7-8-海洋中的營養(yǎng)鹽課件

第六章海洋中的營養(yǎng)鹽§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽§6-2海洋中的磷§6-3海洋中的氮§6-4海洋中的硅§6-5富營養(yǎng)化與赤潮1第六章海洋中的營養(yǎng)鹽§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽1§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素是與生物過程密切相關(guān)的一類元素。(1)海洋中許多元素是生物生長所必需的，如H、O、C、N、P、Si、Mg、Cl、K、S、Ca、Fe、Co、Cu、Zn、Mo、Mn、B、Ba、Se等。(2)有些元素含量很高，生物活動(dòng)對(duì)其影響相對(duì)較小，通常不將它們稱為營養(yǎng)元素。如：H、O、C、S、B、Mg、Cl、K、Ca等；(3)有些元素對(duì)海洋植物的生長起著促進(jìn)作用，但在海水中的含量很低，被稱為痕量營養(yǎng)元素，如Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Co、Ba、Se等；2§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素是與生物過程§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素

(4)與主要成分比較，海水中N、P、Si的濃度很低，而且受生物影響最大，被稱為主要營養(yǎng)元素(或生源要素)。 N、P、Si是海洋生物生長所必需的最重要元素，也是海洋初級(jí)生產(chǎn)過程和食物鏈的基礎(chǔ)，在海水中它們含量的高低會(huì)影響海洋生物生產(chǎn)力與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)； 生物活動(dòng)也會(huì)對(duì)N、P、Si在海水中的含量、分布產(chǎn)生明顯的影響。(5)生物制約元素：由于各類營養(yǎng)元素在海水中含量很低，在海洋表層常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成為海洋初級(jí)生產(chǎn)力的限制因素，所以，又稱它們?yōu)椤吧镏萍s元素”。3§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素(4)與主要§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素

海洋中營養(yǎng)元素的來源：主要為大陸徑流帶來的巖石風(fēng)化產(chǎn)物、有機(jī)物腐解的產(chǎn)物及人類活動(dòng)排入的廢棄物。此外海底火山及海底熱水活動(dòng)、海底冷泉、海底巖石海解、極地冰川融化，甚至來自大氣的輸送的固體微?；驓馊苣z、降水、海洋對(duì)氣體的直接吸收，雨水的加入等。

海洋中營養(yǎng)元素的遷出：形成固體物質(zhì)和沉降作用，如形成自生礦物、被懸浮物質(zhì)吸附、進(jìn)入生物組織或通過海氣界面向大氣輸送。4§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素海洋中營養(yǎng)元§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽是指海水中營養(yǎng)元素N、P、Si的各種無機(jī)鹽類，因?yàn)樗鼈冊(cè)诤Ｋ兄饕运岣问酱嬖冢⑴c各種金屬元素結(jié)合而生成鹽。營養(yǎng)鹽的存在形式：NO3-、NO2-、NH4+、PO43-、HPO42-、H2PO4-、Si(OH)4。營養(yǎng)鹽再生：在海洋真光層內(nèi)，營養(yǎng)鹽經(jīng)生物光合作用被吸收，成為生物有機(jī)體的組成部分，從而導(dǎo)致海洋表層營養(yǎng)鹽的貧化；生物體在代謝過程中的排泄物和生物殘骸下沉到真光層以下，有機(jī)體分解、礦化，營養(yǎng)元素最終以無機(jī)化學(xué)形式返回到海水中的過程。氮和磷的再生：沉降到深層水中的生物顆粒，由于自溶作用和細(xì)菌作用，使細(xì)胞中的N、P再回到海水中的現(xiàn)象，其結(jié)果使底層水中N、P濃度增加。5§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽是指海水中營養(yǎng)元§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽從真光層沉降的顆粒組分，在中、深層水體中將被分解，造成中、深層水體中無機(jī)營養(yǎng)鹽含量的增高；通過垂直對(duì)流、擴(kuò)散作用，使深部水體中的營養(yǎng)鹽重新回到真光層，而橫向平流運(yùn)動(dòng)把累積的營養(yǎng)鹽分散開，如此不斷循環(huán)。營養(yǎng)鹽參與生物生命活動(dòng)的整個(gè)過程，它們的存在形態(tài)與分布受到生物活動(dòng)的制約，同時(shí)也受到化學(xué)、地質(zhì)和水文因素的影響，它們?cè)诤Ｑ笾械暮颗c分布并不均勻，也不恒定，往往存在明顯的季節(jié)與區(qū)域變化。6§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽從真光層沉降的顆粒組分§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽海洋中營養(yǎng)鹽的某些特征

—營養(yǎng)鹽是海洋生命活動(dòng)的基本要素。浮游植物光合作用中被吸收，與碳、氧等為構(gòu)成生物體基本組成。有較為恒定的吸收比。在真光層內(nèi)是生物量或生產(chǎn)力的限制性因素。

—營養(yǎng)鹽的含量、分布、變化和循環(huán)主要受生物作用控制。形態(tài)轉(zhuǎn)化再生與循環(huán)過程時(shí)間變化(日變化、季節(jié)變化等)明顯空間分布差異很大(物理、化學(xué)、生物共同影響)7§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽海洋中營養(yǎng)鹽的某些特征§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)元素和氧的吸收與再生的化學(xué)計(jì)算哈維(1926)：NO3--N和磷酸鹽因浮游植物的生長彼此以恒定比例自海水中移出。雷德菲爾德(1934)指出不同位置和深度的海水也以近似恒定的比例含有這兩種成分。Riley(1965)等：在沿岸水體中，通常N:P比值在5:1和8:1之間。凱徹姆等指出浮游動(dòng)物的N:P比值比浮游植物的要高。不能預(yù)測(cè)硅與其他營養(yǎng)元素和氧消耗之間能表現(xiàn)出一種密切的化學(xué)計(jì)算關(guān)系，因?yàn)楦∮沃参锂a(chǎn)量中硅藻的比例及其硅化作用的程度有很大的變化。8§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)元素和氧的吸收與再§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽垂直分布規(guī)律對(duì)于大洋水來說，營養(yǎng)鹽的分布可分成四層：①表層，營養(yǎng)鹽含量低，分布比較均勻：②次層，營養(yǎng)鹽含量隨深度的增加而迅速增加；③500～1500m次深層，營養(yǎng)鹽含量出現(xiàn)最大值；④深層，厚度雖大，但磷酸鹽和硝酸鹽的含量變化很小，硅酸鹽含量隨深度的增加而略為增加。9§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽垂直分布規(guī)律9海洋中營養(yǎng)鹽的垂直分布10海洋中營養(yǎng)鹽的垂直分布10海洋中營養(yǎng)鹽循環(huán)示意圖11海11§6-2海洋中的磷一、磷在生物體中的作用二、磷在海水中的存在形態(tài)三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)四、磷在海洋中的含量分布與變化12§6-2海洋中的磷一、磷在生物體中的作用12§6-2海洋中的磷

