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海洋新生產(chǎn)力(I'N示蹤法)測定

方法原理

海洋真光層(即光合作用層)生態(tài)系統(tǒng)中的氮營養(yǎng)鹽可根據(jù)其來源劃分為內(nèi)源(如NH-N. Urea-N)和外源(如NO3-N、N2-N)兩部分,由外源氮構(gòu)成的初級生產(chǎn)力為新生產(chǎn)力,內(nèi)源氮構(gòu)成的初級生產(chǎn)力為再生生產(chǎn)力。因此通過"N同位素標記外源氮和內(nèi)源氮,并測定它們的吸收率即可測算新生產(chǎn)力

和再生生產(chǎn)力。由于NO3-N和NH-N分別是最主要的外源氮和內(nèi)源氮,通常只測NO3-N和NH-N的吸收率。(注意新生產(chǎn)力概念在近海的局限性:當有NH-N等還原態(tài)氮來自系統(tǒng)外部時，由該法測得的新生產(chǎn)力有負誤差)。

主要儀器設(shè)備

質(zhì)譜儀、消解設(shè)備:

常規(guī)消煮爐。

試劑

a) 示蹤劑:豐度為95%~99%原子的K'NO3、I°NH,Cl或(5NH)2SO4;

b) 氧化劑:AR級濃H2SO;

c) 增溫劑:AR級K2SO;

d) 催化劑:AR級CuSO, ,Se;

e) 加速劑:按K2SO, : CuSO, : Se=200: 20: 1比例配成;

f) 擴散劑:AR級NaOH(10 mol/dm3 );

g)吸收劑:GR 級HCl(O. 6mol/dm')。

現(xiàn)場實驗

采樣與培養(yǎng).

a) 采樣方法、水層深度與“'C法測定初級生產(chǎn)力”相一致。若考慮大型浮游動物的干擾,可將現(xiàn)場水樣用200um篩絹過濾以除之;

b)實驗采用酸洗的聚碳酸酯(polycarbonate)瓶。酸洗可采用無金屬硝酸清洗法,使用該方法應(yīng)非常小心，需多次的蒸餾水沖洗,確保無滯留的NO3-N污染。為避免氮污染,也可用來代替硝酸。

c)取500cm°~1000cm’海水用于現(xiàn)場培養(yǎng)實驗(在條件允許的情況下培養(yǎng)體積盡量大一些以減少誤差)。如果采取甲板流水控溫模擬現(xiàn)場培養(yǎng),應(yīng)用不同透光率的遮光物來模擬各采樣深度的現(xiàn)場光強度。對于深層樣品,特別是溫躍層內(nèi)或溫躍層下方水樣的培養(yǎng),另外采用控溫處理是必要的。

示蹤添加劑

I'NO3-N和I'NH,-N的添加量應(yīng)不多于所測現(xiàn)場氮濃度的10%,對于現(xiàn)場氮濃度低于檢測限的情況，視營養(yǎng)鹽分析方法的檢測下限添加。

培養(yǎng)時間

培養(yǎng)時間一般為4h。實驗最少--天進行兩次,白天一次,夜里一次。因為浮游植物氮吸收并非依賴于光，且浮游細菌也能利用--部分NH4-N和NO3-N。

樣品過濾與保存

培育完畢后,水樣在負壓<0.03 MPa條件下過濾到經(jīng)450C~500C下灼燒5 h~6 h的玻璃纖維濾膜上,并用過濾海水清洗濾膜,除去濾膜孔隙中滯留的溶解態(tài)"N。待海水剛剛濾完時立即停止負壓，小心取下濾膜立即進行干燥或于一20C下密閉貯存。

同位素分析

離子質(zhì)譜法

樣品經(jīng)以下步驟處理:

a)     消解:采用Kjeldahl法消解膜樣品,將有機氮轉(zhuǎn)化為NHT態(tài)氮;

b) NHt的擴散吸收:將消解液定容,取適量于小型Conway皿之外槽,將盛有300 mm3 ~400mm3的吸收劑的小表面皿置于Conway皿之中心。在消解液中加人8cm°~10cm’擴散劑,混勻后在40C下擴散吸收12 h;

c) I'N豐度測定:經(jīng)擴散吸收提純的樣品,再經(jīng)低溫風干濃縮至15 mm°~25 mm3 ,取1 mm' ~2 mm°于樣品靶上,低溫風干后進樣測定"N豐度;

d) 實驗水樣中的"NH,-N豐度,可直接經(jīng)擴散吸收后測定,NH,-N濃度、顆粒有機氮(PON)濃度可由同位素稀釋法同時測得。

氣體質(zhì)譜法

將膜樣品直接經(jīng)Dumas法燃燒,將PON全部轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2,測定N2中I'N同位素豐度。

填寫表。

資料整理

海水浮游植物色素的測定

萃取熒光法(葉綠素a)的資料整理

葉綠素 a和初級生產(chǎn)力的粒度分級測定的資料整理

葉綠素a的粒度分級測定的資料整理

a)分別計算出不同粒級(Micro~、Nano~和Pico-)浮游植物葉綠素a的含量和直接用玻璃纖維濾膜過濾的浮游植物葉綠素a的總量。

b) 水體中葉綠素a含量應(yīng)為三個粒級葉綠素a之和:即Chl a= Micro~ +Nano~ +Pico~ ,這一計算結(jié)果與直接用玻璃纖維濾膜抽濾的結(jié)果應(yīng)十分接近,若二者相差較大,水體中葉綠素a的含量則取二者的平均值。

b)    各不同粒級葉綠素 a所占百分比的計算可根據(jù)各粒級葉綠素a的含量與各粒級葉綠素a之和的比，即為該粒級葉綠素a與葉綠素a總量的百分比。

初級生產(chǎn)力粒度分級測定的資料整理

不同光學(xué)深度上初級生產(chǎn)力總值的獲取

a)三種粒級浮游植物的初級生產(chǎn)力之和;

b)直接用0.65μm濾膜抽濾的測量結(jié)果;

a)和b)所獲得量值應(yīng)該十分接近,若二者差異較大,初級生產(chǎn)力的總值取二者的平均值。

不同粒級浮游植物的初級生產(chǎn)力占總生產(chǎn)力的百分比

每一種濾膜上的初級生產(chǎn)力的測定值與三種濾膜的測定值之和的比值。即為該粒級浮游植物初級生產(chǎn)力與總生產(chǎn)力的比值。

新生產(chǎn)力的計算

分別測得新生氮源(NO3 -N)和再生氮源(NH7 -N)的比吸收率V新生和V再生,V新生與(V新生+V再生)之比即為f比,f比與初級生產(chǎn)力之積即為新生產(chǎn)力,新生產(chǎn)力與初級生產(chǎn)力的單位相同。

填寫報表