光照和N、P營養(yǎng)鹽的共同作用對長江口浮游植物生長的影響

1、光照和N、P營養(yǎng)鹽的共同作用對長江口浮游植物生長的影響【摘要】：探討環(huán)境因子對浮游植物生長影響的研究目前有很多,但比較缺乏對微微型浮游植物以及異養(yǎng)細菌生長影響的內(nèi)容,尤其是將光照和營養(yǎng)鹽結(jié)合起來的研究并不多見,并且,以往自然光照和營養(yǎng)鹽對藻類的影響也多是通過調(diào)查自然海區(qū)浮游藻類生物的分布或者模型計算來得出結(jié)論的,缺少現(xiàn)場生理生態(tài)的培養(yǎng)實驗分析。作者在20052007年的夏秋兩季,通過現(xiàn)場調(diào)查以及在水體中添加不同量的氮、磷營養(yǎng)鹽并改變光照強度的條件下進行的現(xiàn)場受控培養(yǎng)實驗,對光照和營養(yǎng)鹽耦合作用下的浮游植物葉綠素濃度生長、營養(yǎng)鹽吸收、微微型浮游植物和異養(yǎng)細菌生物量變化以及pH值變化進行了初步的研

2、究,結(jié)果表明:1夏季長江入?？谔幦~綠素濃度一般都2g/l,其高值區(qū)位于122-123°E間的南北兩個舌狀海域,葉綠素可達到11.9g/l;秋季由于水溫和太陽光照強度的限制,葉綠素濃度遠岸同近岸都普遍較低,一般都低于一般都小于2g/L。2.夏季長江口采水A站位,高光照下加磷可以較為明顯地促進浮游植物吸收磷酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽和硅酸鹽,加入硝酸鹽后,則抑制了浮游植物對營養(yǎng)鹽的吸收以及葉綠素濃度和pH值的增加;與夏季不同的是,秋季A站位在高低光照培養(yǎng)下,浮游植物增長有一個很長的延緩期,隨后才進入指數(shù)增長期,其營養(yǎng)吸收變化也是如此。夏季B站位浮游植物存在著明顯的磷缺乏,加磷后的促進作用更加

3、明顯?？偟膩碚f,浮游植物對氮的吸收,首先利用的是硝酸氮和亞硝氮,而不是氨氮,夏季浮游植物生長多是磷限制,不存在氮限制,且其藻類生長的磷限制主要是因為藻類自身大量消耗磷酸鹽造成的,而秋季營養(yǎng)鹽限制不明顯,主要受到光限制或水溫限制。3.低光照可延緩浮游植物對營養(yǎng)鹽的吸收以及葉綠素濃度和pH值的增長,但夏季微微型浮游植物的生長在低光照下并未延緩,且其峰值明顯低于高光照,秋季微微型浮游植物在低光照下達到的生長峰值則是較為接近或略高于高光照。夏季A、B站位中的浮游藻類和異養(yǎng)細菌之間存在著某種競爭關(guān)系,秋季A站位異養(yǎng)細菌的生長同藻類表現(xiàn)出的更是一種互相促進性。4.無光照下,夏季A和B站位的磷酸鹽和氨鹽都是

4、呈釋放狀態(tài)的,且A站位在無光下亞硝酸鹽也呈增加趨勢,釋放的磷酸鹽、氨鹽和亞硝酸鹽濃度與培養(yǎng)時間有著明顯的線性相關(guān),秋季A站位氨鹽沒有很明顯地增加;無光狀態(tài)下,夏季浮游植物和異養(yǎng)細菌都呈衰亡狀態(tài),浮游植物葉綠素濃度以及微微型浮游植物細胞密度與培養(yǎng)時間有著很強的指數(shù)回歸性,磷或氮的添加對營養(yǎng)鹽的釋放和浮游植物的衰亡無大的影響,因此,光對浮游植物生長是起首要作用的,只要在保證充足的光照下,氮或磷的添加才會促進浮游藻類增長;秋季異養(yǎng)細菌在無光下的生長依然是呈增長趨勢的,但增長幅度明顯小于有光照條件下。5.夏秋季A站位在培養(yǎng)初期時,Nano+Micro的碳貢獻率分別為20%,45%,當(dāng)浮游植物葉綠素濃度

