海洋生態(tài)學(xué)第8章海洋生態(tài)系統(tǒng)的分解作用與生物地化循環(huán)

1、第八章第八章 海洋生態(tài)系統(tǒng)的分解作用海洋生態(tài)系統(tǒng)的分解作用 與生物地化循環(huán)與生物地化循環(huán) 學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)本章應(yīng)掌握生態(tài)系統(tǒng)分解學(xué)習(xí)本章應(yīng)掌握生態(tài)系統(tǒng)分解作用的概念及意義，海洋主要分解者類群作用的概念及意義，海洋主要分解者類群和微型生物食物環(huán)在有機(jī)質(zhì)分解過程中的和微型生物食物環(huán)在有機(jī)質(zhì)分解過程中的貢獻(xiàn)，沉積物中有機(jī)質(zhì)的有氧和缺氧分解，貢獻(xiàn)，沉積物中有機(jī)質(zhì)的有氧和缺氧分解，海洋生物泵概念及其作用以及海洋生物泵概念及其作用以及DMS的來源、的來源、去向與作用，了解大洋和近岸水層顆粒有去向與作用，了解大洋和近岸水層顆粒有機(jī)物的沉降分解過程的差異及原因以及氮、機(jī)物的沉降分解過程的差異及原因以及

2、氮、磷、硫等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物地化循環(huán)的基本過磷、硫等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物地化循環(huán)的基本過程。程。 第一節(jié)第一節(jié) 海洋生態(tài)系統(tǒng)的分解作用海洋生態(tài)系統(tǒng)的分解作用 一、有機(jī)物質(zhì)的分解作用及其意義一、有機(jī)物質(zhì)的分解作用及其意義 （一）什么叫分解作用（一）什么叫分解作用C6H12O66O2酶6CO26H2O能量 （二）有機(jī)物質(zhì)的分解過程（二）有機(jī)物質(zhì)的分解過程 （1）瀝濾階段（）瀝濾階段（leaching phase）：）：（2）分解階段（）分解階段（decomposition phase）：）：（3）耐蝕階段（）耐蝕階段（refractory phase）：）：（三）分解作用的意義三）分解作用的意義 促使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)

3、循環(huán)，維持平衡；促使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)，維持平衡； 維持大氣氧氣與二氧化碳濃度比例；維持大氣氧氣與二氧化碳濃度比例； 分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)顆粒物為食碎屑的各種生物提供分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)顆粒物為食碎屑的各種生物提供 食物來源，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性有重要意義食物來源，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性有重要意義 ； 陸地：陸地：改善土壤物理性狀，改造地球表面惰性物質(zhì)。改善土壤物理性狀，改造地球表面惰性物質(zhì)。 二、主要分解者生物類別二、主要分解者生物類別 （一）細(xì)菌（一）細(xì)菌 1. 重要的分解者重要的分解者，特別是對(duì)一些難分解物質(zhì)，特別是對(duì)一些難分解物質(zhì)2. 復(fù)雜性：復(fù)雜性： 分解有機(jī)物釋出營(yíng)養(yǎng)鹽，同時(shí)從介質(zhì)

4、中吸收無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。分解有機(jī)物釋出營(yíng)養(yǎng)鹽，同時(shí)從介質(zhì)中吸收無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 底物化學(xué)組成：底物化學(xué)組成：C：N比值比值 底物氨基酸含量底物氨基酸含量 也有的研究表明，異養(yǎng)細(xì)菌的自然群落同化與產(chǎn)生也有的研究表明，異養(yǎng)細(xì)菌的自然群落同化與產(chǎn)生NH4+ 是同時(shí)進(jìn)行的是同時(shí)進(jìn)行的海洋細(xì)菌常因受病毒感染而死亡，其主要溶解產(chǎn)物是營(yíng)海洋細(xì)菌常因受病毒感染而死亡，其主要溶解產(chǎn)物是營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)的一種重要的潛在來源。養(yǎng)物質(zhì)的一種重要的潛在來源。（二）微型食植者（二）微型食植者（micro-grazers） 1. 重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再生者重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再生者 數(shù)量豐富；代謝速率很高；不吸收數(shù)量豐富；代謝速率很高；不吸收NH

