Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phytoplankton và dinh dưỡng trong khu vực Helgoland
Tóm tắt
Trong vài thập kỷ gần đây, trữ lượng sinh vật phù du và dưỡng chất vô cơ (P và N liên kết) đã tăng đáng kể ở phía nam Biển Bắc, như đã được chứng minh tại một trạm cố định (từ năm 1962) gần đảo Helgoland. Mối tương quan giữa sinh vật phù du và P, N vô cơ không nhất thiết phải có liên quan đến nguyên nhân; những hiện tượng bùng nổ tảo bất thường đã được quan sát và báo cáo trong tài liệu từ thế kỷ 19. Hơn nữa, những gia tăng này (tăng gấp bốn lần cho sinh vật phù du và gấp hai lần cho các chất dinh dưỡng) nằm trong cùng một khoảng tương tự như các biến động hàng năm dưới những điều kiện thủy văn khác nhau. Một cuộc điều tra chi tiết được thực hiện vào năm 1981 cho thấy sự tồn tại của một quần thể sinh vật phù du tăng trưởng chậm. Bắt đầu với một kho chứa chất lượng lớn các sinh vật có cờ vào mùa xuân, nó đạt đỉnh số lượng tế bào trong một khoảng thời gian sinh sản dài, điều này tương phản với thời gian bình thường của một sự nở hoa mùa xuân của tảo silic. Những quá trình này không liên quan đến sự sản xuất hạn chế bởi P hoặc N. Một nồng độ đáng kể của các chất dinh dưỡng này đã có mặt liên tục dưới dạng hợp chất vô cơ. Tổng lượng chất dinh dưỡng vượt xa phần được tích hợp trong sinh vật phù du. Đây là hệ quả của thực tế rằng các sinh vật nhỏ có tỷ lệ trao đổi chất cao. Do đó, mối quan hệ giữa trữ lượng và sản xuất (sản xuất hàng ngày ≈ trữ lượng) hoàn toàn khác với những gì được biết đến, ví dụ trong nông nghiệp. Các chất dinh dưỡng tồn tại trong thời kỳ sinh trưởng chủ yếu dưới dạng chất hữu cơ hòa tan mà sinh vật phù du có thể tiếp cận được. Động lực lớn của hệ thống này, bao gồm cả sự chuyển pha theo mùa giữa P, N, Si vô cơ và sản xuất, cho thấy tầm quan trọng của quá trình tái khoáng hóa nhanh chóng và liên tục. Tính toán cho thấy rằng giá trị dinh dưỡng tự nhiên của nước biển thường đáp ứng được nhu cầu của sinh vật phù du hiện có ở khu vực Biển Bắc đang được nghiên cứu. Chỉ trong vùng bờ biển sản xuất nhiều hơn (độ mặn <30 liên quan đến sự thoát nước ngọt có tỷ lệ dinh dưỡng thấp — một giả định không thực tế trong khu vực German Bight) mới có thể quan sát thấy một số giới hạn. Đối với tảo silic, silicate có thể là một thành phần quan trọng, nhưng một động lực lớn tồn tại khi có mặt các nồng độ Si nhỏ. Do đó, sự thiếu hụt silicon không nhất thiết phải thể hiện bất kỳ hạn chế nào; tuy nhiên, kiến thức về hệ thống silicon vẫn chưa đủ.
Từ khóa
#sinh vật phù du #dinh dưỡng vô cơ #Biển Bắc #Helgoland #quá trình tái khoáng hóaTài liệu tham khảo
ARGE Elbe, 1982. Wassergütedaten der Elbe von Schnackenburg bis zur See 1981. — Wassergütestelle Elbe, Hamburg, 80 pp.
Armstrong, F. A. J. & Harvey, H. W., 1950. The cycle of phosphorus in the waters of the English Channel. — J. mar. biol. Ass. U. K.29, 145–162.
Baars, J. W. M., 1981. Autecological investigations on marine diatoms. 2. Generation times of 50 species.—Hydrobiol. Bull.15, 137–151.
Bätje, M. & Michaelis, H., 1986.Phaeocystis pouchetii blooms in the East Frisian coastal waters (German Bight, North Sea).—Mar. Biol.93, 21–27.
Baur, E., 1902. Ueber zwei denitrificirende Bakterien aus der Ostsee.—Wiss. Meeresunters. (Abt. Kiel)6, 9–21.
