海洋叶绿素和初级生产力的研究概况

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1、缛，叶乡泵，錾广南海研究与开发1992缸1992拄NANHAIYAN／IUYUKAIFA6月第2朔s一

2、g海洋叶绿素和初级生产力的研究概况及f／黄良民(中国科学龋雨i荤兜所，广州510501)(国家海洋局盼局，州910300)提要海洋叶绿裹和初级生产力的研究，在理论E和实际应用t都具有重要意义。从5o年代来，各国学者对世界海洋，从扳地到赤道，从内湾、河口、沿岸到开阔大洋的叶绿索和初级生产力考隧行了调查研究，积累了大量资料，本文简要介绍这些研究成果，并对今后的发展趋势提出—些粗浅看法，为进一步发展海洋叶绿素和初级生产力的研究提供

3、参考。据联合国人口组织统计，到2000年，地球上将有70亿人口，按现有生活水平，全世界粮食储藏量必须增加3—6倍，由于陆地资源储量有限，世界各国特别是沿海国家将把目光投入海洋。对海洋资源，人们首先关心的是潜力有多大；根据海洋初级生产量，可以间接推算出海洋渔业资源的潜力。叶绿素是浮游植物细胞内的主要色素，能利用太阳光能把无机物转化为有机物，海洋中的有机物90以上是由它产生的。由于Ⅱ．卜绿素含量与光合作用速度和生物量有着直接的关系，根据叶绿素含量可估算水域初级生产力。因此，叶绿素和海洋初级生产力的研究都被列为海洋生物资源开发和生态

4、学研究的重要内容。目前，海洋叶绿素和初级生产力的研究随着科学技术的发展而越来越深入，无论在方法、内容或研究范围都有了很大进展，发表了大量文献和资料，现根据我们收集的部分资料，仅将近期的研究概况作一简要介绍，以供参考。一、方法研究叶绿素的分析通常采用联合国教科文组织(L~SCO)1966年推荐的分光光度法或荧光分析法，目前遥感技术也被应用于叶绿素的测定。初级生产力的测量则有测氧法、叶绿素估算法和放射性“C法，目前多数采用后种方法；此外，还有磷酸盐法、硝酸盐法、放射性N，Pa，Si法等，但这些方法实际应用较少。从60年代以来，许多

5、学者从不同角度对技术、方法进行了研究。例如，对分光光度法本文于1991年9月6日收到。车文承蒙陈清藩研充员审阅，并提供宝贵意见．谨致谢忱．·8·的操作技术、计算公式和精度控制等进行了一系列的比较实验，使测量精度不断提高，方法本身也日益完善。但自从Yent~ch，C．S．＆Menzel，D．W．提出用荧光法测定叶绿素和脱镁叶绿素之后，由于它具有操作简便、灵敏度高等优点而得到广泛关注。Lorenzen，cG．提出了荧光法测定叶绿素a和脱镁叶绿素的计算公式[蜘；Loft~，M_B＆Carpenter，J．1L(1971)，Kiefe

6、r，D．A．(1974)，Smith，R．C．(1983)和Phianey，nA．(1985)等对荧光法都作过报道。有的学者应用激光光谱学测定海洋浮游植物色素，并用标准分光光度法平行测定了叶绿素a和类胡萝h素等的含量，经统计处理，获得—个经验公式。利用激光光谱荧光计测量浸出液中叶绿素a和脱镁叶绿素的浓度，误差<20。Falkowski，G．等指出在荧光法取代“C和测氧法测定初级生产力之前，要详细了解荧光和光合作用之间的关系[。Bidi~are，R。＆指出过去用骨光光度法和荧光法混l定叶绿索和脱镁叶绿素会使叶绿素浓度出现偏差，这

7、是由于其它辅助色素的吸收和荧光带发生重叠所造成[J]；他认为高能液相色谱法(HighPerformanceLiquidOu'omatography，简写为HPLC)是分离和定量光合色素的一种权威方法，既可船用，又能对叶绿素a，b，c及其降解产物进行定量测定，而且快速(20min以内)、准确、灵敏(可冽至l3嵋叶绿素a)。其他学者后来也证实了这些优点。宁修仁等比较了几种不同类型的滤膜对叶绿素a荧光测定的影响，认为Mittipore膜(O．22和0．45pm孔径)所测定的叶绿素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)的测定值要高得多]。荧光法的发展是趋于现场浓度测量，以便于连续走航自动记录和高空遥感。Phinney，D．A．提出一种浮游植物分析的新技术——自动分析，样品不必过滤，利用仪器对整个样品进行荧光测定现场浓度和提取物浓度，检测下限分别为0．1峙／L和O．02峙／L[蜘。作者之一曾用现场荧光法测定活体浮游植物叶绿素a浓度，通过与提取分光光度法对照并建立了某些海区的现场荧光计算模式，实践证明对海洋调查是可取的[6]。有关这方面的操作特点和研究，Pns，T．R．e

9、ta1．在《海水化学和生物分析手册》中已有全面的介绍[近l0年来，在航空和卫星遥感方面也有较多的研究C~．annini，L通过安装在飞机上的大洋水色扫描器来记录叶绿素类型、径流与近海水间的交汇处、涡流和河水。Platt．T．根据海洋中浮游植物的遥感数据，认为可用表层叶绿素估算