一、磷在生物體中的作用磷—哲人石—點(diǎn)石成金—冷光—“鬼火”磷是所有生物進(jìn)行能量傳輸和生長所必需的營養(yǎng)鹽；磷是DNA、RNA、ATP、ADP、磷酸脂的必需組分；對(duì)于脊椎動(dòng)物，磷(磷酸鈣)是構(gòu)成其牙和骨骼的主要成分；海水中磷酸鹽是海洋動(dòng)植物生產(chǎn)量的控制因素之一，與海洋生物的生命活動(dòng)緊密相聯(lián)系。13§6-2海洋中的磷

一、磷在生物體中的作用磷—哲人石—點(diǎn)石§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水中磷的形態(tài)劃分自然界的無機(jī)磷4種價(jià)態(tài)：PH3、P4、H3PO3、H3PO4磷以不同的形態(tài)存在于海洋水體、海洋生物體、海洋沉積物和海洋懸浮物中。海水中磷的化合物有多種形式，如溶解態(tài)無機(jī)磷酸鹽、溶解態(tài)有機(jī)磷化合物、顆粒態(tài)有機(jī)磷物質(zhì)和吸附在懸浮物上的磷化合物。通常以溶解的無機(jī)磷酸鹽為主要形態(tài)，用PO43--P表示。14§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)表層海水中的溶解和顆粒有機(jī)磷來自于生物分解與排泄產(chǎn)物，有：磷酸糖類、磷脂、磷核苷酸及其水解產(chǎn)物，以及磷酸酯、更穩(wěn)定的氨基磷酸。溶解無機(jī)磷(DIP)：H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-1.海水中磷的形態(tài)劃分15§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)表層海水中的溶§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水中磷的形態(tài)劃分16§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)2.海水中無機(jī)磷酸鹽的存在形式海水中無機(jī)磷酸鹽存在以下的平衡：H3PO4H++H2PO4-2H++HPO42-3H++PO43-不同pH值時(shí)，3種磷酸鹽陰離子H2PO4-、HPO42-和PO43-所占總磷量的百分比不同；相同pH下、溶液不同，磷酸鹽陰離子含量不同。---常量陽離子Ca、Mg等的影響17§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)2.海水2.海水中無機(jī)磷酸鹽的存在形式182.海水中無機(jī)磷酸鹽的存在形式18§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)磷的循環(huán)(張正斌等，1999)19§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)磷的循環(huán)(§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的來源：(1)陸地徑流輸入：磷進(jìn)入海洋主要通過河流輸入，陸地巖石、土壤風(fēng)化的產(chǎn)物是河流磷的主要來源。(2)大氣沉降(3)火山活動(dòng)20§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的來§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的遷出：(1)有機(jī)質(zhì)的埋藏：磷從上層水體輸送進(jìn)入沉積物的最重要途徑是通過生物吸收，結(jié)合進(jìn)入到沉降顆粒有機(jī)物中，最終埋藏于沉積物。(2)磷在黏土、鐵錳氧化物上的吸附與沉淀；磷結(jié)合進(jìn)入CaCO3殼體遷出海洋；(3)磷灰石的埋藏被認(rèn)為磷從海洋遷出的重要途徑之一；(4)熱水活動(dòng)。21§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的遷全球磷循環(huán)22全球磷循環(huán)22§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化近岸海水中磷的形態(tài)與分布23§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化近岸海水中磷§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化總的規(guī)律：一般在河口沿岸水體、封閉海區(qū)和上升流區(qū)的磷酸鹽含量較高，而在開闊的大洋表層含量較低。近海水域磷酸鹽含量一般冬季較高，夏季較低。在河口及沿岸淺海區(qū)磷酸鹽的垂直方向上分布比較均勻，而在深海和大洋中，則有明顯分層。24§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化總的規(guī)律：2§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化1.水平分布大洋海水中無機(jī)磷酸鹽的濃度一般不超過0.5-1.0mol/dm3；在熱帶海洋表層水中，生物生產(chǎn)力大，磷的濃度較低，通常在0.1-0.2mol/dm3；在太平洋、大西洋和印度洋的南部，磷酸鹽的分布及含量大致相同；大西洋北部磷含量較低，太平洋北部磷含量幾乎是南部海區(qū)的兩倍。磷分布與溶解氧分布呈互補(bǔ)，一般規(guī)律是磷含量高，氧含量低。25§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化1.水§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂直分布大體反映出三大洋水中磷酸鹽含量分布變化的一般規(guī)律。26§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂直分布三大洋水中磷酸鹽含量分布變化的一般規(guī)律：表層較低：由于生物活動(dòng)吸收磷酸鹽，使磷的含量很低，甚至降到零值。在500-800m深水層內(nèi)，隨深度的增加而迅速增加：含磷顆粒在重力的作用下下沉或被動(dòng)物一直帶到深海，由于細(xì)菌的分解氧化，不斷地把磷酸鹽釋放回海水，從而使磷的含量隨深度的增加而迅速增加，一直達(dá)到最大值(1000m左右)。1000m以下的深層水，隨深度的增加變化很?。涸?000m以下的深層水中，磷幾乎都以溶解的磷酸鹽的形式存在。由于垂直渦動(dòng)擴(kuò)散，使來源于不同水層的磷酸鹽濃度趨于均等。27§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季節(jié)變化英吉利海峽海水磷酸鹽季節(jié)變化28§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季節(jié)變化海水中磷的含量還由于受生物活動(dòng)規(guī)律及其他因素的影響而存在季節(jié)變化。尤其是在溫帶(中緯度)海區(qū)的表層水和近岸淺海中，磷酸鹽的含量分布具有規(guī)律性的季節(jié)變化。夏季：表層海水由于光合作用強(qiáng)烈，生物活動(dòng)旺盛，攝取磷的量多，而從深層水來的磷補(bǔ)給不足，會(huì)使表層水磷的含量降低，以致減為零值。冬季：由于生物死亡，尸骸和排泄物腐解，磷重新釋放返回海水中，同時(shí)由于冬季海水對(duì)流混合劇烈，使底部的磷酸鹽補(bǔ)充到表層，使其含量達(dá)全年最高值。29§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化膠州灣某站海水磷酸鹽季節(jié)變化3.季節(jié)變化30§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化膠州灣某站?！?-3海洋中的氮一、氮在生物體中的作用二、氮在海水中的存在形態(tài)三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)四、氮在海洋中的分布與變化五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系31§6-3海洋中的氮一、氮在生物體中的作用31§6-3海洋中的氮

一、氮在生物體中的作用氮(N)是海洋生物生長的必需營養(yǎng)元素，它是生物體中蛋白質(zhì)、核酸、光合色素等有機(jī)分子的重要組成元素。研究表明，氮是許多海域初級(jí)生產(chǎn)力和碳輸出的主要控制因子，因而與大氣CO2濃度的變化乃至全球氣候變化有密切聯(lián)系。32§6-3海洋中的氮