Bennekom, A. J. van, Gieskes, W. W. C. & Tijssen, S. B., 1975. Eutrophication of Dutch coastal waters.—Proc. R. Soc. Lond. (B)189, 359–374.
Birge, E. A. & Juday, C., 1926. Organic content of lake water—Bull. Bur. Fish., Wash.42, 185–205.
Braarud, T. & Føyn, B., 1931. Beiträge zur Kenntnis des Stoffwechsels im Meere.—Avh. norske VidenskAkad. Oslo. (Mat.-nat. Kl.)14, 1–24.
Brandt, K., 1899. Ueber den Stoffwechsel im Meere.—Wiss. Meeresunters. (Abt. Kiel)4, 213–230.
Brandt, K., 1902. Ueber den Stoffwechsel im Meere. 2. Abhandlung.—Wiss. Meeresunters. (Abt. Kiel)6, 23–79.
Brandt, K. & Raben, E., 1920. Zur Kenntnis der chemischen Zusammensetzung des Planktons und einiger Bodenorganismen.—Wiss. Meeresunters. (Abt. Kiel)19, 175–210.
Butler, E. I., Knox, S. & Liddicoat, M. I., 1979. The relationship between inorganic and organic nutrients in the sea water.—J. mar. biol. Ass. U. K.59, 239–250.
Cadée, G. C., 1986. Increased phytoplankton primary production in the Marsdiep area (Western Dutch Wadden Sea).—Neth. J. Sea Res.20, 285–290.
Chapra, S. C. & Robertson, A., 1977. Great Lakes eutrophication: The effect of point source control of total phosphorus.—Science, N. Y.196, 1448–1450.
Cooper, L. H. N., 1933. Chemical constituents of biological importance in the English Channel, November 1930 to January 1932. Part II. Hydrogen ion concentration, excess base, carbon dioxide, and oxygen.—J. mar. biol. Ass. U. K.18, 729–753.
Cooper, L. H. N., 1952. Factors affecting the distribution of silicate in the Northern Atlantic Ocean and the formation of North Atlantic deep water.—J. mar. biol. Ass. U. K.30, 511–526.
Eberlein, K., Leal, M. T., Hammer, K. D. & Hickel, W., 1985. Dissolved organic substances during aPhaeocystis pouchetii bloom in the German Bight (North Sea).—Mar. Biol.89, 311–316.
Elbrächter, M., 1977. On population dynamics in multi-species cultures of diatoms and dinoflagellates. —Helgoländer wiss. Meeresunters.30, 192–200.
Fleming, R. H., 1939. Composition of plankton and units for reporting populations and production.—Proc. 6th Pacif. Sci. Congr.3, 535–540.
Flynn, K. J. & Butler, I., 1986. Nitrogen sources for the growth of marine microalgae: role of dissolved free amino acids.—Mar. Ecol. Prog. Ser.34, 281–304.
Fogg, G. E., 1958. Extracellular products of phytoplankton and the estimation of primary production. —Rapp. P.-v. Réun. Cons. int. Explor. Mer144, 56–60.
Gassmann, G. & Gillbricht, M., 1982. Correlations between phytoplankton, organic detritus and carbon in North Sea waters during the Fladenground Experiment (FLEX '76).—Helgoländer Meeresunters.35, 253–262.
Gillbricht, M., 1952. Untersuchungen zur Produktionsbiologie des Planktons in der Kieler Bucht II: Die Produktionsgröße.—Kieler Meeresforsch.9, 51–61.
Gillbricht, M., 1955. Wucherungen von Phytoplankton in einem abgeschlossenen Hafenbecken.—Helgoländer wiss. Meeresunters.5, 141–168.
Gillbricht, M., 1956. Die Hydrographie des Jadebusens und der Innenjade.—Veröff. Inst. Meeresforsch Bremerhaven4, 153–170.
Gillbricht, M., 1959. Die Planktonverteilung in der Irminger See im Juni 1955.—Ber. dt. wiss. Kommn Meeresforsch.15, 260–275.
Gillbricht, M., 1969. Calculations in marine planktology. Practical and theoretical problems.—Int. Revue ges. Hydrobiol.54, 645–660.
