我國東海赤潮高發(fā)區(qū)休眠期浮游植物的生態(tài)生理學研究.pdf

1、藻類生活史中的休眠階段是對波動變化的生存環(huán)境的一種生存策略，為營養(yǎng)細胞在不良環(huán)境條件下的生存提供了保護。休眠期細胞可以在適宜的條件下萌發(fā)形成營養(yǎng)細胞，為浮游植物群落的發(fā)展提供了一個重要的種源基礎。因此休眠期細胞的萌發(fā)對于浮游植物的群落演替和補充以及在誘發(fā)赤潮發(fā)生過程中起著重要的作用。
　　 長江口鄰近海域是我國重要的漁場和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，同時也是赤潮高發(fā)區(qū)。本論文于2006年4月至5月在該海域進行兩個航次大面站調(diào)查，首次研究了該海域

2、沉積物中休眠期浮游植物的生物多樣性、群落分布、群落結構與環(huán)境因子的關系以及休眠期浮游植物萌發(fā)的生理特性。通過對休眠期浮游植物生態(tài)生理學的研究，為東海赤潮高發(fā)區(qū)浮游植物群落分析和赤潮發(fā)生機制提供了基礎數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。主要研究結果如下：
　　 1．東海赤潮高發(fā)區(qū)沉積物中休眠期浮游植物群落是以硅藻為主導的群落。共鑒定休眠期浮游植物24屬47種和變種，其中硅藻17屬33種，甲藻6屬12種，藍藻1屬2種。中心綱硅藻種類數(shù)為26種，占總種類

3、數(shù)的55.3％。硅藻主要由下列幾個屬組成：海鏈藻屬（Thalassiosira）、角毛藻屬（Chaetoceros）、骨條藻屬（Skeletonema）、圓篩藻屬（Coscinodiscus）；甲藻主要有原多甲藻屬（Protoperidinium）、裸甲藻屬（Gymnodinium）和斯氏藻屬（Scrippsiella）；藍藻有束毛藻屬（Trichodesmium）。從沉積物中培養(yǎng)出的浮游植物種類在該海域浮游植物群落組成中均有出現(xiàn)，但浮

4、游植物群落中一些常見種類在沉積物中卻沒有發(fā)現(xiàn)。
　　 2．從沉積物中培養(yǎng)出來的浮游植物種類中有1/3可以確定其休眠形式，其余尚不清楚其休眠形式。已確定的硅藻種類中大部分可以形成休眠孢子，只有圓海鏈藻（Thalassiosira routula）既可以形成休眠孢子也可以形成休眠細胞。甲藻中鏈狀裸甲藻（Gymnodinium catenatum）、脆片藻（Fragilidium sp.）、斯氏藻（Scrippsiella spp.）

5、和鏈狀亞歷山大藻(Alexandrium catenella)可以形成孢囊。
　　 3．采用最大可能數(shù)法（most probable number method， MPN）檢測東海赤潮高發(fā)區(qū)沉積物中具有萌發(fā)活性的休眠期浮游植物細胞豐度，結果顯示細胞豐度范圍為2.0×103～1.14×106cells·g-1干重，平均為3.24×105cells·g-1干重，這些休眠期細胞為浮游植物群落提供了豐富的種源。受長江徑流、江浙沿岸流以及

6、外海水團多個水系的影響，調(diào)查海區(qū)沉積物中休眠期浮游植物豐度月變化較大，且不同站位休眠期細胞豐度差別很大，斑塊狀分布明顯。休眠期硅藻細胞數(shù)量占絕對優(yōu)勢，平均占休眠期浮游植物總細胞數(shù)量的96.7%。
　　 4．沉積物中骨條藻休眠期細胞豐度平均達2.7×105cells·g-1干重，占沉積物休眠期浮游植物總細胞數(shù)量的83.3%，是沉積物中休眠期浮游植物群落的絕對優(yōu)勢屬，其分布狀況決定了海域休眠期硅藻的平面分布格局，主要種類為瑪氏骨條藻

