海洋環(huán)境中鐵的來源、微生物作用過程及生態(tài)效應(yīng)

摘? 要：鐵在海洋環(huán)境中一直以微量元素的形式出現(xiàn)，并且有著調(diào)節(jié)海洋初級生產(chǎn)力的巨大作用。雖然以前沒有過于先進(jìn)的技術(shù)去進(jìn)行這方面的研究，但是在當(dāng)下這個(gè)科技發(fā)展蓬勃的年代，人們可以對所有未知的領(lǐng)域進(jìn)行探索，去掌握更多的知識內(nèi)容。本篇文章會(huì)對鐵在海洋中存在的形式做進(jìn)一步分析，闡明海洋中鐵的微生物作用及生態(tài)效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境;鐵的來源;微生物作用

引言：

鐵是地球上生物生長的必需元素之一，在海洋中也會(huì)起到這樣的作用，甚至可以限制浮游植物初級生產(chǎn)力，雖然這一觀點(diǎn)在很久之前就被擱置，但近些年又重新被提出，人們也開始重視對海洋環(huán)境中鐵元素的研究。鐵在海洋中的分布，其實(shí)具有空間異性質(zhì)，不過對于海洋生物來說，鐵元素確實(shí)是一種稀缺資源，所以人們對于海洋中的鐵元素進(jìn)行研究深入，也會(huì)給帶海洋環(huán)境帶來非常大的影響力。

一、海洋環(huán)境中鐵的存在形式

1.海洋中鐵的形態(tài)

在世界眾多的海洋當(dāng)中，都有鐵缺乏的情況出現(xiàn)，而且因?yàn)楹Ｑ笾需F的顆?；钚?，生物可以利用的鐵濃度非常低，另外鐵元素存在的形態(tài)，會(huì)對生物的可利用性造成比較大的影響尤其是海洋中浮游植物的生長。在以往對海洋中的鐵進(jìn)行化學(xué)形態(tài)分類后，一般可分為溶解態(tài)、顆粒態(tài)兩種，但實(shí)際上這兩種分類并不夠細(xì)微，因?yàn)樗械娜芙鈶B(tài)鐵元素，當(dāng)中其實(shí)是有一部分以膠體形態(tài)而存在，這種形態(tài)的鐵被歸類到溶解態(tài)當(dāng)中是不夠科學(xué)的，所以當(dāng)下海洋中鐵的存在形態(tài)，應(yīng)該包括膠體分為三大類。

2.海洋中鐵的來源

海洋中的鐵元素，對于海洋生物來說，確實(shí)是一種比較稀缺的資源，因?yàn)樗淖饔靡约坝绊懛浅４?，所以人們開始對于多種形態(tài)下鐵的來源進(jìn)行研究。透光層中的鐵元素來源有很多種，比如海洋中的溶解鐵就是來自于，大氣氣溶膠干與濕的沉降、海洋底層積物轉(zhuǎn)化、以及表層水體生物細(xì)胞中的鐵元素，隨著生物循環(huán)重新進(jìn)入到了海洋環(huán)境中，這些都是溶解鐵的來源。其他類型的鐵元素，比如顆粒鐵都是來源于河流輸入、沉積物再懸浮等因素，而膠體鐵的來源是通過海洋環(huán)境中其他類型的鐵元素，經(jīng)過某些作用轉(zhuǎn)化成的，所以才有了這種膠體鐵元素的存在。

3.海洋中鐵的沉降

多種形態(tài)的鐵元素，在海洋中也有著不同的作用，不過因?yàn)殍F元素屬于顆粒活性金屬，所以在海洋環(huán)境中存在的時(shí)間比較短。那么能夠?qū)е妈F元素出現(xiàn)沉降的原因還是比較多的，比如吸附和沉淀作用、跟隨生物顆粒的沉降而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象、還有生物吸收、無機(jī)/有機(jī)膠體的聚集等等，就拿海洋中較為常見的溶解態(tài)鐵元素來說，可以通過被吸附在這些無機(jī)顆粒的表面上，最后從海洋環(huán)境中遷移到了沉淀中，其次溶解態(tài)的鐵元素也可以被浮游植物直接吸收，然后因?yàn)楦∮沃参锘铙w細(xì)胞而引發(fā)沉降，最終轉(zhuǎn)移出表層海洋。

