海洋环境中铁的来源、微生物作用过程及生态效应

摘  要：铁在海洋环境中一直以微量元素的形式出现，并且有着调节海洋初级生产力的巨大作用。虽然以前没有过于先进的技术去进行这方面的研究，但是在当下这个科技发展蓬勃的年代，人们可以对所有未知的领域进行探索，去掌握更多的知识内容。本篇文章会对铁在海洋中存在的形式做进一步分析，阐明海洋中铁的微生物作用及生态效应。

关键词：海洋环境;铁的来源;微生物作用

引言：

铁是地球上生物生长的必需元素之一，在海洋中也会起到这样的作用，甚至可以限制浮游植物初级生产力，虽然这一观点在很久之前就被搁置，但近些年又重新被提出，人们也开始重视对海洋环境中铁元素的研究。铁在海洋中的分布，其实具有空间异性质，不过对于海洋生物来说，铁元素确实是一种稀缺资源，所以人们对于海洋中的铁元素进行研究深入，也会给带海洋环境带来非常大的影响力。

一、海洋环境中铁的存在形式

1.海洋中铁的形态

在世界众多的海洋当中，都有铁缺乏的情况出现，而且因为海洋中铁的颗粒活性，生物可以利用的铁浓度非常低，另外铁元素存在的形态，会对生物的可利用性造成比较大的影响尤其是海洋中浮游植物的生长。在以往对海洋中的铁进行化学形态分类后，一般可分为溶解态、颗粒态两种，但实际上这两种分类并不够细微，因为所有的溶解态铁元素，当中其实是有一部分以胶体形态而存在，这种形态的铁被归类到溶解态当中是不够科学的，所以当下海洋中铁的存在形态，应该包括胶体分为三大类。

2.海洋中铁的来源

海洋中的铁元素，对于海洋生物来说，确实是一种比较稀缺的资源，因为它的作用以及影响非常大，所以人们开始对于多种形态下铁的来源进行研究。透光层中的铁元素来源有很多种，比如海洋中的溶解铁就是来自于，大气气溶胶干与湿的沉降、海洋底层积物转化、以及表层水体生物细胞中的铁元素，随着生物循环重新进入到了海洋环境中，这些都是溶解铁的来源。其他类型的铁元素，比如颗粒铁都是来源于河流输入、沉积物再悬浮等因素，而胶体铁的来源是通过海洋环境中其他类型的铁元素，经过某些作用转化成的，所以才有了这种胶体铁元素的存在。

3.海洋中铁的沉降

多种形态的铁元素，在海洋中也有着不同的作用，不过因为铁元素属于颗粒活性金属，所以在海洋环境中存在的时间比较短。那么能够导致铁元素出现沉降的原因还是比较多的，比如吸附和沉淀作用、跟随生物颗粒的沉降而出现沉降现象、还有生物吸收、无机/有机胶体的聚集等等，就拿海洋中较为常见的溶解态铁元素来说，可以通过被吸附在这些无机颗粒的表面上，最后从海洋环境中迁移到了沉淀中，其次溶解态的铁元素也可以被浮游植物直接吸收，然后因为浮游植物活体细胞而引发沉降，最终转移出表层海洋。

二、海洋中铁的微生物过程及生态效应

1.微生物介导的铁循环过程

在庞大的海洋环境中，铁元素的循环过程跟微生物有着密不可分的关系，因为海洋中大部分的微生物都需要铁配额，让生物铁包含在细菌当中。另外再海洋环境中的原核生物，要比真核藻类需要更多的铁配额，而细菌需要高铁配额一般是与自身的生理需求有关系，比如自养的光和细菌在光和作用当中，需要一定的铁元素参与，异样细菌则在电子传递链中，同样需要大量的铁元素，当作氧化还原催化剂使用，除了这些生理需求外，铁载体也是保持细菌需要大量铁配额的重要因素。

2.微生物介导的铁还原过程

海洋中的铁元素还原过程是非常复杂的，并且还原方式并不局限于一种，包括胶体铁元素在内的还原、生物还原以及有机配体还原等，具有一定的多样性。在海洋环境中各类铁元素是以无机态或绑定有机配体等方法存在，其中绑定有机配体是最为主要的因素，而这两种方式都可以通过光照条件，或者生物作用下进行还原，有机态形式存在的铁，也可以通过异化铁还原菌氧化有机以及无机物来进行，其次各类型的铁元素还原过程，会引发有机配体解离性还原，以及非解离性的还原。

3.海洋环境中铁的生态效应

铁元素在海洋中，确实扮演者非常重要的角色，也與海洋中的各种生物有着非常密切的联系，因为铁元素在海洋环境中，属于一种限制性因子，那么它除了自身属性外，还会表现在与其他元素的耦合关系上。在很久以前大西洋海域的研究中发现，铁元素会影响固氮生物的生长，如果海洋中的铁浓度较低，那么固氮生物就会出现生长受限的情况，不管是在低纬度海域，或者是高纬度海域，铁元素的存在确实有助于维持海洋固氮存量，在海洋的生态效应中起到重要的作用。

结束语

随着时代不断的进步，才有了那么多先进的科研技术，人们也因此可以探索更多领域的知识，很早之前人们对于海洋环境中铁的存在形式并不了解，但现在凭借那些技术上的研究，已经取得非常大的进展，不管是海洋中铁的来源，还是海洋中铁的分布，都有详细的了解，不过想要继续研究分析铁在海洋中的作用，还是得加强生物检测以及扩大研究范围，这样才能保证获得更深入的研究成果。

参考文献

[1]  孙承君，蒋凤华，李景喜，郑立.海洋中微塑料的来源、分布及生态环境影响研究进展[J].海洋科学进展，2016，34（04）：449-461.

[2]  陈成龙. 三株不同海洋环境来源微生物胞外多糖的结构研究[D].中国海洋大学，2015.

[3]  徐兆凯，李安春，蒋富清.大洋铁锰结壳成矿环境研究进展[J].海洋科学集刊，2006（00）：73-82.

[4]  徐兆凯，李安春，蒋富清.大洋铁锰结壳成矿环境研究进展[J].海洋科学集刊，2006（00）：73-82.

作者简介：王志红（1966年7月—）女，汉族，山东省潍坊市，理学学士，山东畜牧兽医职业学院副教授。研究方向：生物化学，化学。