7、（Skeletonema marinoi）、多恩骨條藻（Skeletonema dohrnii）和敏鹽骨條藻（Skeletonema subsalsum）。次優(yōu)勢屬為角毛藻屬和海鏈藻屬，分別占總細胞數(shù)的13.9%和1.0%，主要種類有旋鏈角毛藻（Chaetoceros curvisetus）、柔弱角毛藻（C. debilis）、棱角海鏈藻（Thalassiosira angulata）和圓海鏈藻。骨條藻、角毛藻和海鏈藻同時也為浮游植物群

8、落的優(yōu)勢種群。沉積物中甲藻休眠期細胞數(shù)量很少，平均在1.0×103cells·g-1干重以下，其中斯氏藻數(shù)量相對較多。
　　 5．應用典范對應分析(CCA)方法分析了各環(huán)境因子對休眠期浮游植物分布的影響以及環(huán)境因子間的相互關系。根據(jù)環(huán)境因子與排序軸的相關系數(shù)，影響東海赤潮高發(fā)區(qū)沉積物中休眠期浮游植物種類分布格局的主要環(huán)境因子依次為磷酸鹽、硝酸鹽、硅酸鹽、鹽度、溫度和溶解氧。環(huán)境因子對不同種類休眠期浮游植物的影響程度不同，影響骨條

9、藻的主要因子依次為磷酸鹽、硅酸鹽和無機氮鹽，影響角毛藻的主要因子為鹽度和溫度，影響海鏈藻、束毛藻和斯氏藻的主要因子為溶解氧。
　　 6．東海赤潮高發(fā)區(qū)沉積物0～14cm深度中存在多種具有萌發(fā)活性的休眠期浮游植物。不同深度中休眠期浮游植物的種類差異不大，硅藻常見屬為角毛藻屬、骨條藻屬和海鏈藻屬；甲藻常見屬為亞歷山大藻屬、裸甲藻屬、斯氏藻屬和脆片藻屬（Fragilidium）。沉積物中多數(shù)種類的存活時間均超過3年，其中可以形成孢子或

10、孢囊的種類占多數(shù)。角毛藻、骨條藻、亞歷山大藻、裸甲藻和斯氏藻的存活時間均超過5年。
　　 7．采用正交實驗方法研究溫度、鹽度和光照三種環(huán)境因子對沉積物中浮游植物休眠期群體萌發(fā)過程的影響。結果表明在溫度10～25℃和鹽度20～35psu的范圍內(nèi)，光照對硅藻休眠期細胞萌發(fā)的影響極為顯著（p＜0.01），對甲藻的影響達到顯著水平(p＜0.05)，而溫度和鹽度對休眠期細胞萌發(fā)影響不顯著。直觀分析結果顯示各因子影響的主次次序為光照＞溫度＞

11、鹽度。
　　 8．硅藻在黑暗中不能萌發(fā)，只有在暴露于一定光照強度時才能萌發(fā)，并且隨著光照強度的增強，萌發(fā)率顯著上升。甲藻中斯氏藻、鏈狀亞歷山大藻(Alexandrium catenella)和脆片藻(Fragilidium sp.)在黑暗中能夠萌發(fā)，但是光照條件下的萌發(fā)率遠高于黑暗條件。
　　 9．不同種類休眠期浮游植物萌發(fā)的最適條件不同。骨條藻在80001ux光照條件下最適宜萌發(fā)；旋鏈角毛藻休眠孢子最適宜萌發(fā)的環(huán)境條件

12、分別為溫度10℃、光照80001ux和鹽度20psu;海鏈藻休眠期細胞萌發(fā)條件分別為25℃、80001ux和20psu;斯氏藻孢囊在溫度15～20℃范圍內(nèi)，萌發(fā)率隨光照強度(0～80001ux)升高而升高；脆片藻孢囊在溫度為15℃、光照80001ux和鹽度為20psu條件下萌發(fā)率最高。溫度是影響鏈狀亞歷山大藻孢囊萌發(fā)的顯著因素，低溫（10℃以下）可以抑制孢囊萌發(fā)，其最適宜萌發(fā)條件為15℃、80001ux和20psu。
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