滸苔綠潮對(duì)青島近海溶解有機(jī)氮構(gòu)成和生物可利用性影響?

修 彬， 梁生康**， 李小姣， 葛 瑤, 房旭東, 霍韻汐, 郭金強(qiáng)， 王云飛

(1. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100； 2. 中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 山東 青島 266100)

自2007年以來(lái),大規(guī)模的滸苔(Ulvaprolifera)綠潮爆發(fā)已經(jīng)成為青島近海主要的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一。富營(yíng)養(yǎng)化是近海綠潮爆發(fā)和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，而氮污染是導(dǎo)致綠潮爆發(fā)海域富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵因子[1]。氮作為浮游植物生長(zhǎng)的必要生源要素和構(gòu)成富營(yíng)養(yǎng)化的重要因子，其含量和組成對(duì)海洋植物生物量和種群結(jié)構(gòu)有重要影響[2]。目前，滸苔生物對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收利用方面的研究，主要集中于溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)，而很少關(guān)注溶解有機(jī)氮(DON)[3-5]。實(shí)際上，作為海洋中氮素的最大儲(chǔ)庫(kù)，DON不僅能夠被微生物轉(zhuǎn)化成DIN后被浮游植物吸收利用，而且其中的多種小分子化合物包括尿素(urea)、氨基酸(AA)等都可以被浮游植物直接吸收利用，成為構(gòu)成近海富營(yíng)養(yǎng)化污染的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[6-7]。因此，研究DON生物可利用性對(duì)探明滸苔綠潮爆發(fā)和維持過(guò)程中氮的供給機(jī)制具有重要意義。

溶解有機(jī)質(zhì)(DOM)的生物可利用性與有機(jī)質(zhì)來(lái)源、構(gòu)成及海域多種環(huán)境因子密切相關(guān)[8]。傳統(tǒng)的DOM的微生物可利用性，一般通過(guò)船基現(xiàn)場(chǎng)微生物降解培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定[9-10]；但對(duì)于近岸海域，由于受陸源輸入及地理、氣象、動(dòng)力等影響顯著，導(dǎo)致海域DOM來(lái)源、構(gòu)成、微生物種群和豐度以及鹽度、溫度等環(huán)境因子具有很大的時(shí)空變異性，應(yīng)用個(gè)別站位的DOM微生物降解培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，很難代表整個(gè)海域DOM的生物可利用性的狀況。氨基酸是構(gòu)成有機(jī)質(zhì)中多肽類(lèi)、蛋白質(zhì)的主要組成部分，是重要的可利用性組分之一，其豐度和構(gòu)成，可以作為一種DOM的內(nèi)在指示物，用來(lái)指征DOM生物可利用性的相對(duì)高低[9-10]。一般是總?cè)芙鈶B(tài)氨基酸(TDAA)中碳或氮占溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)(DOM)中碳或氮的摩爾分?jǐn)?shù)[TDAA(%DOM)]來(lái)表征[9-10], 一般而言，[TDAA(%DOM)]值越大，表明DOM的生物可利用性越大，反之則表明DOM生物可利用性越小[8-11]。

本文通過(guò)2015年在青島近海滸苔綠潮爆發(fā)期間和消亡后兩個(gè)航次調(diào)查，對(duì)比分析了該海域綠潮爆發(fā)期和爆發(fā)后不同形態(tài)氮包括TDN、DIN、DON、TDAA以及溶解有機(jī)碳(DOC)的濃度和分布變化，以TDAA(%DOM)為指標(biāo)評(píng)價(jià)該海域綠潮爆發(fā)期和爆發(fā)后DON的生物可利用性變化，結(jié)合同步調(diào)查得到的其他水文和化學(xué)參數(shù)，探討滸苔綠潮氮的來(lái)源和供給機(jī)制。需要說(shuō)明的是，碳和氮都是DOM的必要組成元素，因此，DOM既可以用DON也可以用DOC來(lái)表征；但鑒于DON的測(cè)定誤差較DOC大，因此在本研究中采用TDAA (%DOC)為指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)調(diào)查海域水體DOM的生物可利用性。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域和調(diào)查方法