Gillbricht, M., 1974. Ein Problem bei der Berechnung von Regressionsgeraden.—Ber. dt. wiss. Kommn Meeresforsch.23, 120–129.
Gillbricht, M., 1977. Phytoplankton distribution in the upwelling area off NW Africa.—Helgoländer wiss. Meeresunters.29, 417–438.
Gillbricht, M., 1983. Eine “red tide” in der südlichen Nordsee und ihre Beziehungen zur Umwelt.—Helgoländer Meeresunters.36, 393–426.
Goedecke, E., 1956. Über das Verhalten des Oberflächensalzgehaltes in der Deutschen Bucht während der Jahre 1873–1944 in Verbindung mit langjährigen Salzgehaltsreihen der südlichen Nordsee.—Ber. dt. wiss. Kommn Meeresforsch.14, 109–146.
Goering, J. J., Nelson, D. M. & Carter, J. A., 1973. Silicid uptake by natural populations of marine phytoplankton.—Deep Sea Res.20, 777–789.
Grasshoff, K., 1976. Methods of seawater analysis. Verl. Chemie, Weinheim, 317 pp.
Grill, E. V. & Richards, F. A., 1964. Nutrient regeneration from phytoplankton decomposing in sea water.—J. mar. Res.22, 51–69.
Hagmeier, E., 1961. Plankton-Äquivalente.—Kieler Meeresforsch.17, 32–47.
Hart, T. J., 1934. On the phytoplankton of the South-West Atlantic and the Bellinghausen Sea, 1929–31.—Discovery Rep.8, 1–268.
Hart, T. J., 1942. Phytoplankton periodicity in Antarctic surface waters.—Discovery Rep.21, 261–356.
Hensen, V., 1887. Über die Bestimmung des Plankton's oder des im Meere treibenden Materials an Pflanzen und Thieren.—Ber. Kommn wiss. Unters. dt. Meere5, 1–107.
Hoffmann, C., 1956. Untersuchungen über die Remineralisation des Phosphors im Plankton.—Kieler Meeresforsch.12, 25–36.
Johnston, R. & Jones, P. G. W., 1965. Inorganic nutrients in the North Sea—Ser. Atlas mar. Environ.11, 1–3.
Juday, C. & Birge, E. A., 1931. A second report on the phosphorus content of Wisconsin lake waters. —Trans. Wis. Acad. Sci. Arts Lett.26, 353–382.
Jørgensen, E. G., 1955a. Variations in silica content of diatoms.—Physiologia Pl.8, 840–845.
Jørgensen, E. G., 1955b. Solubility of silica in diatoms.—Physiologia Pl.8, 846–851.
Kalle, K., 1937. Nährstoff-Untersuchungen als hydrographisches Hilfsmittel zur Unterscheidung von Wasserkörpern.—Annln Hydrogr. Berlin65, 1–18.
Kalle, K., 1953. Der Einfluß des englischen Küstenwassers auf den Chemismus der Wasserkörper in der südlichen Nordsee—Ber. dt. wiss. Kommn Meeresforsch.13, 130–135.
Ketchum, B. H., 1947. The biochemical relations between marine organisms and their environment. —Ecol. Monogr.17, 309–315.
Krey, J., 1953. Plankton- und Sestonuntersuchungen in der südwestlichen Nordsee auf der Fahrt der „Gauss” Februar/März 1952.—Ber. dt. wiss. Kommn Meeresforsch.13, 136–153.
Lewin, J. C., 1961. The dissolution of silica from diatom walls.—Geochim. Cosmochim. Acta21, 182–198.
Nansen, F., 1902. On hydrometers and the surface tension of liquids.—Scient. Results Norw. N. polar Exped.3 (10), 1–87.
Nathanson, A., 1906. Über die Bedeutung vertikaler Wasserbewegungen für die Produktion des Planktons im Meere.—Abh. sächs. Akad. Wiss. (Math.-phys. Kl.)5, 359–441.
Nordli, E., 1957. Experimental studies on the ecology of Ceratia.—Oikos8, 200–265.
Paasche, E., 1973. Silicon and the ecology of marine plankton diatoms. II. Silicate-uptake kinetics in five diatom species.—Mar. Biol.19, 262–269.
Postma, H., 1966. The cycle of nitrogen in the Wadden sea and adjacent areas.—Neth. J. Sea. Res.3, 186–221.
