升溫與酸化對斜生柵藻防御和競爭的影響.pdf

1、近年來，大氣CO2濃度不斷上升，據(jù)預(yù)測，大氣CO2濃度增加一倍，則全球氣溫也將升高5-6℃，而CO2濃度升高也會引起水體酸化，這對浮游植物的光合和生長均有不同程度的影響。除了富營養(yǎng)化，環(huán)境污染和全球的氣候變化引起的水體酸化和溫度的升高也會影響藻類的生長以及水域生態(tài)系統(tǒng)的平衡。競爭和捕食是群落結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)建動力，常相互作用。浮游藻類作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，其種群變動和群落結(jié)構(gòu)對水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有直接影響。藻類間的競爭作用則是影

2、響優(yōu)勢種形成的重要因素。面對捕食者的牧食，藻類會形成一些反牧食防御策略（如形成群體）來減少損失。環(huán)境條件（如營養(yǎng)鹽、溫度、pH等）對藻類的反牧食防御和競爭結(jié)果具有重要影響。本研究利用斜生柵藻與大型溞和與銅綠微囊藻之間的關(guān)系，來研究溫度升高和水體酸化對藻類防御和競爭的影響，為進(jìn)一步研究升溫和酸化對淡水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響提供參考。基本實驗方案是在斜生柵藻培養(yǎng)中添加大型溞濾液和銅綠微囊藻，改變溫度和pH值，培養(yǎng)一段時間，通過取樣和觀察分析

3、，來確定斜生柵藻誘導(dǎo)型防御和競爭對升溫和酸化的響應(yīng)。主要結(jié)果如下:
　　1、溫度升高和水體酸化對斜生柵藻誘導(dǎo)型防御的影響
　　隨著溫度的升高，未添加大型溞濾液的對照組和添加大型溞濾液的處理組斜生柵藻的種群增長速率明顯加快，種群密度也在增加，在最適溫度(30-35℃)時達(dá)到最大，但是大型溞濾液對種群的增長沒有顯著影響。在15-35℃溫度范圍內(nèi)培養(yǎng)下，每群體細(xì)胞數(shù)整體呈先上升后下降的趨勢。溫度越高，群體形成達(dá)到最大值的時間越短，

4、最大值持續(xù)時間越短，且群體大小下降的也快。在15-30℃培養(yǎng)溫度范圍內(nèi)，光合效率都是隨時間的變化先升高后下降，而在35℃培養(yǎng)下光合作用明顯受到了脅迫。
　　在pH5-9范圍內(nèi)，添加了大型溞濾液的斜生柵藻能生長，并能產(chǎn)生誘導(dǎo)型群體。隨著pH減小，斜生柵藻的種群增長率也明顯降低。斜生柵藻的每群體細(xì)胞數(shù)隨時間的變化，先增加再平穩(wěn)后下降。在pH5培養(yǎng)下，出現(xiàn)最低的每群體細(xì)胞數(shù)，即酸性環(huán)境會抑制斜生柵藻誘導(dǎo)型防御群體的形成。
　　2、

5、溫度升高和水體酸化對斜生柵藻與銅綠微囊藻競爭的影響
　　隨著溫度升高，單獨培養(yǎng)的斜生柵藻種群密度明顯增加，在最適溫度時達(dá)到最大;銅綠微囊藻種群密度在低溫時受到抑制，溫度越高增長越快?；旌吓囵B(yǎng)時，低溫(15℃)下，斜生柵藻處于絕對的優(yōu)勢地位，其生長不受銅綠微囊藻生長的抑制;中高溫(20-30℃)下，通常是斜生柵藻先占優(yōu)勢，隨著培養(yǎng)時間的加長，銅綠微囊藻逐漸超越，最后成為優(yōu)勢種，且兩種藻的生長都會對另一種藻的生長產(chǎn)生一定程度的抑制作用

6、;在高溫(35℃)培養(yǎng)下，銅綠微囊藻一直處于優(yōu)勢地位，抑制了斜生柵藻的生長。且隨著溫度的增加，兩種藻達(dá)到穩(wěn)定期的時間越短，且銅綠微囊藻越早占優(yōu)勢。光合作用方面，銅綠微囊藻的實際光合量子產(chǎn)量ψPSⅡ和最大光合效率ETRmax都是在20℃時最低，25℃最高，而斜生柵藻的ψPSⅡ和ETRmax隨溫度升高而降低。且相對于斜生柵藻和銅綠微囊藻單獨培養(yǎng)，混合培養(yǎng)的光合活性受到了不同程度的抑制。
　　隨著pH的降低，斜生柵藻和銅綠微囊藻的生長和