一、氮在生物體中的作用氮(N)是海洋生§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)Spencer(1975)在ChemicalOceanography(Vol.2)中介紹的海水中氮的6種形態(tài)：元素-氮(N2)、硝酸-氮(NO3-)、亞硝酸-氮(NO2-)、銨-氮(NH4+)、溶解有機(jī)氮(DON)和顆粒氮(PN)。33§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)Spencer§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)海洋中氮的存在形式及其儲(chǔ)量(單位1012g)34§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)海洋中氮的存在§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)價(jià)態(tài)分子式名稱+5NO3-硝酸鹽+4NO2二氧化氮+3NO2-亞硝酸鹽+2NO一氧化氮+1N2O氧化亞氮0N2氮?dú)?1NH2OH羥胺-2N2H4肼（聯(lián)氨）-3NH3氨氣NH4+氨鹽RNH2有機(jī)胺35§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)價(jià)態(tài)分子式名稱§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)36§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)36§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋生物活動(dòng)是導(dǎo)致海洋中氮于各種形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的重要影響因素，其中生物固氮作用(①)、氮的同化作用(②)、硝化作用(③)和反硝化作用(⑥)是海洋氮循環(huán)的關(guān)鍵過程。硝酸鹽的還原作用氨化作用37§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋生物活§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)顆粒氮轉(zhuǎn)化為溶解無機(jī)氮的模擬實(shí)驗(yàn)VonBrandandRakestraw(1930)inHarvey(1957)38§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)顆粒氮轉(zhuǎn)化§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋浮游植物對(duì)氮的吸收NO3-、NO2-、NH4+，分子量不大的DON(如尿素、氨基酸等)。生物吸收轉(zhuǎn)化而成的有機(jī)氮經(jīng)排泄或生物體死亡后，被微生物生化分解轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)氮，構(gòu)成氮的循環(huán)。39§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋浮游植§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)硝化作用(nitrification)通常將有機(jī)氮→NH4+→NO2-→NO3-的過程稱作“硝化作用”。

銨的氧化：NH4+被氧化為NO2-的反應(yīng)有3種：光化學(xué)氧化：在UV線照射下，NH4+很快被氧化為NO2-，但是這種作用僅能發(fā)生在海洋表面。化學(xué)氧化作用：主要指由O2進(jìn)行的氧化。細(xì)菌作用下的氧化：硝化細(xì)菌作用下NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-。海水中主要是后兩種作用。40§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)硝化作用(§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)脫氮作用(或稱“反硝化作用”,Denitrification)脫氮作用是使NO3-消失的作用。在缺氧海水中，由于微生物作用，NO3-還原為NO2-，在進(jìn)一步還原為NO3-或N2，使NO3-消失。(CH2O)106(NH3)16H3PO4+84.8HNO3→106CO2+42.4N2+148.4H2O+16NH3+H3PO4

此過程中的NH3還能被HNO3氧化為N2：5NH3+3HNO3→4N2+9H2O41§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)脫氮作用(§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化1.海水中無機(jī)氮的含量：NO3--N：0.1-43mol/dm3NO2--N：0.1-3.5mol/dm3NH4+-N：0.35-3.5mol/dm3在海水中NO3--N的含量比NO2-N，NH4+-N高得多。在大洋深層水，幾乎所有的無機(jī)氮都以硝酸鹽的形式存在，它的分布一般與磷酸鹽的分布趨勢(shì)相似。海水一類標(biāo)準(zhǔn)中無機(jī)氮的含量≤0.2mg/L。42§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化1.海水中4343§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化2.含量分布的一般規(guī)律：①隨著緯度的增加而增加；②隨著深度的增加而增加；③在印度洋、太平洋的含量大于大西洋的含量；④近岸淺海海域的含量一般比大洋水的含量高。44§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化2.含量分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分布全球海洋表層水中NO3-的空間分布一般大洋水中硝酸鹽的含量隨著緯度的增加而增加。45§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分布在同一緯度上，由于生物活動(dòng)和水文條件不同而有很大的差異。下圖是大西洋一個(gè)南北斷面上硝酸鹽的分布，南大西洋海水中硝酸鹽含量很高，北大西洋硝酸鹽的含量約為南大西洋的一半。46§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分布全球海洋4000m深度硝酸鹽的空間分布特征47§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分布一般大洋海水中硝酸鹽的含量，在垂直分布上是隨著深度的增加而增加，在深層水中，由于氮化合物不斷氧化的結(jié)果，積存著相當(dāng)豐富的硝酸鹽。銨鹽在真光層中為植物所利用，但在深層中則受細(xì)菌作用，硝化而生成亞硝酸鹽以至硝酸鹽。因此，在大洋的真光層以下的海水中，銨鹽和亞硝酸鹽的含量通常甚微，而且后者的含量低于前者，它們的最大值常出現(xiàn)在溫度躍層內(nèi)或其上方水層之中。48§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分布大洋真光層以下NO2-和NH4+含量通常甚微，最大值常出現(xiàn)在溫躍層或其上方水層。印度洋>太平洋>大西洋49§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化5.季節(jié)變化1931年英吉利海峽無機(jī)氮形態(tài)的季節(jié)變化(Cooper,1933)暖季：當(dāng)生物生長繁殖旺盛的，3種無機(jī)氮含量下降達(dá)到最低值，這種趨勢(shì)在表層水更為明顯。冬季：由于生物尸骸的氧化分解和海水劇烈的上、下對(duì)流，使得3種氮含量回升達(dá)到最高值，且NH4+-N和NO2--N先于NO3--N回升。50§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化5.季節(jié)變§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生物元素組成與需求比(Redfieldetal.,1963)海洋浮游生物主要元素組成(Redfield,1934;Flemming,1940)CNP浮游動(dòng)物10316.51浮游植物10815.51平均106161因此海洋浮游生物(有機(jī)物)的平均組成表示為(CH2O)106(NH3)16H3PO4，分子量3553.3g/mol51§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生物元素組成與需求比(Redfieldetal.,1963)浮游植物光合作用對(duì)P、N、C、O2的需求比為1:16:106:-138(Redfield比值；Redfieldetal.,1963)106CO2+122H2O+16NH3+H3PO4

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2

若考慮光合作用中對(duì)NH3的優(yōu)先吸收，則為106CO2+106H2O+16NH3+H3PO4→(CH2O)106(NH3)16H3PO4+106O2觀測(cè)表明，浮游植物生長時(shí)從海水中吸收氮和磷的比值大約為16。52§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值53§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值54§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系55§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系55§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值近岸海水中NO3-與PO43-的比值差異較大，且有季節(jié)變化。如英吉利海峽冬季為10.5，夏季為19。再如NarragamsettBay于1977-1982六年間月平均值：56§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值57§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值58§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-4海洋中的硅一、硅在生物體中的作用二、硅在海水中的存在形態(tài)三、硅在海水中的分布與變化四、硅在海洋中的循環(huán)59§6-4海洋中的硅一、硅在生物體中的作用59§6-4海洋中的硅

一、硅在生物體中的作用硅是整個(gè)地球克拉克值位第3的，地殼中豐度位第2的元素，占地殼物質(zhì)的28%。硅是海洋與陸地大量生物生長所必需的營養(yǎng)鹽；硅是某些高等動(dòng)物和人體骨骼物質(zhì)的構(gòu)成組分；對(duì)許多植物而言，硅起著關(guān)鍵的支撐作用，如水稻、竹子等；是硅藻的主要組成元素之一。如海洋中的硅酸鹽濃度降低的話，海洋的生產(chǎn)力有可能維持同樣的水平，但硅藻和放射蟲將減少，使浮游生物的種類結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化，進(jìn)而影響海洋中的碳輸送。60§6-4海洋中的硅

