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海洋铁假说.PDF
海洋铁假说
一、HNLC海域特征:
共同特征:
全球有三个“高营养盐、低叶绿素”(HNLC)海域,分别为亚
北极太平洋、南大洋和赤道太平洋,占全球海洋面积约30% 生物泵效率较低,即浮游植物储量不够大,无法完全同化
上层水体中的N 、P营养盐,使它们在全年的某个时候缺乏。
Phosphorous Chlorophyll
Phosphorous Chlorophyll
产生的问题:
什么因素决定这些海域生物泵的低效率?
为什么浮游植物无法用完营养盐?(正如其它海域那样)
已提出的理论:
(1)光限制;
Conkright et al., 1994
µm (2 )浮游动物摄食;
(3 )铁限制
SeaWiFs
1
二、海洋“铁假说”的发展轨迹:
1、早在19世纪30年代,铁作为浮游植物生产力限制因素
的作用就开始有所认识(Gran, 1931; Hart, 1934; Harvey,
1938)。当时的海洋学家认识到,铁在今天的氧化性海洋中
是极端不溶的,并由此推断,在那些不易获得陆源补给的海
域,铁的提供量很少。
尽管他们已经认识到测量海水铁浓度存在分析困难,当
得知他们估算的大洋水铁浓度高两个数量级时仍感到吃惊。
海洋的演化历史也从一个侧面说明铁的重要性(表1):
缺氧海洋 富氧海洋 铁被快速氧化 提供给浮游植
物的量减少
300万年前,氧化光合作用开始
2、19世纪80年代末,John Martin开始将几个独立的证据结
基于上述证据,John Martin指出,这些海域的生物生产力
合在一起,重新焕发了早期思想的生机,即铁在浮游植物中
起着重要的作用(Martin, 1992 ): 受铁的限制。
(1)海洋表层水中的铁主要来源于陆地,大洋海域主要 3 、铁限制作用的证据— 瓶子实验 :
通过大气沉降提供;
(2 )他的实验室首次证明,大洋海域溶解态铁的浓度
极低(Maritn and Gordon, 1988 )。
如南大洋德雷克海峡,表层水Fe浓度仅为1.6 ×10-10
mol/kg,
根据Redfield 比值,此含量仅为浮游植物同化表层水初
始 NO3-含量所需铁量的10%。
(3 )两个重要的HNLC海域 — 南大洋和赤道太平洋,其
大气 沉降在全球是最低的(Prospero,1981;Uematsu,
1987)。
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