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铝在世界各大洋中分布广泛,主要来源为:岩石风化后以硅铝酸盐的形式进入河流后向海洋的输送,沙尘气溶胶的大气沉降、生源颗粒物的降解及底层沉积物再悬浮的释放。海洋中的铝属于痕量元素,其分布受到浮游生物活动的影响,在不同海区影响形式不同,研究表明浮游植物对海洋中的Al具有一定的清除作用,但是对于Al对浮游植物群落结构影响的研究较少。在此背景下,本研究通过在珠江口及南海海域不同季节的溶解态铝、浮游植物、营养盐的采样分析,结合室内单种甲藻(锥状斯氏藻Scrippsiellatrochoidea)的Al加富培养实验,研究报道整个南海海区溶解态铝的时空分布特征及其影响因素,探讨溶解态铝对浮游植物群落结构的影响。
珠江口表层溶解态铝含量在48.62~852.25nmol/L范围内波动,变化剧烈,平均含量为264.72±233.71nmol/L。受水体混合影响,表层含量与底层含量没有明显的差异性,溶解态铝高值站位均出现在支流与珠江交汇处,入海口溶解态铝含量普遍降低,且与盐度具有显著的负相关性,说明珠江口溶解态铝的分布主要受支流上游陆源输入及入海口水团运动、理化反应等影响。
南海北部溶解态铝含量夏季与秋季虽无显著性差异,均值分别为176.5±56.4nmol/L、182.4±89.4nmol/L,但是分布上差别较大。主要受珠江冲淡水、沿岸上升流及黑潮次表层水影响。夏季,珠江冲淡水影响区溶解态铝有一个明显的低值区,秋季溶解态铝的分布较稳定,从近岸到陆架区、深海海盆区,溶解态铝含量逐渐降低;两个季节溶解态Al在南海北部18°N以北区域,200m等深线处溶解态Al含量变化剧烈。为了了解溶解态铝与浮游植物的关系,通过硅甲藻比与环境因子及Al的逐步回归分析,得到回归方程:硅甲藻比=-0.328+0.136Al(nmol/L),结合海流水团进行分析,推测夏季南海北部溶解态Al易吸附在甲藻表面絮凝沉降,从而影响浮游植物群落结构中硅甲藻的比例。
南海中南部冬季航次调查站位主要位于开阔大洋区,采样期间受东北季风影响。表层溶解态铝平均含量为138.3±39.1nmol/L,溶解态铝整体分布为陆架及岛礁区高,开阔大洋(深海海盆区)低的分布趋势。表层溶解态铝的分布与甲藻总丰度(n=22,R=0.55,P<0.01)具有显著的正相关性。通过甲藻与环境因子及Al的逐步回归分析,得到回归方程:甲藻丰度(cell/dm3)=1.50+16.775Al(nmol/L),结合海区中优势种锥状斯氏藻Scrippsiellatrochoidea室内单种培养,研究了Al的加富对其生长影响,得出铝对锥状斯氏藻的生长具有促进作用,由此从冬季南海中南部铝与浮游植物的相关性推测,Al对甲藻的生长具有促进作用。垂直分布上,溶解态铝在0~100m水深内变化剧烈,在100~300m深度范围内,溶解态铝变化不明显,200m处稍有增加;溶解态铝的垂直分布与营养盐相关性不显著,与叶绿素a浓度(n=16,R=0.58,P<0.05)、浮游植物总丰度(n=16,R=0.59,P<0.05)和甲藻总丰度(n=15,R=0.69,P<0.01)显著正相关。深海海盆区真光层溶解态铝与南海北部夏季具有相似的垂直分布特征。