5、4+。2. 影響原生動(dòng)物氮再生速率的因素影響原生動(dòng)物氮再生速率的因素食物的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量食物的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量生長(zhǎng)狀態(tài)生長(zhǎng)狀態(tài) 3.與細(xì)菌相比誰更重要與細(xì)菌相比誰更重要? n細(xì)菌和微型異養(yǎng)食植者都是重要的營(yíng)養(yǎng)鹽再生者，但微型攝食者對(duì)細(xì)菌和微型異養(yǎng)食植者都是重要的營(yíng)養(yǎng)鹽再生者，但微型攝食者對(duì)自然海區(qū)的營(yíng)養(yǎng)鹽再生可能起更重要的作用。自然海區(qū)的營(yíng)養(yǎng)鹽再生可能起更重要的作用。 n 其次，盡管微型攝食者是重要的營(yíng)養(yǎng)鹽再生者，但其再生效率很少其次，盡管微型攝食者是重要的營(yíng)養(yǎng)鹽再生者，但其再生效率很少能超過能超過50。 n 第三，由于再生效率不超過第三，由于再生效率不超過50，那么開闊大洋區(qū)氮再生效率能達(dá)，那么開闊大洋區(qū)

6、氮再生效率能達(dá)到到90這樣高的數(shù)值，就必定要由比較復(fù)雜的、多營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微型生這樣高的數(shù)值，就必定要由比較復(fù)雜的、多營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微型生物食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)來完成。物食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)來完成。 （三）有機(jī)凝聚體（三）有機(jī)凝聚體(the organic aggregates) 生物活性中心，較大顆?？纱嬖谛∪郝渖锘钚灾行?，較大顆?？纱嬖谛∪郝?下沉的速度非常緩慢，可長(zhǎng)時(shí)間停留在海洋表層。下沉的速度非常緩慢，可長(zhǎng)時(shí)間停留在海洋表層。（四）后生動(dòng)物（四）后生動(dòng)物(metazoans) 浮游動(dòng)物比較重要、與其食物豐盛度有關(guān)，與原生動(dòng)浮游動(dòng)物比較重要、與其食物豐盛度有關(guān)，與原生動(dòng) 物和細(xì)菌等相比較為次要。物和細(xì)菌等相比較為次要

7、。 第二節(jié)第二節(jié) 海洋水層有機(jī)顆粒物海洋水層有機(jī)顆粒物 的沉降與分解的沉降與分解 一、水層中顆粒有機(jī)物的沉降與分布一、水層中顆粒有機(jī)物的沉降與分布 1. 1. 來源：來源： 浮游生物的糞粒、皮殼、尸體等，細(xì)菌、浮游植物、原生動(dòng)物和浮游動(dòng)浮游生物的糞粒、皮殼、尸體等，細(xì)菌、浮游植物、原生動(dòng)物和浮游動(dòng)物等可視為活的顆粒有機(jī)物。物等可視為活的顆粒有機(jī)物。 2. 2. POMPOM的沉降速率與粒徑大小有關(guān)的沉降速率與粒徑大小有關(guān)3. 3. 具有垂直洄游的浮游動(dòng)物可能通過晝夜垂直移動(dòng)而將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由表層帶具有垂直洄游的浮游動(dòng)物可能通過晝夜垂直移動(dòng)而將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由表層帶到下層。到下層。 4. 4. POCPO

8、C數(shù)量在大洋區(qū)的垂直分布規(guī)律數(shù)量在大洋區(qū)的垂直分布規(guī)律 表層及次表層數(shù)量豐富，其下方逐漸減少，而在深洋水中一直保持著表層及次表層數(shù)量豐富，其下方逐漸減少，而在深洋水中一直保持著相對(duì)恒定的低含量狀態(tài)。相對(duì)恒定的低含量狀態(tài)。5. POC從真光層向下輸出通量在不同海區(qū)以及同一海區(qū)的不同季節(jié)有很大從真光層向下輸出通量在不同海區(qū)以及同一海區(qū)的不同季節(jié)有很大差別。差別。 二、海洋水層營(yíng)養(yǎng)鹽再生效率二、海洋水層營(yíng)養(yǎng)鹽再生效率 （一）真光層內(nèi)氮的再循環(huán)（一）真光層內(nèi)氮的再循環(huán) 1. 研究方法：研究方法： 15N法、沉積物捕捉器法等。法、沉積物捕捉器法等。2. 結(jié)果：結(jié)果： Eppley根據(jù)已有根據(jù)已有15N法

