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海洋新生產(chǎn)力(I'N示蹤法)測(cè)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(yíng)養(yǎng)鹽可根據(jù)其來(lái)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(jí)生產(chǎn)力為新生產(chǎn)力,內(nèi)源氮構(gòu)成的初級(jí)生產(chǎn)力為再生生產(chǎn)力。因此通過(guò)"N同位素標(biāo)記外源氮和內(nèi)源氮,并測(cè)定它們的吸收率即可測(cè)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(cè)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(dāng)有NH-N等還原態(tài)氮來(lái)自系統(tǒng)外部時(shí)，由該法測(cè)得的新生產(chǎn)力有負(fù)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(jí)濃H2SO;

c) 增溫劑:AR級(jí)K2SO;

d) 催化劑:AR級(jí)CuSO, ,Se;

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

f) 擴(kuò)散劑:AR級(jí)NaOH(10 mol/dm3 );

g)吸收劑:GR 級(jí)HCl(O. 6mol/dm')。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

采樣與培養(yǎng).

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

b)實(shí)驗(yàn)采用酸洗的聚碳酸酯(polycarbonate)瓶。酸洗可采用無(wú)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(wú)滯留的NO3-N污染。為避免氮污染,也可用來(lái)代替硝酸。

c)取500cm°~1000cm’海水用于現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)(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(chǎng)培養(yǎng),應(yīng)用不同透光率的遮光物來(lái)模擬各采樣深度的現(xiàn)場(chǎng)光強(qiáng)度。對(duì)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)氮濃度的10%,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)氮濃度低于檢測(cè)限的情況，視營(yíng)養(yǎng)鹽分析方法的檢測(cè)下限添加。

培養(yǎng)時(shí)間

培養(yǎng)時(shí)間一般為4h。實(shí)驗(yàn)最少--天進(jìn)行兩次,白天一次,夜里一次。因?yàn)楦∮沃参锏詹⒎且蕾?lài)于光，且浮游細(xì)菌也能利用--部分NH4-N和NO3-N。

樣品過(guò)濾與保存

培育完畢后,水樣在負(fù)壓<0.03 MPa條件下過(guò)濾到經(jīng)450C~500C下灼燒5 h~6 h的玻璃纖維濾膜上,并用過(guò)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(shí)立即停止負(fù)壓，小心取下濾膜立即進(jìn)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(jī)氮轉(zhuǎn)化為NHT態(tài)氮;

b) NHt的擴(kuò)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(kuò)散劑,混勻后在40C下擴(kuò)散吸收12 h;

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

d) 實(shí)驗(yàn)水樣中的"NH,-N豐度,可直接經(jīng)擴(kuò)散吸收后測(cè)定,NH,-N濃度、顆粒有機(jī)氮(PON)濃度可由同位素稀釋法同時(shí)測(cè)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(cè)定N2中I'N同位素豐度。

填寫(xiě)表。

資料整理

海水浮游植物色素的測(cè)定

萃取熒光法(葉綠素a)的資料整理

葉綠素 a和初級(jí)生產(chǎn)力的粒度分級(jí)測(cè)定的資料整理

葉綠素a的粒度分級(jí)測(cè)定的資料整理

a)分別計(jì)算出不同粒級(jí)(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(guò)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(gè)粒級(jí)葉綠素a之和:即Chl a= Micro~ +Nano~ +Pico~ ,這一計(jì)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(jí)葉綠素 a所占百分比的計(jì)算可根據(jù)各粒級(jí)葉綠素a的含量與各粒級(jí)葉綠素a之和的比，即為該粒級(jí)葉綠素a與葉綠素a總量的百分比。

初級(jí)生產(chǎn)力粒度分級(jí)測(cè)定的資料整理

不同光學(xué)深度上初級(jí)生產(chǎn)力總值的獲取

a)三種粒級(jí)浮游植物的初級(jí)生產(chǎn)力之和;

b)直接用0.65μm濾膜抽濾的測(cè)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(jí)生產(chǎn)力的總值取二者的平均值。

不同粒級(jí)浮游植物的初級(jí)生產(chǎn)力占總生產(chǎn)力的百分比

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

新生產(chǎn)力的計(jì)算

分別測(cè)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(jí)生產(chǎn)力之積即為新生產(chǎn)力,新生產(chǎn)力與初級(jí)生產(chǎn)力的單位相同。

填寫(xiě)報(bào)表