw i t ht h eh i g h e s ti ns u m m e r t h er e s u l t so b t a i n e dh e r ew e r e a p p a r e n t l yh i g h e r t h a nt h o s em e a s u r e di nt h eo c e a na n ds h e l fa r e a ，w h i c hw a s a t t r i b u t e dt ot h eh u m a na c t i v i t ya n dt h ei n p u to fp o l l u t e dr i v e rw a t e r sa n dt h es e w a g e w a t e ra l o n gt h ec o a s t ag o o dr e l a t i o n s h i pw a sf o u n db e t w e e nt h ed m sp r o d u c t i o nr a t ea n dt h e c o n s u m p t i o nr a t ea tt h r e es t a t i o n s a tt h es a m e t i m e ，t h ep r o d u c t i o nr a t eo fd m sw a s c l o s e l yc o r r e l a t e dw i t ht h ei n s u i td m s p dc o n c e n t r a t i o n ，b u tn oo rp o o rc o r r e l a t i o n a p p e a r e db e t w e e nt h ep r o d u c t i o nr a t eo fd m sa n dt h ec h l ac o n c e n t r a t i o n k e yw o r d s y e l l o ws e a ，s o u t hc h i n as e a ，d i m e t h y l s u f i d e ，d i s s o l v e dd i m e t h y l s u l f o n i o p r o p i o n a t e p a r t i c u l a t ed i m e t h y l s u l f o n i o p r o p i o n a t e ， b i o l o g i c a lp r o d u c t i o n ，b i o l o g i c a lc o n s u m p t i o n v i i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含未获得或其他教育机构的学位或证书使 用过的丰爿料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的晚明 并表示谢意。 学位论文作者弛西缸弓纺签字嗍夕房月同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 导师签字 锡铭识 签字同期：衫年多月日 电话： 邮编：2 5 0 0 0 2 k 哆 缸汐 匏，月 、下扩 名 年 签 夕糕形 作 ： 文 期 沦 r 位 字 鸠子 经毗 中国海洋大学硕士论文 月i j吾 近几十年来，伴随着世界人1 3 的剧烈增长和工业化程度的提高，人类向大气排 放的s o z 在数量上已与天然排放到大气中的硫相当，这大大加剧了环境酸化的程度。 酸雨( p h ，5 0 0 a m o l a m 。3 才能起到抑制作用。所以说 二甲亚砜( d m d s ) 和二甲醚( d i m e t h y le t h e r ) 是氯仿很好的替代物，它们在较低浓度就 可以产生抑制作用( y a n g & t s u n o g a i ，2 0 0 5 ；b e d a r d k n o w l e s 1 9 8 9 ；m e y e r s 1 9 8 2 ； o r e m l a n de la l ，1 9 9 2 ) 。研究表明许多含甲基物质在微摩尔量级就可以抑制d m s 的消 耗，而无甲基的有机和无机物则不能。这可能是甲基引起抑制作用。所谓的含甲基 物质不仅仅是含硫的甲基化物，还包括甲基胺、沼气和其它含甲基官能团的物质。 这说明o m s 的生物消耗不只是消耗其中的硫，也可能是把甲基转化成其它有机物 ( b a t e se ta 1 1 9 9 4 ) 。 含甲基物质中含甲基数目不同其抑制能力也有很大的差别( w o l f e k i e n e 1 9 9 3 b ) 。例如，含2 个甲基的物质( 二甲弧砜和二甲醚) 在低浓度就可以抑制d m s 的 消耗而含单个的和三个甲基的物质不能，这可能与甲基的空间排列有关。但是，含 三甲基的胆碱分解产物甘氨酸1m m 0 1 d m 3 能达到9 0 的抑制效果，其高效的原因目 前还不清楚。可能是甘氨酸能够促进d m s 的释放，也可能是由于甘氨酸能够促进藻 类释放d m s p 或阻止d m s p 的消费。还有实验表明胆碱会参与d m s p 的转化，从而促进 d m s 的产生( k i e n e & s e r v i c e 1 9 9 3 ) 。 