论文摘要
大气CO2浓度升高，使得溶于海洋的CO2增加，改变表层海洋碳酸系统的平衡，降低海水pH（海水酸化）和CaCOB3B饱和度。这种海洋酸化现象会影响钙化生物的钙化作用以及相关生态过程。颗石藻类作为主要的浮游钙化生物，在海洋碳循环过程中起着重要的作用。为此，本文探讨了CO2浓度升高（海水酸化）对赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的影响，并揭示了其在酸化状态下对阳光紫外辐射（UVR）的生理响应。主要结果如下：通过调整培系统中CO2分压（pCO2为350，780，1460 ppmv），调控培养液中的pH水平分别为8.2，7.9和7.6。在半连续培养过程中，我们检测了海水酸化对颗石藻生长、形态、光合和钙化固碳及其UVR敏感性的影响。在不同pH条件下，该藻的生长速率在0.7-1.1d-1之间变动，经一定时间（8天左右）的适应后，受pH变化的影响不显著(维持在0.9 d-1左右)。海水酸化对光合作用的影响也不显著，然而，其对钙化作用的抑制作用特别明显，使其降低42.3-89.4％。为此，颗石层（钙壳）厚度相应变薄21-33％。在酸化状态下生长的细胞，经受UVR辐射处理时，无论是钙化还是光合固碳速率，UVR导致的抑制作用均明显增大：在pH为8.2时，钙化作用、光合作用受UVR的抑制分别为5％和45％，pH下降到7.6时，抑制率分别增加到了15％和90％。由于UVR对钙化固碳的抑制率偏高，使得无机与有机固碳比值（钙化固碳C/光合固碳P）随酸化急剧降低。酸化状态下UVR导致的较高抑制率，与钙化壳变薄有关；颗石层能使细胞少接受20-25％的UVR。颗石藻的钙化壳（颗石层），起着滤除或减少有害紫外辐射的作用，这对其应付高强度的阳光辐射，减少光抑制非常重要。大气CO2浓度升高导致的海洋酸化，减少颗石藻的钙化量，会使细胞接受UVR的辐射量增加，UVR导致的损伤增大，PIC/POC值降低。为此，与颗石藻类相关的生物地球化学及生态学过程，会受到海洋酸化的影响。