Postma, H., 1973. Transport and budget of organic matter in the North Sea.—In: North Sea science. Ed. by E. D. Goldberg, The MIT Press, Cambridge, Mass., 326–334.
Postma, H., & Kalle, K., 1955. Die Entstehung von Trübungszonen im Unterlauf der Flüsse, speziell im Hinblick auf die Verhältnisse in der Unterelbe.—Dt. hydrogr. Z.8, 137–144.
Raben, E., 1914. Vierte Mitteilung über quantitative Bestimmungen von Stickstoffverbindungen im Meerwasser und Boden, sowie von gelöster Kieselsäure im Meerwasser.—Wiss. Meeresunters. (Abt. Kiel)16, 207–229.
Redfield, A. C., Ketchum, B. H. & Richards, F. A., 1963. The influence of organisms on the composition of sea water.—In: The sea. Ed. by M. N. Hill. Wiley, New York,2, 26–77.
Richards, F. A., 1958. Dissolved silicate and related properties of some western North Atlantic and Caribbean waters.—J. mar. Res.17, 449–465.
Sakshaug, E., Andresen, K., Myklestad, S. & Olsen, Y., 1983. Nutrient status of phytoplankton communities in Norwegian waters (marine, brackish, and fresh) as revealed by their chemical composition.—J. Plankt. Res.5, 175–196.
Sakshaug, E. & Olsen, Y., 1986. Nutrient status of phytoplankton blooms in Norwegian waters and algal strategies for nutrient competition—Can. J. Fish. aquat. Sci.43, 389–396.
Schell, D. M., 1974. Uptake and regeneration of free amino acids in marine waters of Southeast Alaska.—Limnol. Oceanogr.19, 260–270.
Schöne, H., 1977. Die Vermehrungsrate mariner Planktondiatomeen als Parameter in der Ökosystemanalyse. Habil. Schr., RWTH Aachen, 323 pp.
Schreiber, E. 1927. Die Reinkultur von marinem Phytoplankton und deren Bedeutung für die Erforschung der Produktionsfähigkeit des Meerwassers.—Wiss. Meeresunters. (Abt. Helgoland)16 (10), 1–34.
Steele, J. H., 1958. Production studies in the Northern North Sea.—Rapp. P.-v. Réun. Cons. int. Explor. Mer.144, 79–84.
Steemann Nielsen, E. & Hansen, V. K., 1959. Measurement with the carbon-14 technique of the respiration rates in natural populations of phytoplankton.—Deep Sea Res.5, 222–233.
Steiner, M., 1938. Zur Kenntnis des Phosphatkreislaufs in Seen.—Naturwissenschaften26, 723–724.
Steuer, A., 1910. Planktonkunde. Teubner, Leipzig, 723 pp.
Stewart, A. J. & Wetzel, R. G., 1982. Phytoplankton contribution to alkaline phosphatase activity.—Arch. Hydrobiol.93, 265–271.
Taft, J. L., Taylor, W. R., & McCarthy, J. J., 1975. Uptake and release of phosphorus by phytoplankton in the Chesapeake Bay estuary, USA.—Mar. Biol.33, 21–32.
Tarapchak, S. J. & Nalewajko, C., 1986. Introduction: Phosphorus-Plankton Dynamics Symposium.—Can. J. Fish. aquat. Sci.43, 293–301.
Thomas, W. H., Dodson, A. N. & Reid, F. M. H., 1978. Diatom productivity compared to other algae in natural marine phytoplankton assemblages.—J. Phycol.14, 250–253.
Verlencar, X. N., 1985. Urea as nitrogen source for phytoplankton production in coastal waters of Goa.—Indian J. mar. Sci.14, 93–97.
Weichart, G., 1986. Nutrients in the German Bight, a trend analysis.—Dt. hydrogr. Z.39, 197–206.
Williams, P. J. le B., 1975. Biological and chemical aspects of dissolved and organic material in sea water.—In: Chemical oceanography. Ed. by J. P. Riley & U. G. Skirrow, Acad. Press, London,2, 301–357.
Zeitzschel, B. 1980. Sediment-water interactions in nutrient dynamics—In: Marine benthic dynamics. Ed. by K. R. Tenore & B. C. Coull. Univ. of South Carolina Press, Columbia, 195–218. (The Belle W. Baruch Library in Marine Science 11.)