二、海洋中鐵的微生物過程及生態(tài)效應(yīng)

1.微生物介導(dǎo)的鐵循環(huán)過程

在龐大的海洋環(huán)境中，鐵元素的循環(huán)過程跟微生物有著密不可分的關(guān)系，因?yàn)楹Ｑ笾写蟛糠值奈⑸锒夹枰F配額，讓生物鐵包含在細(xì)菌當(dāng)中。另外再海洋環(huán)境中的原核生物，要比真核藻類需要更多的鐵配額，而細(xì)菌需要高鐵配額一般是與自身的生理需求有關(guān)系，比如自養(yǎng)的光和細(xì)菌在光和作用當(dāng)中，需要一定的鐵元素參與，異樣細(xì)菌則在電子傳遞鏈中，同樣需要大量的鐵元素，當(dāng)作氧化還原催化劑使用，除了這些生理需求外，鐵載體也是保持細(xì)菌需要大量鐵配額的重要因素。

2.微生物介導(dǎo)的鐵還原過程

海洋中的鐵元素還原過程是非常復(fù)雜的，并且還原方式并不局限于一種，包括膠體鐵元素在內(nèi)的還原、生物還原以及有機(jī)配體還原等，具有一定的多樣性。在海洋環(huán)境中各類鐵元素是以無機(jī)態(tài)或綁定有機(jī)配體等方法存在，其中綁定有機(jī)配體是最為主要的因素，而這兩種方式都可以通過光照條件，或者生物作用下進(jìn)行還原，有機(jī)態(tài)形式存在的鐵，也可以通過異化鐵還原菌氧化有機(jī)以及無機(jī)物來進(jìn)行，其次各類型的鐵元素還原過程，會(huì)引發(fā)有機(jī)配體解離性還原，以及非解離性的還原。

3.海洋環(huán)境中鐵的生態(tài)效應(yīng)

鐵元素在海洋中，確實(shí)扮演者非常重要的角色，也與海洋中的各種生物有著非常密切的聯(lián)系，因?yàn)殍F元素在海洋環(huán)境中，屬于一種限制性因子，那么它除了自身屬性外，還會(huì)表現(xiàn)在與其他元素的耦合關(guān)系上。在很久以前大西洋海域的研究中發(fā)現(xiàn)，鐵元素會(huì)影響固氮生物的生長，如果海洋中的鐵濃度較低，那么固氮生物就會(huì)出現(xiàn)生長受限的情況，不管是在低緯度海域，或者是高緯度海域，鐵元素的存在確實(shí)有助于維持海洋固氮存量，在海洋的生態(tài)效應(yīng)中起到重要的作用。

結(jié)束語

隨著時(shí)代不斷的進(jìn)步，才有了那么多先進(jìn)的科研技術(shù)，人們也因此可以探索更多領(lǐng)域的知識，很早之前人們對于海洋環(huán)境中鐵的存在形式并不了解，但現(xiàn)在憑借那些技術(shù)上的研究，已經(jīng)取得非常大的進(jìn)展，不管是海洋中鐵的來源，還是海洋中鐵的分布，都有詳細(xì)的了解，不過想要繼續(xù)研究分析鐵在海洋中的作用，還是得加強(qiáng)生物檢測以及擴(kuò)大研究范圍，這樣才能保證獲得更深入的研究成果。

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作者簡介：王志紅（1966年7月—）女，漢族，山東省濰坊市，理學(xué)學(xué)士，山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院副教授。研究方向：生物化學(xué)，化學(xué)。