一、硅在生物體中的作用硅是整個(gè)地球克拉§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)1.海水中硅的形態(tài)區(qū)分61§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)1.海水§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)海水中硅的存在形態(tài)有：可溶性的硅酸鹽、膠體狀的硅化合物、懸浮態(tài)硅和作為海洋生物組織硅等；并以可溶性硅酸鹽和懸浮二氧化硅兩種為主；硅酸[H4SiO4或Si(OH)4]是弱酸，在水中存在如下平衡： H4SiO4H3SiO4-+H+

H3SiO4-

H2SiO42-+H+在pH值為7.7~8.3的海水中，只有約5%的溶解硅以離子形態(tài)H3SiO4-存在，大部分以H4SiO4形態(tài)存在。62§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)海水中硅的存在§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)活性硅酸鹽：指可通過濾膜孔徑為0.1-0.5m的硝化纖維膜、并且可用硅鉬黃絡(luò)合比色法測(cè)定的低聚合度的溶解硅酸和單分子硅酸。硅酸在海水中的溶解度：25℃時(shí)純水中SiO2的溶解度為180mol/dm3，0℃時(shí)為79mol/dm3。天然海水中硅酸鹽處于不飽和狀態(tài)，在海水中不可能出現(xiàn)SiO2自行沉淀析出現(xiàn)象，而只能是繼續(xù)溶解。63§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)活性硅酸鹽：指§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化海洋中可溶性硅的平均濃度為36mol/dm3，在大洋深水中可達(dá)100-200mol/dm3。硅在海洋中的含量分布規(guī)律與氮、磷元素相似，海洋中硅酸鹽含量隨著海區(qū)的季節(jié)的不同而變化。但硅是海洋中濃度變化最大的元素，無論是豐度還是濃度，變化幅度都比N，P元素來得大。因此，它在海水中的分布規(guī)律有它的特別之處。海水中的硅主要來源于河流輸入，平均約3×108噸SiO2/年。64§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化海洋中可溶性§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化1.水平分布大洋表層水中，因有硅藻等浮游植物的生長繁殖，硅酸鹽被消耗而使硅的含量大為降低。大洋深水中硅含量由大陸徑流量最大的大西洋朝著大陸徑流量最小的太平洋的方向顯著增加[類似于其他生源要素(硝酸鹽和磷酸鹽等)]。表層水中溶解態(tài)硅的分布顯示其在極地與亞極地海域具有較高的濃度。沿岸水體由于得到河流的輸送，其硅酸鹽濃度一般高于開闊大洋。65§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化1.水平分硅的水平分布66硅的水平分布66§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化2.垂直分布海水中硅的垂直分布與硝酸鹽和磷酸鹽不同。溶解態(tài)硅酸鹽分布特點(diǎn)：硅的濃度隨深度增加而增加，介于0~200M之間。中間水層硅的含量沒有最大層。太平洋和印度洋深層水中含硅量要比大西洋深層水中高得多，太平洋底層水中硅含量有時(shí)高達(dá)270mol/dm3。67§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化2.垂直分§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化2.垂直分布68§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化2.垂直分§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化3.季節(jié)分布硅酸鹽同磷酸鹽和硝酸鹽一樣：春季：因硅藻等浮游植物繁殖旺盛，使海水中硅酸鹽含量大為減少。但由于含有大量硅酸鹽的河水徑流人海，生物活動(dòng)減少的硅酸鹽不像磷酸鹽和硝酸鹽那樣可消耗至零。夏季：由于表層水溫升高，硅藻生長受到抑制，硅含量又有一定程度的回升。冬季：生物死亡，其尸體下沉腐解使硅又重新溶解于海水中，海水中硅酸鹽含量迅速提高。硅循環(huán)過程與磷、氮不同：氮和磷的再生必須在細(xì)菌的作用下分解釋放。硅質(zhì)殘骸主要是靠海水對(duì)它的溶解作用。69§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化3.季節(jié)分沉積物中生源硅的分布沉積物生源硅的高濃度出現(xiàn)在赤道與亞極地上升流海域。其控制因素包括：(1)水柱中生源硅的沉降通量；(2)沉積物生源硅的保存程度；以及(3)其它顆粒物的相對(duì)累積速率。70沉積物中生源硅的分布沉積物生源硅的高濃度出現(xiàn)在赤道與亞極地上§6-4海洋中的硅

四、硅在海洋中的循環(huán)溶解態(tài)硅的來源包括：河流、沉積物間隙水的擴(kuò)散和海底熱水活動(dòng)。溶解態(tài)硅的遷出途徑：上層水體浮游生物硅質(zhì)外殼沉降和河口區(qū)顆粒物的吸附。其中浮游生物硅質(zhì)外殼的沉降是溶解硅遷出的主要途徑。71§6-4海洋中的硅

四、硅在海洋中的循環(huán)溶解態(tài)硅的來源包括§6-4海洋中的硅

四、硅在海洋中的循環(huán)72§6-4海洋中的硅

四、硅在海洋中的循環(huán)72§6-5富營養(yǎng)化與赤潮一、富營養(yǎng)化二、赤潮73§6-5富營養(yǎng)化與赤潮一、富營養(yǎng)化73§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

一、富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化是水體營養(yǎng)過剩的一種現(xiàn)象。營養(yǎng)元素來自地表徑流的沖刷和淋溶，雨水對(duì)大氣的淋洗，以及向湖泊和近海水域排放的含營養(yǎng)物質(zhì)的廢水、污水；結(jié)果是導(dǎo)致生物瘋長、沿岸帶擴(kuò)大，沉積物增加。富營養(yǎng)化現(xiàn)象在人為污染水域或自然水域均會(huì)發(fā)生。引起富營養(yǎng)化的物質(zhì)，主要是浮游生物增殖所必需的元素，有C，N，P，S，Si，Mg，K等20余種，其中N，P最為重要。一般認(rèn)為N，P是浮游生物生長的制約因子。74§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

一、富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化是水體營養(yǎng)過?！?-5富營養(yǎng)化與赤潮

一、富營養(yǎng)化氮主要來源于大量使用化肥的農(nóng)業(yè)排水和含有糞便等有機(jī)物的生活污水。磷主要來自含合成洗滌劑和生活污水。工業(yè)廢水對(duì)N，P的輸入也起著重要作用。微量元素Fe和Mn有促進(jìn)浮游生物繁殖的功能。維生素B12是多數(shù)浮游生物成長和繁殖不可缺少的要素。75§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

一、富營養(yǎng)化氮主要來源于大量使用化§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

一、富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，由于浮游生物大量繁殖，往往使水體呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等，這種現(xiàn)象在江河湖泊中叫水華(水花)，在海中叫赤潮。76§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