2015年青島近海滸苔綠潮于7月10日左右形成。滸苔生物在風(fēng)和潮流驅(qū)動(dòng)下，在青島東海岸滯留了約20 d，滸苔覆蓋面積達(dá)到400 km2[12]，于8月10日左右開(kāi)始消亡，至8月19日左右完全消亡。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分別于綠潮爆發(fā)期的2015年7月18日和綠潮消亡后10 d的8月29日進(jìn)行，調(diào)查范圍在經(jīng)度120.6°E～121.3°E，緯度35.9°N～36.5°N之間，垂直于岸線布設(shè)5個(gè)斷面，共15個(gè)站位(見(jiàn)圖1)。應(yīng)用Niskin 采水器分別采集表、中、底層水樣，同時(shí)應(yīng)用多參數(shù)水質(zhì)儀(manta Ⅱ, Eureka, USA)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫和鹽度。水樣經(jīng)GF/F(0.7 μm)濾膜過(guò)濾后，于-20 ℃冷凍保存帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定。濾膜用潔凈且燒好的錫紙密封包裝，用于葉綠素a(Chla)的測(cè)定。水樣測(cè)定參數(shù)主要包括硝酸鹽(NO3—N)、銨鹽(NH4—N)、亞硝酸鹽(NO2—N)、TDN、DOC、TDAA。DON為T(mén)DN和DIN的差值,未鑒定的DON組分(U—DON)為DON與尿素和TDAA的差值。

圖1 青島近海綠潮爆發(fā)期和爆發(fā)后監(jiān)測(cè)站位Fig.1 The sampling station lacations in Qingdao coastal waters during and after Green Bloom

1.2 樣品分析方法

NO3—N、NH4—N 和NO2—N分別通過(guò)鎘銅還原[13]、次溴酸鈉[13]、重氮-偶氮方法測(cè)定[14]。DIN為NO3—N、NH4-N和NO2—N之和。NO3—N、NO2—N、NH4—N測(cè)定的檢出限分別為1.2、0.2和0.7 μg·L-1。DOC、TDN根據(jù)高溫催化氧化(HTCO)方法進(jìn)行測(cè)定[15]，所用儀器為T(mén)OC-VCPH(Shimadzu Corn., Tokyo, Japan)，以鄰苯二甲酸氫鉀和硝酸鉀分別作為DOC和TDN測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)品，每個(gè)樣品平行測(cè)定6次，相對(duì)偏差小于0.5%，檢出限為58.5 μg·L-1。DON含量等于TDN含量減去DIN含量，其測(cè)定誤差小于10%。葉綠素用5 mL 90%丙酮溶液在暗處萃取12 h后用熒光分光光度法測(cè)定[13]。

尿素采用二乙酰一肟法[16]進(jìn)行測(cè)定。氨基酸通過(guò)柱前鄰苯二甲醛衍生后高效液相色譜法進(jìn)行分離測(cè)定[17]。所用儀器為e2695型高效液相色譜儀(Waters Alliance，USA)并配置熒光檢測(cè)器和Agilent分離柱(ZORBAX Eclipse AAA, 4.6 mm×150 mm，5 μm)。所用標(biāo)準(zhǔn)品為14種氨基酸混標(biāo)(Fulka)，共分離檢測(cè)14種氨基酸, 包括天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、絲氨酸(Ser)、組氨酸(His)、甘氨酸(Gly)、蘇氨酸(Thr)、精氨酸(Arg)、丙氨酸(Ala)、酪氨酸(Tyr)、纈氨酸(Val)、甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.0%～5.0%之間，每種氨基酸的檢出限為10 nmol·L-1。所檢測(cè)到的14種氨基酸之和為總?cè)芙鈶B(tài)氨基酸(TDAA)。

經(jīng)碳?xì)w一化的TDAA在DOC中的占比[TDAA (%DOC)]，應(yīng)用公式(1)計(jì)算[9]：

(1)

其中，[DOC]和[TDAA-C]分別表示DOC的濃度和TDAA中碳的濃度，單位都為μmol·L-1。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

通過(guò)SPSS 16.0軟件進(jìn)行樣品差異性分析。通過(guò)單因素方法分析(one-way ANOVA)和t-檢驗(yàn)方法分析樣品之間是否存在顯著性差異，顯著性水平為p=0.05。相關(guān)性分析是利用皮爾森相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行相關(guān)性分析，若p<0.05(雙邊檢驗(yàn))，說(shuō)明參量之間具有明顯相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 青島近岸水體綠潮爆發(fā)期和綠潮爆發(fā)后水文和生物參數(shù)變化