5、達到峰值時,無論高光照還是低光照,其碳貢獻率都可增加到90%以上,而在培養(yǎng)結(jié)束時,夏季Nano+Micro對碳的貢獻率雖然依舊是最大的,但這種主導(dǎo)優(yōu)勢不如在葉綠素濃度峰值時刻,無光照下培養(yǎng)末期夏秋季Bact的碳貢獻率都是最大的。夏季B采水站位在培養(yǎng)初期時,Bact、Euk和Nano+Micro三類浮游生物對碳的貢獻率大概都約為30%,葉綠素濃度峰值時,加磷組中Nano+Micro和Euk在高光照下的碳貢獻率都是有所增加的,加氮組由于葉綠素濃度一直呈衰減趨勢,其第一天也就是葉綠素濃度峰值時刻,因此加氮各組中浮游生物的碳貢獻率相似,而低光照下,Nano+Micro對碳的貢獻率是占主導(dǎo)優(yōu)勢的,都可超

6、過60%,而Euk的碳貢獻率有所減少。培養(yǎng)末期,B站位各類浮游生物碳貢獻率與A站位不同,其異養(yǎng)細菌的碳貢獻率在高、低和無光照條件下都是占主導(dǎo)地位的。【關(guān)鍵詞】：長江口光照硝酸鹽磷酸鹽葉綠素微微型真核浮游植物聚球藻異養(yǎng)細菌【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)【學(xué)位級別】：博士【學(xué)位授予年份】：2008【分類號】：Q948.8【目錄】：中文摘要6-8Abstract8-13前言13-15第一章緒論15-201主要環(huán)境因子對浮游植物生長的影響15-161.1溫度對浮游植物生長的影響151.2光照對浮游植物生長的影響151.3營養(yǎng)鹽對浮游植物生長的影響15-162長江口環(huán)境因子對浮游植物生長的影響163微微

7、型浮游植物和異養(yǎng)細菌16-184研究環(huán)境因子對浮游植物生長影響的方法18-195本文的研究目的和意義19-20第二章夏季光照和N、P營養(yǎng)鹽的共同作用對長江口浮游植物生長的影響20-581材料與分析方法20-241.1現(xiàn)場調(diào)查201.2現(xiàn)場培養(yǎng)實驗20-221.3樣品采集與分析方法22-231.4數(shù)據(jù)計算23-242實驗結(jié)果24-462.1現(xiàn)場調(diào)查24-272.1.1現(xiàn)場調(diào)查的理化環(huán)境24-262.1.2表層葉綠素濃度和細菌總數(shù)分布特征26-272.2現(xiàn)場培養(yǎng)實驗27-462.2.1營養(yǎng)鹽濃度及吸收速率變化27-382.2.1.1培養(yǎng)A站位加磷組營養(yǎng)鹽濃度及吸收速率的變化27-302.2.1.2

8、培養(yǎng)A站位加氮組營養(yǎng)鹽濃度及吸收速率的變化30-332.2.1.3培養(yǎng)B站位加磷組營養(yǎng)鹽濃度及吸收速率的變化332.2.1.4培養(yǎng)B站位加氮組營養(yǎng)鹽濃度及吸收速率的變化33-382.2.2浮游植物葉綠素濃度及生長速率變化38-412.2.2.1培養(yǎng)A站位加磷(氮)組葉綠素濃度及生長速率的變化38-392.2.2.2培養(yǎng)B站位加磷(氮)組葉綠素濃度及生長速率的變化39-412.2.3pH值變化41-422.2.3.1培養(yǎng)A站位加磷(氮)組pH值的變化412.2.3.2培養(yǎng)B站位加磷(氮)組pH值的變化41-422.2.4微微型浮游植物生長變化42-452.2.5異養(yǎng)細菌生長變化45-463討論4

9、6-563.1夏季葉綠素分布特征成因46-483.2夏季A、B站位之間的培養(yǎng)結(jié)果比較48-503.3無光照下的相關(guān)性分析50-533.4浮游生物的碳貢獻率53-564小結(jié)56-58第三章秋季光照和N、P營養(yǎng)鹽的共同作用對長江口浮游植物生長的影響58-771材料與分析方法58-591.1現(xiàn)場調(diào)查581.2現(xiàn)場培養(yǎng)實驗581.3樣品采集與分析方法581.4數(shù)據(jù)計算58-592實驗結(jié)果59-702.1現(xiàn)場調(diào)查59-622.1.1現(xiàn)場調(diào)查的理化環(huán)境59-612.1.2表層葉綠素濃度和細菌總數(shù)分布特征61-622.2現(xiàn)場培養(yǎng)實驗62-702.2.1培養(yǎng)A站位營養(yǎng)鹽濃度變化62-672.2.2培養(yǎng)A站位葉綠素濃度變化67-682.2.3培養(yǎng)A站位pH值變化682.2.4培養(yǎng)A站位微微型浮游植物生長變化68-702.2.5培養(yǎng)A站位異養(yǎng)細菌生長變化703討論70-753.1秋季葉綠素分布特征成因7