一、富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮赤潮在國際上也稱有害藻類(HAB)，是指在一定的環(huán)境條件下，海洋中的浮游微藻、原生動(dòng)物或細(xì)菌等在短時(shí)間內(nèi)突發(fā)性鏈?zhǔn)皆鲋澈途奂?，?dǎo)致海洋生態(tài)系嚴(yán)重破壞或引起水色變化的災(zāi)害性海洋生態(tài)異常現(xiàn)象。77§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮赤潮在國際上也稱有害藻類(§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮赤潮對(duì)環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)影響水體的酸堿度和透明度；(2)消耗水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，并分泌出抑制其他生物生長的物質(zhì)；(3)造成水體中生物量增加，但種類數(shù)減少；(4)許多赤潮生物含有毒素，可使海洋生物生理失調(diào)或死亡；(5)赤潮也可使海洋動(dòng)物呼吸和濾食活動(dòng)受損，導(dǎo)致大量的海洋動(dòng)物機(jī)械性窒息死亡；(6)處在消退期的赤潮生物大量死亡分解，水體中溶解氧大量被消耗，導(dǎo)致其他生物死亡。78§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮赤潮對(duì)環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮危害：赤潮不僅嚴(yán)重破壞了海洋生態(tài)平衡，惡化了海洋環(huán)境，危害了海洋水產(chǎn)資源，危及海洋生物，甚至威脅著人類的健康和生命安全。赤潮大多發(fā)生在內(nèi)海、河口，港灣或有上升流的水域。赤潮一般發(fā)生在春、夏季，這與水溫有關(guān)。赤潮是一種復(fù)雜的生態(tài)異常現(xiàn)象，涉及水文、氣象、物理、化學(xué)和生態(tài)環(huán)境的多學(xué)科交叉的海洋學(xué)問題。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，富營養(yǎng)化是形成赤潮的主要原因，但不惟一。79§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮危害：赤潮不僅嚴(yán)重破壞了海§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮溫度，鹽度、pH值、光照、海流、風(fēng)速、細(xì)菌量和微量元素等條件對(duì)赤潮都有影響，不同海域，赤潮爆發(fā)的成因也不同。已知赤潮生物有40屬，4000多種，主要是甲藻和硅藻。赤潮的治理大都利用化學(xué)手段，如直接滅殺法使用CuSO3，NaClO3，O3和過碳酸鈉等無機(jī)物。目前研究較多的是有機(jī)除藻劑，利用膠體性質(zhì)的凝聚法(如氧化鋁溶膠聚合體的無機(jī)凝聚劑，高分子凝聚劑以及天然黏土礦物助凝劑等)。預(yù)防水體富營養(yǎng)化是預(yù)防赤潮的重要手段。80§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮溫度，鹽度、pH值、光照、赤潮發(fā)生的環(huán)境條件81赤潮發(fā)生的環(huán)境條件81§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮我國赤潮記錄總的來說東海和南海多于黃渤海，20世紀(jì)50～90年代，南海共記錄了145次，占赤潮總額次的45％；東海區(qū)記錄了118次，占總數(shù)的36.3％；黃海區(qū)記錄了32次，占記錄總數(shù)的10％；渤海區(qū)記錄了27次，僅占赤潮總數(shù)的8.3％。這表明赤潮發(fā)生的頻次有從北到南遞增的分布趨勢(shì)。但是，赤潮的規(guī)模從南到北則有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)，1998～2000連續(xù)3年，國際上罕見的面積達(dá)到幾千平方千米的特大赤潮都發(fā)生在渤海和東海。82§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮我國赤潮記錄總的來說東海和§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮83§6-5富營養(yǎng)化與赤潮

二、赤潮83作業(yè)1、試比較營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽兩個(gè)概念的差異；4-62、磷酸鹽在世界各主要大洋中的垂直分布有何規(guī)律和特征?4-63、給出氮的不同特征形態(tài)及含量；4-64、何謂海水中營養(yǎng)鹽的氨磷比?世界主要大洋的氮磷值是多少?通常如何作圖表達(dá)?5、硅酸鹽在世界各主要大洋中的垂直分布有何規(guī)律和特征?84作業(yè)1、試比較營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽兩個(gè)概念的差異；4-684第六章海洋中的營養(yǎng)鹽§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽§6-2海洋中的磷§6-3海洋中的氮§6-4海洋中的硅§6-5富營養(yǎng)化與赤潮85第六章海洋中的營養(yǎng)鹽§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽1§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素是與生物過程密切相關(guān)的一類元素。(1)海洋中許多元素是生物生長所必需的，如H、O、C、N、P、Si、Mg、Cl、K、S、Ca、Fe、Co、Cu、Zn、Mo、Mn、B、Ba、Se等。(2)有些元素含量很高，生物活動(dòng)對(duì)其影響相對(duì)較小，通常不將它們稱為營養(yǎng)元素。如：H、O、C、S、B、Mg、Cl、K、Ca等；(3)有些元素對(duì)海洋植物的生長起著促進(jìn)作用，但在海水中的含量很低，被稱為痕量營養(yǎng)元素，如Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Co、Ba、Se等；86§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素是與生物過程§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素

(4)與主要成分比較，海水中N、P、Si的濃度很低，而且受生物影響最大，被稱為主要營養(yǎng)元素(或生源要素)。 N、P、Si是海洋生物生長所必需的最重要元素，也是海洋初級(jí)生產(chǎn)過程和食物鏈的基礎(chǔ)，在海水中它們含量的高低會(huì)影響海洋生物生產(chǎn)力與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)； 生物活動(dòng)也會(huì)對(duì)N、P、Si在海水中的含量、分布產(chǎn)生明顯的影響。(5)生物制約元素：由于各類營養(yǎng)元素在海水中含量很低，在海洋表層常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成為海洋初級(jí)生產(chǎn)力的限制因素，所以，又稱它們?yōu)椤吧镏萍s元素”。87§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素(4)與主要§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素

海洋中營養(yǎng)元素的來源：主要為大陸徑流帶來的巖石風(fēng)化產(chǎn)物、有機(jī)物腐解的產(chǎn)物及人類活動(dòng)排入的廢棄物。此外海底火山及海底熱水活動(dòng)、海底冷泉、海底巖石海解、極地冰川融化，甚至來自大氣的輸送的固體微粒或氣溶膠、降水、海洋對(duì)氣體的直接吸收，雨水的加入等。

海洋中營養(yǎng)元素的遷出：形成固體物質(zhì)和沉降作用，如形成自生礦物、被懸浮物質(zhì)吸附、進(jìn)入生物組織或通過海氣界面向大氣輸送。88§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

一、營養(yǎng)元素海洋中營養(yǎng)元§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽是指海水中營養(yǎng)元素N、P、Si的各種無機(jī)鹽類，因?yàn)樗鼈冊(cè)诤Ｋ兄饕运岣问酱嬖?，并與各種金屬元素結(jié)合而生成鹽。營養(yǎng)鹽的存在形式：NO3-、NO2-、NH4+、PO43-、HPO42-、H2PO4-、Si(OH)4。營養(yǎng)鹽再生：在海洋真光層內(nèi)，營養(yǎng)鹽經(jīng)生物光合作用被吸收，成為生物有機(jī)體的組成部分，從而導(dǎo)致海洋表層營養(yǎng)鹽的貧化；生物體在代謝過程中的排泄物和生物殘骸下沉到真光層以下，有機(jī)體分解、礦化，營養(yǎng)元素最終以無機(jī)化學(xué)形式返回到海水中的過程。氮和磷的再生：沉降到深層水中的生物顆粒，由于自溶作用和細(xì)菌作用，使細(xì)胞中的N、P再回到海水中的現(xiàn)象，其結(jié)果使底層水中N、P濃度增加。89§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽是指海水中營養(yǎng)元§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽從真光層沉降的顆粒組分，在中、深層水體中將被分解，造成中、深層水體中無機(jī)營養(yǎng)鹽含量的增高；通過垂直對(duì)流、擴(kuò)散作用，使深部水體中的營養(yǎng)鹽重新回到真光層，而橫向平流運(yùn)動(dòng)把累積的營養(yǎng)鹽分散開，如此不斷循環(huán)。營養(yǎng)鹽參與生物生命活動(dòng)的整個(gè)過程，它們的存在形態(tài)與分布受到生物活動(dòng)的制約，同時(shí)也受到化學(xué)、地質(zhì)和水文因素的影響，它們?cè)诤Ｑ笾械暮颗c分布并不均勻，也不恒定，往往存在明顯的季節(jié)與區(qū)域變化。90§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽從真光層沉降的顆粒組分§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽海洋中營養(yǎng)鹽的某些特征