綠潮爆發(fā)期，受陸源淡水輸入影響，調(diào)查海域水體呈現(xiàn)明顯的層化現(xiàn)象(見(jiàn)表1)，水溫由表層到底層逐步降低，而鹽度則逐漸增大；同時(shí)，海水溫度呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸逐漸降低，而鹽度則呈現(xiàn)由近岸到遠(yuǎn)岸逐漸升高的分布趨勢(shì)。綠潮消亡后，調(diào)查海域溫度和鹽度分布與綠潮爆發(fā)期類(lèi)似，但由于受到大風(fēng)攪拌影響，水體鹽度層化現(xiàn)象不是很明顯。綠潮爆發(fā)期水體Chla含量顯著低于綠潮消亡后，這一方面可能是由于大量滸苔生物體覆蓋于水體表面，阻礙了光照的傳輸，限制了微型浮游植物的生長(zhǎng)；另一方面可能是滸苔生物分泌的次級(jí)代謝物通過(guò)化感作用限制了微型浮游植物的生長(zhǎng)[18](見(jiàn)表1和圖2)。

2.2 青島近岸水體綠潮爆發(fā)期和綠潮消亡后溶解有機(jī)碳的分布

綠潮爆發(fā)期，DOC總體上呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸逐漸降低的趨勢(shì)，但受滸苔生物分布的影響，局部呈現(xiàn)不均勻的斑塊狀分布(見(jiàn)圖2)，且表層和中層水體中DOC濃度高于底層(見(jiàn)表1)；綠潮消亡后，調(diào)查海域DOC分布與綠潮爆發(fā)期類(lèi)似，總體上也呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸逐漸降低的趨勢(shì)(見(jiàn)圖2)，且呈現(xiàn)由表層到底層逐步降低的垂向分布特征(見(jiàn)表1)。

圖2 青島近海綠潮爆發(fā)期和消亡后表層不同形態(tài)氮和葉綠素的分布特征Fig.2 Spatial distributions of bulk parameters and components of total dissolved nitrogen and Chl a in the surface layer of Qingdao coastal waters during and after Ulva prolifera green bloom

2.3 青島近岸水體綠潮爆發(fā)期和綠潮消亡后氮的形態(tài)和分布

綠潮爆發(fā)期，TDN局部呈現(xiàn)不均勻的斑塊狀分布，但總體上呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸逐漸升高的趨勢(shì)(見(jiàn)圖2)。表層水體中TDN濃度明顯高于中層和底層，DIN占TDN的比例從表層到底層逐漸升高(見(jiàn)表1和圖3)，而DON在TDN中的占比則由表層到底層逐漸降低，平均占比達(dá)到(54.9±15.4)%；綠潮消亡后，調(diào)查海域TDN分布與綠潮爆發(fā)期類(lèi)似，總體上也呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸逐漸升高的趨勢(shì)(見(jiàn)圖2)，同時(shí)，表層水體TDN濃度均值明顯高于中層和底層(見(jiàn)表1和圖3)。表層水體中DIN和DON占TDN的比例明顯高于中層和底層，DON在TDN中的平均占比為(46.1±15.0)%。綠潮消亡后，水體中TDN、DIN和DON濃度均值較綠潮爆發(fā)期分別下降33.5%、19.2%和44.6%。

對(duì)于DIN，在綠潮爆發(fā)期，NH4—N為DIN的主要存在形態(tài)，在DIN中占比均值達(dá)到(73.7±26.5)%，NH4—N濃度呈現(xiàn)出表層和底層高、中層低的變化趨勢(shì)。NO3—N+NO2—N在DIN中占比均值為(26.4±12.6)%，而表層和中層濃度明顯高于底層；綠潮消亡后，盡管NH4—N在DIN中占比較爆發(fā)前下降，但均值仍達(dá)到(62.8±12.4)%，(見(jiàn)表1和圖3)，且在上、中、下層水體中NH4—N在DIN中的占比均值差異不大(見(jiàn)圖3)。相應(yīng)的，NO3—N+NO2—N在DIN中占比較綠潮爆發(fā)前增大，均值為(37.2±18.9)%。