9、的資料，提出全球海洋真光層氮的再生法的資料，提出全球海洋真光層氮的再生效率約為效率約為80%，并呈從沿岸向外洋逐漸增加的趨勢(shì)。，并呈從沿岸向外洋逐漸增加的趨勢(shì)。在沿岸淺海區(qū)，真光層內(nèi)氮再生效率只有在沿岸淺海區(qū)，真光層內(nèi)氮再生效率只有50%左右，而在貧左右，而在貧營(yíng)養(yǎng)的大洋區(qū)，真光層內(nèi)的再生效率可達(dá)營(yíng)養(yǎng)的大洋區(qū)，真光層內(nèi)的再生效率可達(dá)80%90%。 初級(jí)生產(chǎn)力水平越高的海區(qū)，真光層內(nèi)的再生效率越低，同初級(jí)生產(chǎn)力水平越高的海區(qū)，真光層內(nèi)的再生效率越低，同時(shí)再生效率也有明顯的季節(jié)變化。時(shí)再生效率也有明顯的季節(jié)變化。（二）真光層下方的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再生（二）真光層下方的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再生 真光層下方營(yíng)養(yǎng)鹽再生速率

10、隨深度增加而下降真光層下方營(yíng)養(yǎng)鹽再生速率隨深度增加而下降其其C N的比率逐漸提高的比率逐漸提高 溶解有機(jī)物在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再生中的作用更為重要溶解有機(jī)物在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再生中的作用更為重要 三、沉積環(huán)境中有機(jī)物質(zhì)的分解三、沉積環(huán)境中有機(jī)物質(zhì)的分解底棲底棲水層系統(tǒng)耦合水層系統(tǒng)耦合 benthic-pelagic coupling:海洋生態(tài)系統(tǒng)通過能流和物流的傳遞海洋生態(tài)系統(tǒng)通過能流和物流的傳遞而將水層系統(tǒng)和底層系統(tǒng)融為一體的各種相互作用的過程。而將水層系統(tǒng)和底層系統(tǒng)融為一體的各種相互作用的過程。 1食物來源、生活基質(zhì)食物來源、生活基質(zhì) 2淺水區(qū)淺水區(qū)底棲生物及其所形成的滲出物、顆粒物等可充當(dāng)浮底棲生物及其所

11、形成的滲出物、顆粒物等可充當(dāng)浮游生物的食物源。游生物的食物源。3海洋浮游生物和底棲生物通過其不同的生活史階段既利用海洋浮游生物和底棲生物通過其不同的生活史階段既利用水層又利用底棲環(huán)境水層又利用底棲環(huán)境 4從表層下沉到達(dá)底層的有機(jī)物質(zhì)不僅為深水底棲生物群落從表層下沉到達(dá)底層的有機(jī)物質(zhì)不僅為深水底棲生物群落提供食物來源，同時(shí)通過底棲系統(tǒng)內(nèi)生物的分解作用釋出無機(jī)提供食物來源，同時(shí)通過底棲系統(tǒng)內(nèi)生物的分解作用釋出無機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽，最終又回到表層水為浮游植物所利用。營(yíng)養(yǎng)鹽，最終又回到表層水為浮游植物所利用。 以底棲濾食和食底泥動(dòng)物的活動(dòng)為例：以底棲濾食和食底泥動(dòng)物的活動(dòng)為例： 生物沉降：濾食性動(dòng)物通過攝食活動(dòng)