有关抑制作用的机理目前还没有一个统一的认识( w o l f e k i e n e ，1 9 9 3 b ) 。其机 理可能包括以下几个方面：抑制剂产生对生物新陈代谢有毒的物质，从而阻止了 生物的消费。抑制剂作为一种优先消费物质与d m s 竞争，达到抑制目的。抑制 剂在生物体内转化为其他物质，作为生物消费的物质与d m s 竞争。加入的抑制剂 可能转化成其他有效的抑, 匍j 7 f i j 来抑制生物的消费。在d m s 的消费过程中可能几种消 费种类同时存在，而且它们是以不同的途径进行的。所以，给定一种抑制剂不可能 同时对所有的消费者产生同样的抑制效果。而且各抑制剂的抑制能力差别较大。虽 然海洋中很多物质会对d m s 的生物消费产生影响，但是一种好的抑制剂应该是对d m s 的生物消费有较高的选择性且不对其他生物过程产生影响，这需要我们进一步的研 究和开发。 黄海、南海d m s 生物生产与消费速率的研究 表1 - 2 抑制剂的种类及其浓度( w o l f e ，1 9 9 3 a ) t a b l el - 2 t h ek i n d sa n dc o n c e n t r a t i o n so fi n h i b i t o r s 抑制剂种类相关物质及其浓度 k l n d so fi n h i b i t o rs u b s t a n c e sa n dc o n c e n t r a t i o n s m e t h y l e n ec h l o r i d e ( c f h c l ：) 5 0um o ld m 、c h l o r o f o r m ( c h c l3 ) 1 0 0um o l d m 、 c a r b o nt e t r a c h l o r i d e ( c c i ) 5 0 0um 0 1 d m 。3 m e t h a n o l ( 甲醇) im m 0 1 d m ，p a r a f o r m a l d e h y d e ( 多聚甲醛) ，f o r m a t e ( 甲酸盐) m o n o 、d i 、t r i m e t h y l a m i n e s ( 一甲胺、二甲胺、三甲胺) tm m o ld m 4 a c e t y l e n e ( 也) 7 5 0um o ld m - 、d i m e t h y l e t h e r ( ( c 乩) ：0 ) 3 0um o l d m 4 d i m e t h y ld i s u l f i d e ( d m d s ) 0 1um o ld m 4 、c a r b o nd i s u l f i d e ( c s 2 ) 5 0 0um o ld m l d i m e t h y ls u l f o x i d e ( ( c h ，) ! s o ) 、d i m e t h y ls u l f o n i o p r o p i o n a t e ( d m s p ) 、 s - m e t h y lm e t h i o n i n e ( 甲硫氨酸) 异养物质g l u c o s e ( 葡萄糖) 、a c e t a t e ( 醋酸盐) 、g l y c i n e ( 甘氨酸) n s ( h e t e r o t r o p h l cs u b s t r a t e s ) 无机物质b l l l l n o 1 i u m ( 铵) 、n i t r a t e ( 硝酸盐) 、t h i o s u l f a t e ( 硫代硫酸盐) n s ( n o r g a n i s m ) n s ：浓度1m m o l d m 。无明显的抑制效果。n os i g n i f i c a n ti n h i b i t i o ne f f e c ta tc o n c e n t r a t i o n s = l m m o l d m 3 浓度：指的是能够达到9 0 抑制效果时的浓度。c o n c e n t r a t i o n ：c o n c e n t r a t i o no fi n h i b i t i n gd m sb y 9 0 1 5 影响d m s 生物生产与消费的环境因素 1 51 水温 浮游植物产生和释放d m s 具有温度依赖性。水温对d m s 的作用主要是通过限制 酶的反应速率实现的。浮游植物和细菌的酶系都有其合适的催化温度，水温变化作 用于酶系使藻类和细菌的生理状态发生变化。浮游植物通常在低温条件下能释放更 多的d m s ( 王艳等，2 0 0 3 ) 。 1 52 叶绿素a 的含量 叶绿素a 的含量可作为浮游植物生物量的指标( 杨桂朋等，2 0 0 0 ) 。海水中的d m s 主要来源于海洋浮游植物，而叶绿素a 可以在一定程度上反映浮游植物的生物量。 a n d r e a e ( 1 9 9 0 ) 在对d m s 和叶绿素a 之间进行回归分析表明，= 0 3 ( n = 1 0 0 0 ) ，因为 其回归的数据很多，这一结果仍然说明二者之间存在着相关性。a r i t s u n e ( 1 9 9 2 ) 等人 在日本m a i z u r u 湾中对d m s 和叶绿素a 的研究发现，二者存在相关性。