對(duì)于DON，綠潮爆發(fā)期，尿素濃度分布在3.64～6.94 μmol·L-1，均值為(4.59±0.60)μmol·L-1,在DON占比為(33.2± 4.3)%。TDAA濃度分布在0.45～0.98 μmol·L-1，均值為(0.74±0.14)μmol·L-1，在DON中的占比均值為(5.4±1.0)% (見(jiàn)圖3和圖4)；綠潮消亡后，DON中尿素濃度較爆發(fā)前顯著下降(t-test,p<0.05)，分布在1.82～5.04 μmol·L-1，均值為(2.81±0.72)μmol·L-1，在DON占比為(36.6±9.4)%。而TDAA濃度較綠潮爆發(fā)有所增大，分布在0.75 ～1.54 μmol·L-1，均值為(1.14±0.20)μmol·L-1，在DON中占比均值為(14.9±2.6)%(見(jiàn)表1和圖3)。

圖3 綠潮爆發(fā)期和綠潮消亡后TDN的濃度和構(gòu)成Fig.3 Mean concentration and composition of total dissoled nitrogen (TDN) in each of three sampled layers of the waters column in Qingdao coastal waters during and after Ulva prolifera green bloom

2.4綠潮爆發(fā)期和消亡后青島近岸水體氨基酸的構(gòu)成和豐度

2.4.1 綠潮爆發(fā)期和消亡后氨基酸構(gòu)成 綠潮爆發(fā)期和消亡后水體中TDAA的摩爾構(gòu)成如圖4所示。

圖4 綠潮爆發(fā)期(左圖)和消亡后(右圖)氨基酸摩爾構(gòu)成Fig.4 Average molar contribution of total dissolved amino acids (TDAA) in the surface, middle and bottom layers of Qingdao coastal waters during (left) and after (right) Ulva prolifera green bloom

盡管綠潮爆發(fā)期和綠潮消亡后氨基酸總濃度有所差異，但所檢測(cè)出的14種氨基酸的摩爾分?jǐn)?shù)基本一致。其中，綠潮爆發(fā)期，Gly占比最高，達(dá)到22.9%～27.7%，然后依次為Asp、Ser、Ala、Glu、Thr，摩爾占比在5%～15%之間，其他氨基酸摩爾占比都低于5%。從表層到底層，Gly、Glu和Arg占比增高，而Asp，Ser，His和Ala占比降低，表明前者較后者相比難以被降解；綠潮消亡后，TDAA構(gòu)成與綠潮爆發(fā)期基本一致，其中Gly占比進(jìn)一步增大，達(dá)到25.8%～32.6%。同樣，從表層到底層，Gly占比增大而Asp、His、Ser和Ala占比減小。

2.4.2 綠潮爆發(fā)期和消亡后TDAA(%DOC)變化特征 綠潮爆發(fā)期和消亡后TDAA(%DOC)變化如圖5所示。綠潮爆發(fā)期的TDAA(%DOC)在1.40～6.59范圍，均值為3.04±1.10，基本呈現(xiàn)從近岸到遠(yuǎn)岸逐漸降低的分布特征，并呈現(xiàn)由表層到底層逐漸降低的變化趨勢(shì)，表明DON生物可利用性逐漸降低(見(jiàn)圖2)；綠潮消亡后，TDAA(%DOC)仍呈現(xiàn)表層到底層逐漸降低的變化趨勢(shì)，但整個(gè)調(diào)查海域均值較綠潮爆發(fā)期減小約25%。

圖5 綠潮爆發(fā)期和消亡后TDAA(%DOC)變化特征Fig.5 Carbon (C)-normalized yields of total dissolved amino acids (TDAA) in the surface, middle and bottom layers of Qingdao coastal waters during and after the Ulva prolifera green bloom

3 討論

3.1 青島近海綠潮爆發(fā)期和消亡后DON生物可利用性

應(yīng)用有機(jī)質(zhì)內(nèi)在的分子構(gòu)成作為指標(biāo)，即TDAA(%DOC)，可以可靠地指征DOM生物可易用性的相對(duì)大小[8-9]。該方法不僅可以避免傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法在評(píng)價(jià)DOM生物可降解性中的不確定性，而且可以方便的用于比較不同站位、不同水層和不同季節(jié)DOM生物可利用性的相對(duì)大小，近年來(lái)已經(jīng)逐步應(yīng)用于大洋、極地和近海生態(tài)系統(tǒng)中DOM的生物可利用性[8-11，19]。