—營養(yǎng)鹽是海洋生命活動(dòng)的基本要素。浮游植物光合作用中被吸收，與碳、氧等為構(gòu)成生物體基本組成。有較為恒定的吸收比。在真光層內(nèi)是生物量或生產(chǎn)力的限制性因素。

—營養(yǎng)鹽的含量、分布、變化和循環(huán)主要受生物作用控制。形態(tài)轉(zhuǎn)化再生與循環(huán)過程時(shí)間變化(日變化、季節(jié)變化等)明顯空間分布差異很大(物理、化學(xué)、生物共同影響)91§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽海洋中營養(yǎng)鹽的某些特征§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)元素和氧的吸收與再生的化學(xué)計(jì)算哈維(1926)：NO3--N和磷酸鹽因浮游植物的生長彼此以恒定比例自海水中移出。雷德菲爾德(1934)指出不同位置和深度的海水也以近似恒定的比例含有這兩種成分。Riley(1965)等：在沿岸水體中，通常N:P比值在5:1和8:1之間。凱徹姆等指出浮游動(dòng)物的N:P比值比浮游植物的要高。不能預(yù)測(cè)硅與其他營養(yǎng)元素和氧消耗之間能表現(xiàn)出一種密切的化學(xué)計(jì)算關(guān)系，因?yàn)楦∮沃参锂a(chǎn)量中硅藻的比例及其硅化作用的程度有很大的變化。92§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)元素和氧的吸收與再§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽垂直分布規(guī)律對(duì)于大洋水來說，營養(yǎng)鹽的分布可分成四層：①表層，營養(yǎng)鹽含量低，分布比較均勻：②次層，營養(yǎng)鹽含量隨深度的增加而迅速增加；③500～1500m次深層，營養(yǎng)鹽含量出現(xiàn)最大值；④深層，厚度雖大，但磷酸鹽和硝酸鹽的含量變化很小，硅酸鹽含量隨深度的增加而略為增加。93§6-1營養(yǎng)元素與營養(yǎng)鹽

二、營養(yǎng)鹽營養(yǎng)鹽垂直分布規(guī)律9海洋中營養(yǎng)鹽的垂直分布94海洋中營養(yǎng)鹽的垂直分布10海洋中營養(yǎng)鹽循環(huán)示意圖95海11§6-2海洋中的磷一、磷在生物體中的作用二、磷在海水中的存在形態(tài)三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)四、磷在海洋中的含量分布與變化96§6-2海洋中的磷一、磷在生物體中的作用12§6-2海洋中的磷

一、磷在生物體中的作用磷—哲人石—點(diǎn)石成金—冷光—“鬼火”磷是所有生物進(jìn)行能量傳輸和生長所必需的營養(yǎng)鹽；磷是DNA、RNA、ATP、ADP、磷酸脂的必需組分；對(duì)于脊椎動(dòng)物，磷(磷酸鈣)是構(gòu)成其牙和骨骼的主要成分；海水中磷酸鹽是海洋動(dòng)植物生產(chǎn)量的控制因素之一，與海洋生物的生命活動(dòng)緊密相聯(lián)系。97§6-2海洋中的磷

一、磷在生物體中的作用磷—哲人石—點(diǎn)石§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水中磷的形態(tài)劃分自然界的無機(jī)磷4種價(jià)態(tài)：PH3、P4、H3PO3、H3PO4磷以不同的形態(tài)存在于海洋水體、海洋生物體、海洋沉積物和海洋懸浮物中。海水中磷的化合物有多種形式，如溶解態(tài)無機(jī)磷酸鹽、溶解態(tài)有機(jī)磷化合物、顆粒態(tài)有機(jī)磷物質(zhì)和吸附在懸浮物上的磷化合物。通常以溶解的無機(jī)磷酸鹽為主要形態(tài)，用PO43--P表示。98§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)表層海水中的溶解和顆粒有機(jī)磷來自于生物分解與排泄產(chǎn)物，有：磷酸糖類、磷脂、磷核苷酸及其水解產(chǎn)物，以及磷酸酯、更穩(wěn)定的氨基磷酸。溶解無機(jī)磷(DIP)：H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-1.海水中磷的形態(tài)劃分99§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)表層海水中的溶§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水中磷的形態(tài)劃分100§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)1.海水§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)2.海水中無機(jī)磷酸鹽的存在形式海水中無機(jī)磷酸鹽存在以下的平衡：H3PO4H++H2PO4-2H++HPO42-3H++PO43-不同pH值時(shí)，3種磷酸鹽陰離子H2PO4-、HPO42-和PO43-所占總磷量的百分比不同；相同pH下、溶液不同，磷酸鹽陰離子含量不同。---常量陽離子Ca、Mg等的影響101§6-2海洋中的磷

二、磷在海水中的存在形態(tài)2.海水2.海水中無機(jī)磷酸鹽的存在形式1022.海水中無機(jī)磷酸鹽的存在形式18§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)磷的循環(huán)(張正斌等，1999)103§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)磷的循環(huán)(§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的來源：(1)陸地徑流輸入：磷進(jìn)入海洋主要通過河流輸入，陸地巖石、土壤風(fēng)化的產(chǎn)物是河流磷的主要來源。(2)大氣沉降(3)火山活動(dòng)104§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的來§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的遷出：(1)有機(jī)質(zhì)的埋藏：磷從上層水體輸送進(jìn)入沉積物的最重要途徑是通過生物吸收，結(jié)合進(jìn)入到沉降顆粒有機(jī)物中，最終埋藏于沉積物。(2)磷在黏土、鐵錳氧化物上的吸附與沉淀；磷結(jié)合進(jìn)入CaCO3殼體遷出海洋；(3)磷灰石的埋藏被認(rèn)為磷從海洋遷出的重要途徑之一；(4)熱水活動(dòng)。105§6-2海洋中的磷

