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磷是所有生物生长必要的营养元素,胶体态磷作为真溶解态磷和颗粒态磷的中间状态,具有显著的生物可利用性,在河口和近岸磷循环中具有重大意义。本研究通过实验室模拟实验及现场调查,了解了九龙江河口区及台湾海峡胶体有机磷的含量与分布,并探讨了胶体有机磷的生物地球化学行为,获得了以下研究结果:
对Millipore超滤系统及超滤膜(Pellicon2regeneratedcellulosemembrane,Millipore)进行系统校正,通过一系列已知分子量的标准物质对超滤膜包的孔径进行重新刻度,根据不同标准物质的截留系数的变化,本研究中所使用的超滤膜包真实孔径为10kDa,约为厂商所标注的1kDa孔径的10倍;九龙江口及珠江样品的超滤实验结果进一步证实了本研究中所使用超滤膜实际孔径为10kDa,并证实了本研究中所采用的超滤实验流程和超滤渗透模型定量方法的可靠性。
利用上述建立的超滤实验流程,进行了九龙江口2010年7月丰水季和2011年4月、2012年3月枯水季期间胶体样品的采集和超滤,利用超滤渗透模型定量了九龙江口胶体磷的含量和分布,研究九龙江不同径流量下的胶体磷河口行为的差异。结果表明,九龙江河口陆源输入的胶体物质在低盐度区(盐度为0~5)快速絮凝从水体迁出,中高盐度的胶体有机物主要来源于生物现场产生;九龙江河口丰水期胶体有机物浓度和丰度要大于枯水期;九龙江河口淡水端DOM具有较高的C/P比值,而COM中较低的C/P比值则反映了新鲜的生物生产来源;两者之间的分馏反映了河口区DOM的多源性及成岩状态的复杂性。
本研究还调查了2010年及2011年夏季台湾海峡胶体磷的含量与分布。结果表明,台湾海峡中溶解态无机磷含量很低,反映了台湾海峡的磷限制条件,其主要存在于真溶解态中,其分子量小于10kDa;台湾海峡内COP%与COC%有显著的相关性,体现二者在生物地球化学上的紧密联系;2010年夏季台湾海峡C10剖面中,COP%与COC%变化一致,在叶绿素最大值层出现最大值,表明浮游植物的现场产生是胶体有机物的一个重要来源;2010年和2011年夏季台湾海峡胶体态有机物的C/P比值接近Redfield比值,表明浮游植物的现场产生是胶体有机物的主要来源;真溶解态有机物的C/P比值要远高于胶体态有机物的C/P比值,证实了胶体态有机物向低分子量有机物转化的途径;台湾海峡胶体有机物C/P比值与溶解有机物C/P比值之间的分馏系数(FC/D)表明台湾海峡溶解有机物的海源贡献及快速的循环过程。
本研究结果为了解台湾海峡及其邻近河口区的磷循环提供了重要参数,为中国边缘海的胶体有机磷的研究提供了可靠的研究方法,成为海洋磷循环研究的有益补充。