黄海典型海区浮游植物对磷的生态生理响应

论文摘要

应用群落水平和单细胞水平碱性磷酸酶相结合的分析方法,研究了中国黄海典型海区浮游植物群落和个体的磷胁迫状况,同时在室内开展了黄海代表性浮游植物玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)和旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)在低磷条件下的生理响应以及营养盐吸收动力学和碱性磷酸酶动力学特征,探讨了黄海浮游植物对磷的生态生理响应,初步分析了海区浮游植物群落变动及水华消长与磷胁迫关系,取得了如下主要结果:1.2006年4月和10月,针对黄海冷水团海域开展了两次大面调查,4月黄海冷水团尚未形成,水体层化不明显,海区浮游植物可能处于刚解除磷胁迫状态;10份黄海冷水团主导着海区环境因子的垂直分布,水体层化显著,海区浮游植物的磷胁迫比4月更显著。2006年4月,在34～35°N附近出现高温高盐水和低温低盐水的交汇,浮游植物在该区域的磷胁迫较强:2006年10月,浮游植物在34°N附近以及南部外海的磷胁迫较强。2.针对黄海两条典型断面在四个调查时间(2006年4月和10月,2007年3月8月)内的对比分析发现,在3月、4月和10月,硅藻是调查海区的优势类群,而在8月,海区硅藻优势度下降而甲藻优势度提高。浮游植物的磷胁迫存在明显的时间变动,浮游植物群落水平的磷胁迫呈现8月最强,3月最弱。在海区浮游植物单细胞水平的磷胁迫方面,甲藻比硅藻更容易诱导表达碱性磷酸酶,表明前者更容易受到磷胁迫。综合浮游植物优势类群和代表种的标记情况,发现黄海表层浮游植物单细胞水平的磷胁迫在8月最强,而在4月最弱。不同浮游植物诱导表达碱性磷酸酶的特性有差异,其磷胁迫水平也存在种间差异。由于黄海冷水团是季节性水团,孕育于春季,繁盛于夏季,衰退于秋季,冬季完全消失,黄海冷水团的生消对于黄海的环境因子和理化因子的分布都有明显的影响,从而影响浮游植物的磷胁迫水平以及浮游植物群落的变动。3.2007年4月,黄海水华专题调查发现黄海春季水华是以骨条藻和海链藻为优势的硅藻水华,而非水华区的优势种则是角毛藻和海链藻。优势种的单细胞荧光标记比例较低,且均以弱荧光为主。整个调查海区浮游植物的磷胁迫程度比2006年4月更轻。在循环观测站,发现真光层中、底部的浮游植物先于表层显示出磷胁迫,在时间序列站,群落水平APA随时间逐渐升高,表明在调查时间内,浮游植物的磷胁迫伴随水华的演替逐渐加强。4.黄海两种代表性硅藻室内生理实验结果表明:两种硅藻对环境中磷的变化具有不同的响应策略:在环境中无机磷源丰富时,玛氏骨条藻快速摄取无机磷源并储存于细胞内的能力较强,玛氏骨条藻比旋链角毛藻更快速地利用环境中的无机磷源以利生长,而旋链角毛藻比玛氏骨条藻更多地利用细胞内颗粒磷去维持生命活性,该策略可使玛氏骨条藻在种间竞争中取得优势;在贫磷条件下,玛氏骨条藻又可凭借其较小个体和较强的耐受低磷的能力在无机磷源的竞争中取得优势:在无机磷源匮乏但有机磷源丰富的环境中,旋链角毛藻有可能在二者的磷营养竞争中取得优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 海洋中磷的分布、作用以及碱性磷酸酶的作用
• 第二节 浮游植物的磷生态生理学研究进展
• 第三节 本研究的目的和意义
• 第二章 黄海典型海区浮游植物对磷的生态响应
• 第一节 引言
• 第二节 材料与方法
• 第三节 黄海冷水团海域浮游植物对磷的生态响应
• 第四节 黄海典型断面浮游植物对磷的生态响应
• 第五节 黄海春季水华发生区浮游植物的磷胁迫
• 第六节 本章小结
• 第三章 黄海代表性浮游植物的磷胁迫生理研究
• 第一节 材料与方法
• 第二节 结果与讨论
• 第三节 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