三、磷在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋磷的遷全球磷循環(huán)106全球磷循環(huán)22§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化近岸海水中磷的形態(tài)與分布107§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化近岸海水中磷§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化總的規(guī)律：一般在河口沿岸水體、封閉海區(qū)和上升流區(qū)的磷酸鹽含量較高，而在開闊的大洋表層含量較低。近海水域磷酸鹽含量一般冬季較高，夏季較低。在河口及沿岸淺海區(qū)磷酸鹽的垂直方向上分布比較均勻，而在深海和大洋中，則有明顯分層。108§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化總的規(guī)律：2§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化1.水平分布大洋海水中無機(jī)磷酸鹽的濃度一般不超過0.5-1.0mol/dm3；在熱帶海洋表層水中，生物生產(chǎn)力大，磷的濃度較低，通常在0.1-0.2mol/dm3；在太平洋、大西洋和印度洋的南部，磷酸鹽的分布及含量大致相同；大西洋北部磷含量較低，太平洋北部磷含量幾乎是南部海區(qū)的兩倍。磷分布與溶解氧分布呈互補(bǔ)，一般規(guī)律是磷含量高，氧含量低。109§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化1.水§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂直分布大體反映出三大洋水中磷酸鹽含量分布變化的一般規(guī)律。110§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂直分布三大洋水中磷酸鹽含量分布變化的一般規(guī)律：表層較低：由于生物活動(dòng)吸收磷酸鹽，使磷的含量很低，甚至降到零值。在500-800m深水層內(nèi)，隨深度的增加而迅速增加：含磷顆粒在重力的作用下下沉或被動(dòng)物一直帶到深海，由于細(xì)菌的分解氧化，不斷地把磷酸鹽釋放回海水，從而使磷的含量隨深度的增加而迅速增加，一直達(dá)到最大值(1000m左右)。1000m以下的深層水，隨深度的增加變化很小：在1000m以下的深層水中，磷幾乎都以溶解的磷酸鹽的形式存在。由于垂直渦動(dòng)擴(kuò)散，使來源于不同水層的磷酸鹽濃度趨于均等。111§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化2.垂§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季節(jié)變化英吉利海峽海水磷酸鹽季節(jié)變化112§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季節(jié)變化海水中磷的含量還由于受生物活動(dòng)規(guī)律及其他因素的影響而存在季節(jié)變化。尤其是在溫帶(中緯度)海區(qū)的表層水和近岸淺海中，磷酸鹽的含量分布具有規(guī)律性的季節(jié)變化。夏季：表層海水由于光合作用強(qiáng)烈，生物活動(dòng)旺盛，攝取磷的量多，而從深層水來的磷補(bǔ)給不足，會(huì)使表層水磷的含量降低，以致減為零值。冬季：由于生物死亡，尸骸和排泄物腐解，磷重新釋放返回海水中，同時(shí)由于冬季海水對(duì)流混合劇烈，使底部的磷酸鹽補(bǔ)充到表層，使其含量達(dá)全年最高值。113§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化3.季§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化膠州灣某站海水磷酸鹽季節(jié)變化3.季節(jié)變化114§6-2海洋中的磷

四、磷在海洋中的分布與變化膠州灣某站?！?-3海洋中的氮一、氮在生物體中的作用二、氮在海水中的存在形態(tài)三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)四、氮在海洋中的分布與變化五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系115§6-3海洋中的氮一、氮在生物體中的作用31§6-3海洋中的氮

一、氮在生物體中的作用氮(N)是海洋生物生長的必需營養(yǎng)元素，它是生物體中蛋白質(zhì)、核酸、光合色素等有機(jī)分子的重要組成元素。研究表明，氮是許多海域初級(jí)生產(chǎn)力和碳輸出的主要控制因子，因而與大氣CO2濃度的變化乃至全球氣候變化有密切聯(lián)系。116§6-3海洋中的氮

一、氮在生物體中的作用氮(N)是海洋生§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)Spencer(1975)在ChemicalOceanography(Vol.2)中介紹的海水中氮的6種形態(tài)：元素-氮(N2)、硝酸-氮(NO3-)、亞硝酸-氮(NO2-)、銨-氮(NH4+)、溶解有機(jī)氮(DON)和顆粒氮(PN)。117§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)Spencer§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)海洋中氮的存在形式及其儲(chǔ)量(單位1012g)118§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)海洋中氮的存在§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)價(jià)態(tài)分子式名稱+5NO3-硝酸鹽+4NO2二氧化氮+3NO2-亞硝酸鹽+2NO一氧化氮+1N2O氧化亞氮0N2氮?dú)?1NH2OH羥胺-2N2H4肼（聯(lián)氨）-3NH3氨氣NH4+氨鹽RNH2有機(jī)胺119§6-3海洋中的氮

二、氮在海水中的存在形態(tài)價(jià)態(tài)分子式名稱§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)120§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)36§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋生物活動(dòng)是導(dǎo)致海洋中氮于各種形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的重要影響因素，其中生物固氮作用(①)、氮的同化作用(②)、硝化作用(③)和反硝化作用(⑥)是海洋氮循環(huán)的關(guān)鍵過程。硝酸鹽的還原作用氨化作用121§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋生物活§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)顆粒氮轉(zhuǎn)化為溶解無機(jī)氮的模擬實(shí)驗(yàn)VonBrandandRakestraw(1930)inHarvey(1957)122§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)顆粒氮轉(zhuǎn)化§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋浮游植物對(duì)氮的吸收NO3-、NO2-、NH4+，分子量不大的DON(如尿素、氨基酸等)。生物吸收轉(zhuǎn)化而成的有機(jī)氮經(jīng)排泄或生物體死亡后，被微生物生化分解轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)氮，構(gòu)成氮的循環(huán)。123§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)海洋浮游植§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)硝化作用(nitrification)通常將有機(jī)氮→NH4+→NO2-→NO3-的過程稱作“硝化作用”。

銨的氧化：NH4+被氧化為NO2-的反應(yīng)有3種：光化學(xué)氧化：在UV線照射下，NH4+很快被氧化為NO2-，但是這種作用僅能發(fā)生在海洋表面。化學(xué)氧化作用：主要指由O2進(jìn)行的氧化。細(xì)菌作用下的氧化：硝化細(xì)菌作用下NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-。海水中主要是后兩種作用。124§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)硝化作用(§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)脫氮作用(或稱“反硝化作用”,Denitrification)脫氮作用是使NO3-消失的作用。在缺氧海水中，由于微生物作用，NO3-還原為NO2-，在進(jìn)一步還原為NO3-或N2，使NO3-消失。(CH2O)106(NH3)16H3PO4+84.8HNO3→106CO2+42.4N2+148.4H2O+16NH3+H3PO4