12、去除水層中的生物沉降：濾食性動(dòng)物通過攝食活動(dòng)去除水層中的 POM使使之作為糞球被沉降到沉積物表面或內(nèi)部的過程。之作為糞球被沉降到沉積物表面或內(nèi)部的過程。 加速水層有機(jī)顆粒沉降，表明生物沉降在沉積物加速水層有機(jī)顆粒沉降，表明生物沉降在沉積物海水界面海水界面物質(zhì)交換方面比天然顆粒沉降作用更為重要物質(zhì)交換方面比天然顆粒沉降作用更為重要 。 生物擾動(dòng)（生物擾動(dòng)（bioturbation）：）：底棲動(dòng)物通過攝食、建管、筑底棲動(dòng)物通過攝食、建管、筑穴以及對(duì)沉積物的搬運(yùn)、混合過程改變了沉積物的物理化學(xué)性穴以及對(duì)沉積物的搬運(yùn)、混合過程改變了沉積物的物理化學(xué)性質(zhì)。質(zhì)。 食沉積物的動(dòng)物在吞食底泥時(shí)同時(shí)將細(xì)菌、纖毛

13、蟲、變形蟲、食沉積物的動(dòng)物在吞食底泥時(shí)同時(shí)將細(xì)菌、纖毛蟲、變形蟲、扁蟲、線蟲的集合體一并吞食，促進(jìn)扁蟲、線蟲的集合體一并吞食，促進(jìn)POM有效礦化的作用，又有效礦化的作用，又有控制細(xì)菌和微型分解者數(shù)量的作用。有控制細(xì)菌和微型分解者數(shù)量的作用。 二、海洋沉積物及其棲息生物的垂直結(jié)構(gòu)二、海洋沉積物及其棲息生物的垂直結(jié)構(gòu)三、沉積物中有機(jī)物質(zhì)分解作用和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)三、沉積物中有機(jī)物質(zhì)分解作用和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)特征循環(huán)特征 n 在沉積物表層，有機(jī)物質(zhì)經(jīng)氧化降解而分解，終產(chǎn)物是氧在沉積物表層，有機(jī)物質(zhì)經(jīng)氧化降解而分解，終產(chǎn)物是氧化態(tài)的無機(jī)化合物（化態(tài)的無機(jī)化合物（CO2、NO3）。）。 n 缺氧條件下，細(xì)菌利用缺氧

14、條件下，細(xì)菌利用SO42和和NO3中的氧，形成高度還中的氧，形成高度還原性的化合物（如原性的化合物（如CH4、H2S和和NH3）。）。n 嫌氧微生物代謝類型的重要性嫌氧微生物代謝類型的重要性 ：繼續(xù)分解作用：繼續(xù)分解作用n 底棲動(dòng)物會(huì)通過攝食、消化和代謝來加速有機(jī)物質(zhì)的分解。底棲動(dòng)物會(huì)通過攝食、消化和代謝來加速有機(jī)物質(zhì)的分解。 n大型動(dòng)物還起著對(duì)有機(jī)碎屑的大型動(dòng)物還起著對(duì)有機(jī)碎屑的“粉碎者粉碎者”的作用。的作用。n 另外，大型底棲動(dòng)物的生物擾動(dòng)作用改變了沉積物環(huán)境的另外，大型底棲動(dòng)物的生物擾動(dòng)作用改變了沉積物環(huán)境的特征，從而影響有機(jī)物質(zhì)的分解過程。特征，從而影響有機(jī)物質(zhì)的分解過程。 第三節(jié)第三

15、節(jié) 全球碳循環(huán)的匯、源與海洋全球碳循環(huán)的匯、源與海洋生物泵的作用生物泵的作用 一、全球碳循環(huán)的匯與源一、全球碳循環(huán)的匯與源（一）碳循環(huán)（一）碳循環(huán) 生物的同化過程和異化過程，光合作用和呼吸作用生物的同化過程和異化過程，光合作用和呼吸作用 大氣與海洋之間的碳交換大氣與海洋之間的碳交換 碳酸鹽的沉積作用碳酸鹽的沉積作用（二）碳循環(huán)的匯與源（二）碳循環(huán)的匯與源 匯：吸收即為匯匯：吸收即為匯 源：釋放即為源源：釋放即為源 二、海洋生物泵對(duì)大氣碳的凈吸收作用二、海洋生物泵對(duì)大氣碳的凈吸收作用 由有機(jī)物生產(chǎn)、消費(fèi)、傳遞、沉降和分解等一系列生物學(xué)過由有機(jī)物生產(chǎn)、消費(fèi)、傳遞、沉降和分解等一系列生物學(xué)過程 構(gòu)

