海洋葉綠素和初級生產(chǎn)力的研究概況

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1、縟，葉鄉(xiāng)泵，鏨廣南海研究與開發(fā)1992缸1992拄NANHAIYAN／IUYUKAIFA6月第2朔s一

2、g海洋葉綠素和初級生產(chǎn)力的研究概況及f／黃良民(中國科學(xué)齲雨i葷兜所，廣州510501)(國家海洋局盼局，州910300)提要海洋葉綠裹和初級生產(chǎn)力的研究，在理論E和實(shí)際應(yīng)用t都具有重要意義。從5o年代來，各國學(xué)者對世界海洋，從扳地到赤道，從內(nèi)灣、河口、沿岸到開闊大洋的葉綠索和初級生產(chǎn)力考隧行了調(diào)查研究，積累了大量資料，本文簡要介紹這些研究成果，并對今后的發(fā)展趨勢提出—些粗淺看法，為進(jìn)一步發(fā)展海洋葉綠素和初級生產(chǎn)力的研究提供

3、參考。據(jù)聯(lián)合國人口組織統(tǒng)計(jì)，到2000年，地球上將有70億人口，按現(xiàn)有生活水平，全世界糧食儲藏量必須增加3—6倍，由于陸地資源儲量有限，世界各國特別是沿海國家將把目光投入海洋。對海洋資源，人們首先關(guān)心的是潛力有多大；根據(jù)海洋初級生產(chǎn)量，可以間接推算出海洋漁業(yè)資源的潛力。葉綠素是浮游植物細(xì)胞內(nèi)的主要色素，能利用太陽光能把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，海洋中的有機(jī)物90以上是由它產(chǎn)生的。由于Ⅱ．卜綠素含量與光合作用速度和生物量有著直接的關(guān)系，根據(jù)葉綠素含量可估算水域初級生產(chǎn)力。因此，葉綠素和海洋初級生產(chǎn)力的研究都被列為海洋生物資源開發(fā)和生態(tài)

4、學(xué)研究的重要內(nèi)容。目前，海洋葉綠素和初級生產(chǎn)力的研究隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而越來越深入，無論在方法、內(nèi)容或研究范圍都有了很大進(jìn)展，發(fā)表了大量文獻(xiàn)和資料，現(xiàn)根據(jù)我們收集的部分資料，僅將近期的研究概況作一簡要介紹，以供參考。一、方法研究葉綠素的分析通常采用聯(lián)合國教科文組織(L~SCO)1966年推薦的分光光度法或熒光分析法，目前遙感技術(shù)也被應(yīng)用于葉綠素的測定。初級生產(chǎn)力的測量則有測氧法、葉綠素估算法和放射性“C法，目前多數(shù)采用后種方法；此外，還有磷酸鹽法、硝酸鹽法、放射性N，Pa，Si法等，但這些方法實(shí)際應(yīng)用較少。從60年代以來，許多

5、學(xué)者從不同角度對技術(shù)、方法進(jìn)行了研究。例如，對分光光度法本文于1991年9月6日收到。車文承蒙陳清藩研充員審閱，并提供寶貴意見．謹(jǐn)致謝忱．·8·的操作技術(shù)、計(jì)算公式和精度控制等進(jìn)行了一系列的比較實(shí)驗(yàn)，使測量精度不斷提高，方法本身也日益完善。但自從Yent~ch，C．S．＆Menzel，D．W．提出用熒光法測定葉綠素和脫鎂葉綠素之后，由于它具有操作簡便、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛關(guān)注。Lorenzen，cG．提出了熒光法測定葉綠素a和脫鎂葉綠素的計(jì)算公式[蜘；Loft~，M_B＆Carpenter，J．1L(1971)，Kiefe

6、r，D．A．(1974)，Smith，R．C．(1983)和Phianey，nA．(1985)等對熒光法都作過報道。有的學(xué)者應(yīng)用激光光譜學(xué)測定海洋浮游植物色素，并用標(biāo)準(zhǔn)分光光度法平行測定了葉綠素a和類胡蘿h素等的含量，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理，獲得—個經(jīng)驗(yàn)公式。利用激光光譜熒光計(jì)測量浸出液中葉綠素a和脫鎂葉綠素的濃度，誤差<20。Falkowski，G．等指出在熒光法取代“C和測氧法測定初級生產(chǎn)力之前，要詳細(xì)了解熒光和光合作用之間的關(guān)系[。Bidi~are，R。＆指出過去用骨光光度法和熒光法混l定葉綠索和脫鎂葉綠素會使葉綠素濃度出現(xiàn)偏差，這

7、是由于其它輔助色素的吸收和熒光帶發(fā)生重疊所造成[J]；他認(rèn)為高能液相色譜法(HighPerformanceLiquidOu'omatography，簡寫為HPLC)是分離和定量光合色素的一種權(quán)威方法，既可船用，又能對葉綠素a，b，c及其降解產(chǎn)物進(jìn)行定量測定，而且快速(20min以內(nèi))、準(zhǔn)確、靈敏(可冽至l3嵋葉綠素a)。其他學(xué)者后來也證實(shí)了這些優(yōu)點(diǎn)。寧修仁等比較了幾種不同類型的濾膜對葉綠素a熒光測定的影響，認(rèn)為Mittipore膜(O．22和0．45pm孔徑)所測定的葉綠素a值比使用Nuclepore膜(1．00~n)和Wha

8、trtlarl膜(1—5llIr／C型和0．1一1．I~m934／AH型)的測定值要高得多]。熒光法的發(fā)展是趨于現(xiàn)場濃度測量，以便于連續(xù)走航自動記錄和高空遙感。Phinney，D．A．提出一種浮游植物分析的新技術(shù)——自動分析，樣品不必過濾，利用儀器對整個樣品進(jìn)行熒光測定現(xiàn)場濃度和提取物濃度，檢測下限分別為0．1峙／L和O．02峙／L[蜘。作者之一曾用現(xiàn)場熒光法測定活體浮游植物葉綠素a濃度，通過與提取分光光度法對照并建立了某些海區(qū)的現(xiàn)場熒光計(jì)算模式，實(shí)踐證明對海洋調(diào)查是可取的[6]。有關(guān)這方面的操作特點(diǎn)和研究，Pns，T．R．e

9、ta1．在《海水化學(xué)和生物分析手冊》中已有全面的介紹[近l0年來，在航空和衛(wèi)星遙感方面也有較多的研究C~．a(chǎn)nnini，L通過安裝在飛機(jī)上的大洋水色掃描器來記錄葉綠素類型、徑流與近海水間的交匯處、渦流和河水。Platt．T．根據(jù)海洋中浮游植物的遙感數(shù)據(jù)，認(rèn)為可用表層葉綠素估算