此過程中的NH3還能被HNO3氧化為N2：5NH3+3HNO3→4N2+9H2O125§6-3海洋中的氮

三、氮在海水中相互轉(zhuǎn)化和循環(huán)脫氮作用(§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化1.海水中無機(jī)氮的含量：NO3--N：0.1-43mol/dm3NO2--N：0.1-3.5mol/dm3NH4+-N：0.35-3.5mol/dm3在海水中NO3--N的含量比NO2-N，NH4+-N高得多。在大洋深層水，幾乎所有的無機(jī)氮都以硝酸鹽的形式存在，它的分布一般與磷酸鹽的分布趨勢(shì)相似。海水一類標(biāo)準(zhǔn)中無機(jī)氮的含量≤0.2mg/L。126§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化1.海水中12743§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化2.含量分布的一般規(guī)律：①隨著緯度的增加而增加；②隨著深度的增加而增加；③在印度洋、太平洋的含量大于大西洋的含量；④近岸淺海海域的含量一般比大洋水的含量高。128§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化2.含量分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分布全球海洋表層水中NO3-的空間分布一般大洋水中硝酸鹽的含量隨著緯度的增加而增加。129§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分布在同一緯度上，由于生物活動(dòng)和水文條件不同而有很大的差異。下圖是大西洋一個(gè)南北斷面上硝酸鹽的分布，南大西洋海水中硝酸鹽含量很高，北大西洋硝酸鹽的含量約為南大西洋的一半。130§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分布全球海洋4000m深度硝酸鹽的空間分布特征131§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化3.水平分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分布一般大洋海水中硝酸鹽的含量，在垂直分布上是隨著深度的增加而增加，在深層水中，由于氮化合物不斷氧化的結(jié)果，積存著相當(dāng)豐富的硝酸鹽。銨鹽在真光層中為植物所利用，但在深層中則受細(xì)菌作用，硝化而生成亞硝酸鹽以至硝酸鹽。因此，在大洋的真光層以下的海水中，銨鹽和亞硝酸鹽的含量通常甚微，而且后者的含量低于前者，它們的最大值常出現(xiàn)在溫度躍層內(nèi)或其上方水層之中。132§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分布大洋真光層以下NO2-和NH4+含量通常甚微，最大值常出現(xiàn)在溫躍層或其上方水層。印度洋>太平洋>大西洋133§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化4.垂直分§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化5.季節(jié)變化1931年英吉利海峽無機(jī)氮形態(tài)的季節(jié)變化(Cooper,1933)暖季：當(dāng)生物生長繁殖旺盛的，3種無機(jī)氮含量下降達(dá)到最低值，這種趨勢(shì)在表層水更為明顯。冬季：由于生物尸骸的氧化分解和海水劇烈的上、下對(duì)流，使得3種氮含量回升達(dá)到最高值，且NH4+-N和NO2--N先于NO3--N回升。134§6-3海洋中的氮

四、氮在海洋中的分布與變化5.季節(jié)變§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生物元素組成與需求比(Redfieldetal.,1963)海洋浮游生物主要元素組成(Redfield,1934;Flemming,1940)CNP浮游動(dòng)物10316.51浮游植物10815.51平均106161因此海洋浮游生物(有機(jī)物)的平均組成表示為(CH2O)106(NH3)16H3PO4，分子量3553.3g/mol135§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生物元素組成與需求比(Redfieldetal.,1963)浮游植物光合作用對(duì)P、N、C、O2的需求比為1:16:106:-138(Redfield比值；Redfieldetal.,1963)106CO2+122H2O+16NH3+H3PO4

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2

若考慮光合作用中對(duì)NH3的優(yōu)先吸收，則為106CO2+106H2O+16NH3+H3PO4→(CH2O)106(NH3)16H3PO4+106O2觀測(cè)表明，浮游植物生長時(shí)從海水中吸收氮和磷的比值大約為16。136§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海洋浮游生§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值137§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值138§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系139§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系55§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值近岸海水中NO3-與PO43-的比值差異較大，且有季節(jié)變化。如英吉利海峽冬季為10.5，夏季為19。再如NarragamsettBay于1977-1982六年間月平均值：140§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值141§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解無機(jī)氮磷比值142§6-3海洋中的氮

五、海洋中氮磷的化學(xué)計(jì)量關(guān)系海水中溶解§6-4海洋中的硅一、硅在生物體中的作用二、硅在海水中的存在形態(tài)三、硅在海水中的分布與變化四、硅在海洋中的循環(huán)143§6-4海洋中的硅一、硅在生物體中的作用59§6-4海洋中的硅

一、硅在生物體中的作用硅是整個(gè)地球克拉克值位第3的，地殼中豐度位第2的元素，占地殼物質(zhì)的28%。硅是海洋與陸地大量生物生長所必需的營養(yǎng)鹽；硅是某些高等動(dòng)物和人體骨骼物質(zhì)的構(gòu)成組分；對(duì)許多植物而言，硅起著關(guān)鍵的支撐作用，如水稻、竹子等；是硅藻的主要組成元素之一。如海洋中的硅酸鹽濃度降低的話，海洋的生產(chǎn)力有可能維持同樣的水平，但硅藻和放射蟲將減少，使浮游生物的種類結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化，進(jìn)而影響海洋中的碳輸送。144§6-4海洋中的硅

一、硅在生物體中的作用硅是整個(gè)地球克拉§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)1.海水中硅的形態(tài)區(qū)分145§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)1.海水§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)海水中硅的存在形態(tài)有：可溶性的硅酸鹽、膠體狀的硅化合物、懸浮態(tài)硅和作為海洋生物組織硅等；并以可溶性硅酸鹽和懸浮二氧化硅兩種為主；硅酸[H4SiO4或Si(OH)4]是弱酸，在水中存在如下平衡： H4SiO4H3SiO4-+H+

H3SiO4-

H2SiO42-+H+在pH值為7.7~8.3的海水中，只有約5%的溶解硅以離子形態(tài)H3SiO4-存在，大部分以H4SiO4形態(tài)存在。146§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)海水中硅的存在§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)活性硅酸鹽：指可通過濾膜孔徑為0.1-0.5m的硝化纖維膜、并且可用硅鉬黃絡(luò)合比色法測(cè)定的低聚合度的溶解硅酸和單分子硅酸。硅酸在海水中的溶解度：25℃時(shí)純水中SiO2的溶解度為180mol/dm3，0℃時(shí)為79mol/dm3。天然海水中硅酸鹽處于不飽和狀態(tài)，在海水中不可能出現(xiàn)SiO2自行沉淀析出現(xiàn)象，而只能是繼續(xù)溶解。147§6-4海洋中的硅

二、硅在海水中的存在形態(tài)活性硅酸鹽：指§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化海洋中可溶性硅的平均濃度為36mol/dm3，在大洋深水中可達(dá)100-200mol/dm3。硅在海洋中的含量分布規(guī)律與氮、磷元素相似，海洋中硅酸鹽含量隨著海區(qū)的季節(jié)的不同而變化。但硅是海洋中濃度變化最大的元素，無論是豐度還是濃度，變化幅度都比N，P元素來得大。因此，它在海水中的分布規(guī)律有它的特別之處。海水中的硅主要來源于河流輸入，平均約3×108噸SiO2/年。148§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化海洋中可溶性§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化1.水平分布大洋表層水中，因有硅藻等浮游植物的生長繁殖，硅酸鹽被消耗而使硅的含量大為降低。大洋深水中硅含量由大陸徑流量最大的大西洋朝著大陸徑流量最小的太平洋的方向顯著增加[類似于其他生源要素(硝酸鹽和磷酸鹽等)]。表層水中溶解態(tài)硅的分布顯示其在極地與亞極地海域具有較高的濃度。沿岸水體由于得到河流的輸送，其硅酸鹽濃度一般高于開闊大洋。149§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化1.水平分硅的水平分布150硅的水平分布66§6-4海洋中的硅

三、硅在海水中的分布與變化2.垂直分布海水中硅的垂直分布與硝酸鹽和磷酸鹽不同。溶解態(tài)硅酸鹽分布特點(diǎn)：硅的濃度隨深度增加而增加，介于0~200M之間。中間水層硅的含量沒有最大層。