海洋酸化及UV輻射對(duì)硅藻光合作用影響的研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來大氣 CO2濃度日益增加,預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末加倍。增長的大氣 CO2及海水表面 pCO2的升高,使得海水的碳酸鹽系統(tǒng)及相關(guān)化學(xué)過程發(fā)生改變,導(dǎo)致 pH降低HCO3-濃度增加,產(chǎn)生海洋酸化。海水酸化將會(huì)直接或間接地影響浮游植物的光合過程。海洋硅藻在海洋CO2生物泵中起著重要的作用,其光合產(chǎn)量達(dá)到海洋初級(jí)生產(chǎn)力的40％以上,其生理學(xué)過程如何響應(yīng)酸化的問題還知之甚少。與此同時(shí),其他環(huán)境因子,如陽光UV輻射,營養(yǎng)鹽變化等都會(huì)對(duì)硅藻的光

2、合生理產(chǎn)生影響,這些因子的耦合效應(yīng)將會(huì)對(duì)硅藻產(chǎn)生怎樣的影響,迄今,還尚未得到充分的認(rèn)識(shí)。本文通過CO2加富調(diào)控海水碳酸鹽系統(tǒng),模擬本世紀(jì)末海洋酸化狀態(tài)(pCO2:800ppmv),對(duì)幾種海洋硅藻,中肋骨條藻(Skeletonema costatum),威氏海鏈藻(Thalassiosira weissflogii)和假微型海鏈藻(Thalassiosira pseudonana),進(jìn)行了研究,主要結(jié)果如下:
　　1.中肋骨條藻和威

3、氏海鏈藻,適應(yīng)酸化后(>25代),比生長速率均分別下降了21%和19.4%。酸化條件下,未檢測到胞外碳酸酐酶活性,而胞內(nèi)碳酸酐酶活性分別降低54.8%和31.3%。適應(yīng)酸化的兩種硅藻細(xì)胞,其最大光合作用速率降低,光合作用對(duì)CO2的親和力明顯下降,其無機(jī)碳濃縮機(jī)制(CCM)被下調(diào)。
　　2.高的可見光和陽光 UV輻射均導(dǎo)致威氏海鏈藻和假微型海鏈藻產(chǎn)生光抑制,酸化條件下,兩種硅藻受抑制程度更為嚴(yán)重。假微型海鏈藻對(duì)光抑制更為敏感。酸化和

4、非酸化條件下,D1蛋白的從頭合成在抵抗光抑制過程中都具有重要的作用。酸化條件下,威氏海鏈藻的最大電子傳遞速率rETRmax,光能利用率α及光飽和點(diǎn)Ik均降低, UV輻射的耦合效應(yīng)使得這些光合參數(shù)進(jìn)一步下降,而假微型海鏈藻的最大電子傳遞速率rETRmax,光能利用率α及光飽和點(diǎn)Ik均升高。
　　3.無論 P元素限制還是充足情況下,酸化條件下,假微型海鏈藻具有較高的最大光合放氧速率,且光飽和點(diǎn) Ik升高。適應(yīng)酸化的中肋骨條藻和威氏海鏈