16、成 的 碳 從 表 層 向 深 層 的 轉(zhuǎn) 移 ， 就 稱 為 生 物 泵程 構(gòu) 成 的 碳 從 表 層 向 深 層 的 轉(zhuǎn) 移 ， 就 稱 為 生 物 泵（biological pump）。）。 DOC POC 微生物 浮游植物 各類動(dòng)物 微食物網(wǎng) CO2 尸體 尸體、 糞團(tuán)、 蛻皮、 CaCO3 下沉 + 浮游動(dòng)物垂直移動(dòng) 據(jù)估計(jì)有據(jù)估計(jì)有1.21016 t CO2以有機(jī)沉積物的形式存在于海以有機(jī)沉積物的形式存在于海 底。底。 圖 9.6 碳循環(huán)的基本圖解（引自 Lalli & Parsons 1997） 大氣 CO2 化石燃料燃燒 火山噴射 碳酸氫鹽和碳酸鹽 游離溶解 CO2 游

17、離溶解 CO2 呼吸 底棲生 物呼吸 鈣化作用 （CaCO3） 浮游植物 光合作用 浮游動(dòng)物和游泳動(dòng)物 分解 細(xì)菌 溶解和顆 粒性碎屑 下沉 下沉 CaCO3 骨骼 溶解 呼吸 深海 沉積物 （一）海洋凈吸收大氣一）海洋凈吸收大氣CO2的原理的原理 溫室氣體溫室氣體的不斷排放引起表層海水溫度的升高和深層海水溶的不斷排放引起表層海水溫度的升高和深層海水溶解氧的減少。解氧的減少。 一方面，高緯度低溫海水的下沉這一物理過程，雖然可以攜一方面，高緯度低溫海水的下沉這一物理過程，雖然可以攜帶從大氣中吸收的帶從大氣中吸收的CO2進(jìn)入深層，但是，在赤道上升流區(qū)，進(jìn)入深層，但是，在赤道上升流區(qū)，海水會(huì)向大氣釋

18、放海水會(huì)向大氣釋放CO2，從長(zhǎng)時(shí)間尺度和全球尺度講，這一從長(zhǎng)時(shí)間尺度和全球尺度講，這一物理過程對(duì)物理過程對(duì)CO2的收支是平衡的。的收支是平衡的。 海洋生物泵的作用海洋生物泵的作用引起廣泛關(guān)注。引起廣泛關(guān)注。（二）海洋生物泵的效率估計(jì)二）海洋生物泵的效率估計(jì) 當(dāng)前人類活動(dòng)釋放到大氣中的碳約為當(dāng)前人類活動(dòng)釋放到大氣中的碳約為5060108 ta。 全球海洋初級(jí)生產(chǎn)的固碳能力（即初級(jí)生產(chǎn)力）超全球海洋初級(jí)生產(chǎn)的固碳能力（即初級(jí)生產(chǎn)力）超過過300108 tCa 據(jù)估計(jì)，全球海洋凈吸收據(jù)估計(jì)，全球海洋凈吸收CO2約為約為30108 ta （三）提高氣（三）提高氣海界面碳凈通量的可能途徑海界面碳凈通量的

19、可能途徑 提高海洋的新生產(chǎn)力，尤其是南大洋提高海洋的新生產(chǎn)力，尤其是南大洋第四節(jié)第四節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán) 一、氮循環(huán)一、氮循環(huán) （一）海水中可溶性氮的化學(xué)形態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化（一）海水中可溶性氮的化學(xué)形態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化 1海水中可溶性氮的化學(xué)形態(tài)海水中可溶性氮的化學(xué)形態(tài) DIN：NH4+、NO3、NO2和和N2 DON：氨基酸、尿素和肽類氨基酸、尿素和肽類 2無機(jī)氮化合物的相互轉(zhuǎn)化無機(jī)氮化合物的相互轉(zhuǎn)化 NH3 NH2OH N2O22 NO2 NO3 硝化作用、反硝化作用或稱脫氮作用硝化作用、反硝化作用或稱脫氮作用 NH4+浮游植物（有機(jī)浮游植物（有機(jī)N）浮游動(dòng)物（有機(jī)浮游動(dòng)物（有機(jī)N）NH

