铁假说和HNLC海区的现场铁加富实验

2 0世纪 90年代 ,JohnMartin提出的“铁假说 (ironhypothesis)”和以此为中心的海洋铁加富实验 (ironenrichments)成为海洋科学领域最受瞩目的事件。“铁假说”的主要内容是 :铁限制了HNLC海区中浮游生物的生产力 ,并进而影响了CO2 由海洋上层向深层的输出 ;如果在HNLC海区加入铁 ,就可以促进浮游植物的生长 ,消耗掉过剩的N、P营养盐 ,加速C从海洋表层向深层输出 ,最终降低大气中CO2 含量 ,缓解温室效应。在赤道太平洋和南大洋进行的现场加富实验证明 ,加入铁以后 ,这些海区的浮游植物生物量增加 ,N、P等营养盐被消耗。但是 ,这些实验并没有降低大气中CO2 含量。铁假说只被证实了一半。

HNLC海区间现场加铁实验的比较

综述了在赤道太平洋、南大洋和亚北极太平洋3个典型的高硝酸盐、低叶绿素a(high-nitrateandlow-chlorophylla,HNLC)海区不同研究小组现场加铁实验的结果,并阐述了铁限制与光限制、硅限制以及浮游动物摄食等其它限制因素之间的关系。加铁后,各海区的浮游植物生物量都增加了,但不同海区的浮游植物生物量、种群结构、颗粒有机碳通量等方面却有不同的响应,因而通过对大洋施铁以缓解大气中CO2增加的设想的可行性还需作进一步验证。

海洋浮游植物铁限制的研究进展

介绍了海洋铁限制的研究进展和它对全球气候的影响。铁对海洋浮游植物的生长有着重要的作用。在高营养盐低叶绿素（HNLC）区域，铁是藻类生长的限制因子。海洋施铁对降低温室效应有着很好的前景。铁也是近岸赤潮发生的激发因子之一。

白令海盆氮吸收速率的同位素示踪

于白令海中心海盆与陆坡区采集了四个站位真光层以浅的垂直水样,利用15N示踪法确定了研究海域NO3-和NH4+的吸收速率.结果表明,真光层中NO3-和NH4+绝对吸收速率的积分平均值分别为1.3和4.5mmol.m-2.d-1,中心海盆区的数值低于陆坡区.氨盐的绝对吸收速率、比吸收速率均较硝酸盐的相应值来得高,表明氨盐是研究海域浮游植物优先利用的氮营养盐,研究海域低的f比值(≤0.3)、NO3-和NH4+的相对优先指数数值(RPINO3<1,RPINH4>1)进一步证实了上述论断.将研究海域表层水营养盐、Chl.a,PON含量、氮的比吸收速率、绝对吸收速率与沿岸上升流、HNLC海域进行比较后发现,白令海中心海盆是一个高营养盐、低生物量、低新生产力、低f比值的海域,它与白令海陆架区以及其他上升流海域具有明显不同的生态特征,白令海中心海盆应属HNLC海域.

铁对海洋初级生产力的影响

铁是植物生命活动必需的一种微量元素。铁在海洋中的分布很不均匀,在HNLC(高营养盐低叶绿素)海区,铁是影响海洋初级生产力的一个限制因子。Martin在20世纪90年代提出了“铁假说”:在HNLC海区加入铁,可以促进浮游植物生长,加速C从海洋表层向深层输出,最终降低大气中CO2含量,缓解温室效应。在赤道太平洋和南大洋进行的现场加富实验证明:加入铁以后,这些海区的浮游植物生物量增加,N和P等营养盐被消耗。