环境海洋学第3章海洋环境的主要生态过程.pptx

第三章海洋环境的主要生态过程;2;第一节海洋环境的主要化学过程;海水是一种含有多种溶解盐类的水溶液。在海水中，水约占96.5％，其余主要是各种各样的溶解盐类和矿物，还有来自大气中的O2、CO2和N2等溶解气体。世界海洋的平均含盐量约为3.5％。而世界大洋的总盐量约为1.8×1015吨。假若将全球海水里的盐分全部提炼出来，均匀地铺在地球表面上，便会形成厚约40米的盐层。;类别;（二）海水的盐度和氯度

海水盐度是指水中全部溶解的固体与水重量之比，平均为34.6‰，变化范围33‰～40‰，有的超过44‰。（红海：41‰~42‰，个别地方可达270‰，死海：超过300‰）

每千克海水中所含氯的克数，称海水的氯度。标准海水的氯度为19.381‰。

溶解于海水中的化学元素绝大多数是以盐类离子的形式存在的，其中氯化物最多，约占88.6%，其次是硫酸盐，约占10.8%。

1819年Marcet报告了北冰洋、大西洋、地中海、黑海、波罗的海和中国海等14个站点水样的观测结果，发现各大洋和海域的常量成分与氯度的比值“几乎”是保持恒定的，即著名的“Marcet-Dittmar恒比规律”，这对于研究海水浓度具有重要意义。

;第一节海洋环境的主要化学过程; 海水中的N、P和Si是海洋生物繁殖生长不可缺少的化学成分，通常被称为“植物营养盐”(Floralnutrients)、“微量营养盐”(Micronutrients)或“生源要素”。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。由于各类营养元素在海水中含量很低，在海洋表层常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成为海洋初级生产力的限制因素，所以，又称它们为“生物制约元素”(thebiologicallimitingelements)。;一、氮

氮是构成海洋生物体内蛋白质、氨基酸的主要组分。据研究，海水中无机氮化合物会被同化为植物细胞中的氨基酸，此外，近年来的一些研究表明，海洋浮游植物也会直接利用一部分溶解有机氮化合物（DissolvedOrganicNitrogen,DON），但是吸收量甚少。

NH3是水生动物的代谢产物，尤其是浮游动物排泄物中含量很高。NH3含量过高，对鱼贝类生长有抑制作用，严重时可引起鱼类和无脊椎动物中毒死亡。

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▲溶???氮：N2

▲无机氮化合物：NH4+或NH3、NO3-、NO2-

▲有机氮化合物：主要是蛋白质、氨基酸、脲、甲胺等

▲不溶于海水的颗粒态氮：活的生物组织及碎屑物质、粘土矿物吸附的溶解无机氮;11;二、磷

磷酸盐是海洋生物必需的营养盐之一，对脊椎动物，P是构成骨骼的主要成分。

海水中P是海洋初级生产力的控制因素之一。;磷在海水中的存在形态

磷以不同的形态存在于海洋水体、生物体、沉积物和悬浮物中。磷的化合物有多种形态：

◆无机磷酸盐

溶解态无机磷酸盐(DissolvedInorganicPhosphorus,DIP)(主要存在形态)

颗粒态无机磷酸盐(ParticulateInorganicPhosphorus,PIP)

◆有机磷化合物

颗粒有机磷化合物(ParticulateOrganicPhosphorus,POP)

溶解有机磷化合物(DissolvedOrganicPhosphorusDOP);海水中溶解有机磷化合物（DOP）：在真光层（可以发生光合作用）内，DOP含量可能超过DIP。研究发现，某些不稳定的溶解有机磷化合物是海洋循环中十分活跃的组分。; 海洋中颗粒有机磷化合物（POP）：指生物有机体内、有机碎屑中所含的磷。前者主要存在于海洋生物细胞原生质，例如，遗传物质核酸（DNA、RNA）、高能化合物三磷酸腺苷（ATP）、细胞膜的磷脂等。所有生物细胞中都含有机磷化合物，所以，磷是生物生长不可替代的必需元素。在海洋生物体中，C/P原子比为(105～125):1，而陆地植物由于没有含磷的结构部分，C/P原子比高得多，约为800:1。

;三、硅

硅是海洋植物，特别是海洋浮游植物硅藻（Diatom）类生长必需的营养盐，硅藻吸收蛋白石（Opal，SiO2·2H2O）用以构成自身的外壳。含硅海洋生物的残体沉降到海底后，形成硅质软泥，是深海沉积物的主要组分。;海水中硅主要以溶解硅酸盐和悬浮的颗粒二氧化硅两种形式存在。在海水pH为7.7-8.3的条件下，硅酸的解离很小，主要以硅酸分子（SiO2·H2O）的形式存在。此外，还有一部分发生聚合形成多硅酸（xSiO2·yH2O），因为聚合程度不同，所以分散在海水中的多硅酸的颗粒大小不同。通