20、4+ 的直接循環(huán)的直接循環(huán) （二）植物對(duì)氮的吸收與無機(jī)氮再生（二）植物對(duì)氮的吸收與無機(jī)氮再生 1海洋植物對(duì)各類氮物質(zhì)的吸收海洋植物對(duì)各類氮物質(zhì)的吸收 2氮營(yíng)養(yǎng)鹽的再生氮營(yíng)養(yǎng)鹽的再生 NO3（海水） 透性酶 NO3（細(xì)胞內(nèi)）NO2NH4+ 氨基酸 硝 酸 還原酶 亞硝酸 還原酶 谷氨酸 脫氫酶 圖 9.7 硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锛?xì)胞內(nèi)氨基酸的生化過程示意圖 （三）海洋生態(tài)系統(tǒng)氮的補(bǔ)充與損失（三）海洋生態(tài)系統(tǒng)氮的補(bǔ)充與損失 1 1氮的補(bǔ)充氮的補(bǔ)充 （1 1）陸源：）陸源： （2 2）大氣補(bǔ)充：閃電和宇宙射線輻射、工業(yè)生產(chǎn)）大氣補(bǔ)充：閃電和宇宙射線輻射、工業(yè)生產(chǎn) （3 3）固氮作用：）固氮作用： 2

21、2氮的損失氮的損失 （1 1）主要途徑是人類收獲海洋生物產(chǎn)品）主要途徑是人類收獲海洋生物產(chǎn)品 （2 2）有些碎屑下沉到底部而損失）有些碎屑下沉到底部而損失 二、磷循環(huán)二、磷循環(huán) （一）海洋環(huán)境中磷的化學(xué)特性（一）海洋環(huán)境中磷的化學(xué)特性 1、存在形式：、存在形式： 顆粒性磷（顆粒性磷（POP）：）：活有機(jī)體、有機(jī)碎屑，含量最高活有機(jī)體、有機(jī)碎屑，含量最高 溶解有機(jī)磷（溶解有機(jī)磷（DOP）：）：主要是磷酸酯類物質(zhì)，如主要是磷酸酯類物質(zhì)，如ATP，易水解易水解 溶解無機(jī)磷（溶解無機(jī)磷（DIP）：）： HPO42（87） 、PO43（12）、）、H2PO4（極少）極少）2、磷的化學(xué)性質(zhì)的幾個(gè)特點(diǎn)：、磷

22、的化學(xué)性質(zhì)的幾個(gè)特點(diǎn)：被快速吸收被快速吸收 易被無定形顆粒所吸附易被無定形顆粒所吸附 易與某些金屬離子（如易與某些金屬離子（如Ca2+、Al3+、Fe3+等）形成不溶等）形成不溶性化合物性化合物 沉積物磷酸鹽溶解的主要機(jī)制沉積物磷酸鹽溶解的主要機(jī)制 （二）海洋植物對(duì)磷的吸收（二）海洋植物對(duì)磷的吸收 1、符合米氏方程、符合米氏方程 2、吸收形式：、吸收形式： 浮游植物吸收的基本上是無機(jī)磷酸鹽浮游植物吸收的基本上是無機(jī)磷酸鹽 也可利用也可利用DOP，特別在外界環(huán)境缺特別在外界環(huán)境缺DIP時(shí)，其原因是很多浮時(shí)，其原因是很多浮游植物細(xì)胞表面能產(chǎn)生磷酸酯酶。當(dāng)無機(jī)磷酸鹽很豐富時(shí)，游植物細(xì)胞表面能產(chǎn)生磷酸