在綠潮爆發(fā)期，青島近海水體中TDAA(%DOC)的值由表層到底層逐漸降低，表明DOM生物可利用性隨水深的增加而逐步降低。這是由于在水體表層以浮游植物進(jìn)行光合作用為主，浮游生物特別是滸苔在生長(zhǎng)過(guò)程中同時(shí)釋放出大量具有高生物可利用性的新鮮的DOM；而隨水深增大，浮游植物光合作用減弱，而細(xì)菌或真菌的呼吸作用增強(qiáng)，DOM逐步被降解，生物可利用性減小，證明了浮游植物等生物合成和細(xì)菌等生物降解作用對(duì)DOM生物可利用性的調(diào)控作用[9-10]。

綠潮消亡后，青島近海表層、中層和底層水體的TDAA(%DOC)的值較綠潮爆發(fā)期都顯著減小，表明DOM的生物可利用性大大降低。這是由于綠潮爆發(fā)期滸苔的生物量及其分泌DOM作用大大高于滸苔消亡期。在綠潮爆發(fā)期，滸苔為近海生態(tài)系的主要物種，并通過(guò)營(yíng)養(yǎng)鹽、光照競(jìng)爭(zhēng)作用而限制了微型浮游植物的生長(zhǎng)[12]。滸苔具有生長(zhǎng)速率快、分泌活動(dòng)旺盛等特點(diǎn)[12,20]，生成大量新鮮的DOM，同時(shí)死亡的藻體能夠通過(guò)水層沉降到底層，導(dǎo)致整個(gè)水體DOM都具有較高生物可利用性。而在滸苔消亡期，表層以微型浮游植物為主體，其光合作用和分泌代謝活動(dòng)的強(qiáng)度大大小于滸苔生物，DOM生物可利用性相對(duì)較低。另一方面，綠潮消亡期，由于大風(fēng)使得水體混合均勻，表層、中層和底層的溶解氧供給較為充足，DOM微生物降解速率快，生物可利用性低。而在綠潮爆發(fā)期，不僅滸苔生物覆蓋阻礙了表層水體和底層大氣的氧交換，而且水體層化現(xiàn)象明顯，底層和表層水體交換受阻，導(dǎo)致DO含量相對(duì)較低，DOM微生物降解速率慢，生物可利用性較高。

在有機(jī)質(zhì)生物降解過(guò)程，TDAA的組成發(fā)生了顯著變化，表明微生物對(duì)DOM的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。研究表明，某些特征氨基酸也可以用于指示DOM的有機(jī)質(zhì)的降解程度[21-22]。青島近海水體綠潮爆發(fā)期和消亡后，TDAA(%DOC)與Asp、Glu和Ser的摩爾占比呈正相關(guān)(p<0.05，n=90)(見(jiàn)圖6)，表明這些氨基酸組分較其他組分更易被降解，而與Gly呈負(fù)相關(guān)(r=-0.22，p<0.05，n=90)(見(jiàn)圖6)，表明其相對(duì)于其他氨基酸組分更難于被降解，因而在DOM降解過(guò)程中相對(duì)富集，這與其他海域的研究結(jié)果類(lèi)似[22-23]。這是由于Asp、Glu等廣泛存在于浮游植物細(xì)胞質(zhì)中易于被降解吸收利用，而Gly則在微生物細(xì)胞壁中含量豐富較難被生物降解[23]。綠潮爆發(fā)期Gly摩爾占比顯著低于綠潮消亡期，而Glu含量則高于綠潮消亡期，表明青島近海水體綠潮爆發(fā)期的DOM生物可利用性高于綠潮消亡后。

圖6 不同種類(lèi)氨基酸與TDAA(%DOC)相關(guān)性分析Fig. 6 Correlation analysis between amino acid components and TDAA (%DOC)

與綠潮爆發(fā)期相比，綠潮消亡后TDAA(%DOC)值顯著下降，Gly摩爾占比顯著增大，表明綠潮消亡后，青島近海水體DON生物可利用性較低。綠潮消亡后，滸苔攜帶大量氮沉降或被打撈清理，水體中TDN、DIN和DON含量顯著減小，生物活動(dòng)減少，釋放的新鮮DON較少，生物可利用性低。