但许多研究 n ) ) 吣 “ 曲 m 盯 时 m 龇 c e ) k g m m k “物叶州类m胁类。机。 烃曲醛旷0炔有c己代“、k类、“硫卤m醇n胺醚m含档 中国海洋大学硕士论文 者认为( t u r n e r ，1 9 9 8 ；f o g e l q v i s t ，1 9 9 1 ) ，d m s 与叶绿素a 的含量之间的相关性并不好。 其原因可能是由于d m s 的产生与藻的种类有很大的关系，并且不同海区占优势地位 的藻种是不一样的。不同的海域以及同一海域的不同层面也是有差别的( y a n g 1 9 9 9 a ； y a n ge ta 1 ，2 0 0 5 ；y a n g ，1 9 9 9 b ) 。这主要由于浮游植物种群的不同，不同藻属的个体大 小不同，叶绿素a 的含量也不相同，所以d m s 的生产能力也就不相同。目前有关这 方面的研究还没有定论。 153 光照 光合作用是海洋植物在有氧条件下合成d m s p 的先决条件，光强和日照长短都能 影响细胞d m s p 的含量。来自不同海区的绿色大型藻类其d m s p 的浓度随着辐射强度 的增大而增强，随着日照长度的缩短而降低；反之亦然。在黑暗处d m s p 的生产能力 很低( l e c ke ta 1 ，1 9 9 0 ；k a r s t e n ，1 9 9 2 ) 。研究表明，对d m s p 产生起直接作用的不是光 强而是光照周期，它将影响藻类细胞的生理状态，从而影响到d m s p 和d m s 的产生 ( b a u m a ne ta 1 19 9 4 ) 。 15 4 营养盐 营养盐一般包括溶解态的无机氮( 铵盐为主、硝酸盐次之) 和溶解态的无机磷 和硅。它们是浮游植物生长所必须的营养元素，并参与植物的新陈代谢。所以，营 养盐水平的高低决定着浮游植物生物量的大小，也可以间接地影响海水中d m g 的含 量。在营养盐因素中，对d m s 释放有特殊作用的是氮盐。a n d r e a e 等( 1 9 9 0 ) 研究发现， 在营养缺乏、生产力水平较低的马尾藻海区，d m s 的释放速率加快。t u r n e r 等( 1 9 9 8 ) 在实验室研究了不同氮盐初始浓度下e m i 抽n j an u x l e y i 中d m g 的释放，发现在高氮盐 供应条件下，细胞生长加快而d m s 释放减慢。人工培养的t e t r a s e l m i ss u b c o r d i f o r m i s 和些海洋浮游植物在营养耗尽情况下会产生更多的d m s ，也证明了这一观点( g r o n e k i e n e ，1 9 9 2 ) 。但是，也有结果认为，自然海区d m s 的释放与氮盐的关系是一种两 段式相关( 焦念志等，1 9 9 9 ) 。但是到目前为止对二者关系的研究还没有一致的结果。 155 盐度 d m s p 对细胞渗透压有一定的调节作用( s t e f e l s ，2 0 0 0 ) 。当盐度改变时藻类细胞外 黄海、南海d m s 生物生产与消费速率的研究 部压力发生变化，细胞就必须通过b m s p 释放与生产来调节渗透压。对一些藻类的研 究表明细胞内d m s p 的浓度随盐度的增加而增加，d m s p 裂解酶活性随之升高，必然 会有更多的d m s 产生释放到细胞外( b a u m a ne ta 1 ，1 9 9 4 ) 。v a i r a v a m u r t h y ( 1 9 8 5 ) 等在实 验室培养h y m e n o m o n a s c a r t e r a e 时发现，随着培养液盐度的增加，藻细胞内d m s p 以 及d m s 的释放速率都增加。但是也有研究表明，当盐度下降时d m s p 容易释放到细胞 体外，影响d m s 的释放( s t e f e l s v a nl e e u w e ，1 9 9 8 ) 。 15 6 藻种类型 d m s 的前体d m s p 存在于某些海洋微藻或大藻及盐生高等植物中，不同种类的海 藻中d m s p 的含量有很大的差别( 杨桂朋等，2 0 0 4 ) 。绿胞藻纲( c h l o r o m o n a d o p h y c e a e ) 、 绿藻纲( c h l o r o p h y c e a e ) 、隐藻纲( c r y p t o p h y c e a e ) 、裸藻纲( e u g l e n o p h y c e a e ) 、蓝藻 纲( c y a n o p h y c e a e ) 、青紫细菌( c y a n o b a c t e r i a ) 中的浮游植物体内d m s p 含量较少。而 甲藻纲( d i n o p h y t e s ) 、三毛金藻( p r y m n e s i o p h t e s ) 和金藻纲( c h r y s o p 砂t e s ) 中d m s p 的 含量很高。硅藻纲( d i a t o m s ) ( m e l o s i r an u m m u l o i d e s 除外) 中d m s p 含量较少。优势 藻种有利于d m s 的释放。 1 6 小结 综观海水中d m s 生物生产与消费的研究可