23、酯酶。當(dāng)無機(jī)磷酸鹽很豐富時(shí)，植物細(xì)胞生成磷酸酯酶的功能就受到抑制。植物細(xì)胞生成磷酸酯酶的功能就受到抑制。3、環(huán)境中的無機(jī)磷豐富時(shí)，可被過量吸收，以多（聚）磷、環(huán)境中的無機(jī)磷豐富時(shí)，可被過量吸收，以多（聚）磷酸的形式貯存。酸的形式貯存。 可看成是一種適應(yīng)機(jī)制可看成是一種適應(yīng)機(jī)制 （三）海洋浮游生物在無機(jī)磷再生中的作用（三）海洋浮游生物在無機(jī)磷再生中的作用 1、生物體內(nèi)磷的化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物體內(nèi)磷的化學(xué)結(jié)構(gòu) 不穩(wěn)定：不穩(wěn)定： ATP類，易水解，在代謝中不斷地釋出無機(jī)磷，在細(xì)胞死類，易水解，在代謝中不斷地釋出無機(jī)磷，在細(xì)胞死亡后，它們又很快地水解成無機(jī)磷酸鹽；亡后，它們又很快地水解成無機(jī)磷酸鹽； 磷酯和

24、多（聚）磷酸，在酶的作用下也可較快分解磷酯和多（聚）磷酸，在酶的作用下也可較快分解 結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定：如核酸結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定：如核酸 2、不同類別的生物在無機(jī)磷再生中的作用不一樣，除微生、不同類別的生物在無機(jī)磷再生中的作用不一樣，除微生物外，原生動(dòng)物在磷的礦化過程中起重要作用。物外，原生動(dòng)物在磷的礦化過程中起重要作用。 浮游動(dòng)物磷排泄速率與環(huán)境條件有關(guān)浮游動(dòng)物磷排泄速率與環(huán)境條件有關(guān) “溶解有機(jī)磷溶解有機(jī)磷細(xì)菌細(xì)菌動(dòng)物動(dòng)物無機(jī)磷無機(jī)磷”可能是水域環(huán)可能是水域環(huán)境中磷再生的重要途徑之一境中磷再生的重要途徑之一 （四）海洋水層和沉積物中磷的動(dòng)態(tài)（四）海洋水層和沉積物中磷的動(dòng)態(tài) 1、表層的磷酸鹽由于浮游植物的快

25、速吸收，濃度很低、表層的磷酸鹽由于浮游植物的快速吸收，濃度很低2、磷的再生主要在透光層內(nèi)完成、磷的再生主要在透光層內(nèi)完成3、在缺氧沉積物中，表層稍下方出現(xiàn)磷酸鹽的高峰值，、在缺氧沉積物中，表層稍下方出現(xiàn)磷酸鹽的高峰值，在其上方向著沉積表面，磷酸鹽濃度顯著降低。在其上方向著沉積表面，磷酸鹽濃度顯著降低。在沿岸生態(tài)系統(tǒng)中，這種補(bǔ)充方式很重要。在沿岸生態(tài)系統(tǒng)中，這種補(bǔ)充方式很重要。（五）海洋生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)（五）海洋生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán) 損失：捕撈、沉積損失：捕撈、沉積 補(bǔ)充：陸源、巖石風(fēng)化補(bǔ)充：陸源、巖石風(fēng)化 補(bǔ)充 DIP、DOP 浮游植物 各級(jí)動(dòng)物 DOP、 POP DIP 沉積物 捕撈、海鳥糞 三

26、、硫循環(huán)三、硫循環(huán) （一）硫循環(huán)的基本過程（一）硫循環(huán)的基本過程 硫是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸的基本組分硫是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸的基本組分 硫的主要蓄庫是巖石圈、有機(jī)和無機(jī)沉積物，沉積物的硫的主要蓄庫是巖石圈、有機(jī)和無機(jī)沉積物，沉積物的硫酸鹽主要通過自然侵蝕和風(fēng)化或生物的分解以鹽溶硫酸鹽主要通過自然侵蝕和風(fēng)化或生物的分解以鹽溶液形式進(jìn)入陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)。液形式進(jìn)入陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)。 人類燃燒化石燃料、火山爆發(fā)人類燃燒化石燃料、火山爆發(fā) 硫循環(huán)是在全球規(guī)模上進(jìn)行的，有一個(gè)長(zhǎng)期的沉積階段硫循環(huán)是在全球規(guī)模上進(jìn)行的，有一個(gè)長(zhǎng)期的沉積階段和一個(gè)短期的氣體型階段。和一個(gè)短期的氣體型階段。吸收（吸收（SO42）與分解形式（與分解形式（SO42、H2