3.2 青島近海綠潮爆發(fā)期氮的來(lái)源和供給機(jī)制探討

DON再生循環(huán)是供浮游植物生長(zhǎng)的重要氮源之一[24]。盡管本研究沒(méi)有直接測(cè)定DOM再生速率，但高TDAA(%DOC)值表明, 綠潮爆發(fā)期青島近岸水體DON具有較高的生物可利用性，通過(guò)DON礦化可以有效提供N源供滸苔生長(zhǎng)。實(shí)際上，近岸生態(tài)系統(tǒng)中DON再生后的吸收率占總無(wú)機(jī)氮吸收率的比例在20%～189%之間[25]。綠潮爆發(fā)期和消亡后，表、低層DIN的差值(ΔDIN)和與DON的差值(ΔDON)分別呈現(xiàn)弱的負(fù)相關(guān)性(r=-0.20，p<0.1，n=15)和一般相關(guān)性(r=-0.61，p<0.05，n=15)(見(jiàn)圖7)，表明DON在水體中被轉(zhuǎn)換成DIN(尤其是NH4—N)。實(shí)際上，DON向DIN的轉(zhuǎn)化發(fā)生在水體各層，且隨深度的增加而增加。

綠潮爆發(fā)期和消亡后，TDAA與尿素分別呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性(r=0.72，p<0.01，n=45)和一般正相關(guān)性(r=0.32，p<0.05，n=45)；同時(shí)，TDAA分別與NH4-N呈現(xiàn)弱正相關(guān)性(r=0.40，p<0.1，n=45)和一般負(fù)相關(guān)性(r=-0.30，p=0.05，n=45)(見(jiàn)圖7)，表明這些還原態(tài)氮可能具有相同的來(lái)源及相似的生物地球化學(xué)過(guò)程。還原態(tài)氮主要來(lái)源有沉積物水界面交換、陸源輸送以及浮游植物自身分泌[21,26]。實(shí)際上，小分子量DON如尿素、DFAA等不僅可以通過(guò)微生物還原成NH4-N后被滸苔生物吸收利用，也可以被滸苔生物直接吸收利用，且通常滸苔生物對(duì)DFAA和尿素的吸收速率高于NO3—N[20]，表明滸苔生物對(duì)小分子量DON的直接吸收同化也是其氮供給機(jī)制之一。

(ΔDIN和ΔDON分別表示底層水體和表層水體DIN濃度和DON濃度差值。 ΔDIN and ΔDON er represents the difference of DIN or DON concentration in the surface water layer with that in the bottom, respectively.)

圖7 青島近海綠潮爆發(fā)期和消亡后ΔDIN和ΔDON，TDAA和NH4-N及TDAA和urea的相關(guān)性
Fig.7 Correlations between ΔDIN with ΔDON, TDAA and NH4-N and TDAA and urea during and afterUlvaproliferagreen bloom in Qingdao coastal waters

綠潮爆發(fā)期間，TDN、DOC、DIN與鹽度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05，n=45)(見(jiàn)圖8)，表明陸源輸入是青島近海綠潮爆發(fā)期間氮的主要來(lái)源之一。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，近60年青島近岸海域陸源氮排放通量增加10倍，近海水體中TDN濃度顯著增加[27-28]，這可能是近年來(lái)大規(guī)模綠潮爆發(fā)和維持的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ)[29]。

圖8 青島近海綠潮爆發(fā)期和消亡后DOC、TDN、DIN、DON與鹽度的相關(guān)性Fig.8 Correlations between salinity and, DOC, TDN, DIN, DON during and after green bloom in Qingdao coastal waters

4 結(jié)語(yǔ)

綠潮爆發(fā)期青島近海不同形態(tài)氮含量高于綠潮消亡期，DON為T(mén)DN的主要存在形態(tài)，其中，具有高生物可利用性組分包括尿素和TDAA在DON中具有相當(dāng)高的占比。受浮游植物分泌和細(xì)菌降解生物作用調(diào)控影響，DON的含量和在TDN中的占比隨水深增大而降低，DON生物可利用性也呈現(xiàn)由表層到底層逐步降低的變化特征。綠潮爆發(fā)期間，滸苔生物較微藻可分泌出較多新鮮的、高活性DON，導(dǎo)致其生物可利用性高于消亡后。陸源輸入和DON在微生物作用下快速轉(zhuǎn)化為DIN是綠潮爆發(fā)期間氮營(yíng)養(yǎng)物的重要供給源。