中国东南沿海常见羽纹纲硅藻的分类学和生态学研究

摘要

海洋硅藻是海洋生物中的一个重要类群，在海洋生态系统中有着极其重要的地位，受到了越来越多学者的关注和研究。但多数研究集中在海洋浮游硅藻，特别是在浮游硅藻中占绝对优势的中心纲硅藻，而对在底栖和附着硅藻群体中占优势的海洋羽纹纲硅藻的研究相对较少。
　　 作为中国孢子植物志海洋羽纹纲硅藻编研课题的部分内容，本论文通过对近年来（2006-2011年）及20世纪80-90年代采自我国东南沿海（东海:长江口海域，福建沿海，台湾海峡，厦门水域;南海:香港海域，广东沿海，大亚湾，北部湾，海南岛水域）的近千份硅藻样品（水样，网样，沉积物，附着样品以及厦门大学硅藻研究室的硅藻固定玻片标本）的采集和整理，利用光学显微镜(LM)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)进行观察与拍照，对我国东南沿海常见的海洋羽纹纲硅藻进行了形态分类学和生态学的初步研究。分类学研究包括形态学观察、种类鉴定、分类特征描述、生态习性及分布海区记述，并描述我国新记录属、种。生态学研究包括我国东南沿海常见羽纹纲硅藻的种类组成，地理分布，季节分布和生态习性特征描述等，为我国海洋羽纹纲硅藻志的编写提供了重要的资料。主要结果如下:
　　 1.本文共鉴定羽纹纲硅藻394种（含43个变种/变形），隶属于5目12科69属，未定种暂未列入。其中舟形藻目有4科26属227种:舟形藻科有21属198种;桥弯藻科有2属22种;异极藻科有2属6种;耳形藻科有1属1种。曲壳藻目有2科6属27种:卵形藻科3属14种;曲壳藻科3属13种;等片藻目有2科18属29种:波纹藻科有2属2种;等片藻科有16属27种。褐指藻目有1科1属1种;双菱藻目有3科18属110种:窗纹藻科有5属15种;菱形藻科有8属75种;双菱藻科有5属20种。对每个种类进行详细的形态学特征描述和生态习性、分布信息记述，并提供了各种类相对应的光镜、电镜照片，共附101幅图版和1157张照片。
　　 2.本文发现并描述了4个我国新记录的硅藻属:斜向藻属Plagiotropis E.Pfitzer，微片藻属Microtabella Round，新针杆藻属Neosynedra Williams&Round，膨杆藻属Toxarium J.W.Bailey;12种我国新记录硅藻:卡西巴曲解藻Fallaciacassubiae Witkowski，波罗的海斜向藻Plagiotropis balticaE.Pfitzer，布海普氏藻Proschkinia bulnheimii(Grunow) Karayeva，鞍眉藻Sellaphora cf.perbacilloides Z.Levkov,T.Nakov&D.Metzeltin，纤细半舟藻Seminavis gracilenta(Grunow exA.Schmidt) D.G.Mann，略钝半舟藻Seminavis obtusiuscula(Grunow) Danielidis&D.G.Mann，粗毛半舟藻Seminavis strigosa(Hustedt) Danielidis&Economou，纤细楔桥弯藻Gomphocymbella gracilis Hustedt，汤氏楔桥弯藻Gomphocymbellatanganyikae Kociolek&Stoermer，海滨异极藻Gomphonema littorale Hendey，断纹微片藻Microtabella interrupta(Ehrenberg) Round，弯曲新针杆藻Neosynedratortosa(Grunow) Williams&Round;以及2个在我国首次使用的硅藻种名:岩生伯克力藻Berkeleya scopulorum(Brébisson ex Kützing) E.J.Cox和亨尼膨杆藻Toxarium hennedyana(Gregory) Pelletan。丰富了我国海洋羽纹纲硅藻的种类多样性。
　　 3.本研究中鉴定到的共69属394种硅藻中以舟形藻目和双菱藻目硅藻居多，占种类数的85％以上;曲壳藻目，等片藻目硅藻种类相对较少。其中种类最多的属是舟形藻属，共鉴定到75种;其次是菱形藻属（55种）、胸隔藻属(43种);此外，有24属每属鉴定出10-20种或小于10种，还有12属每属仅鉴定2种，有30属每属仅鉴定出1种。
　　 4.在鉴定出的394种羽纹硅藻中，在东海沿海分布的有224种;在南海沿海分布有286种;在东海和南海均有分布的有116种。在东海分布较多的羽纹纲硅藻主要有:美壁藻属、泥生藻属、辐节藻属、粗纹藻属、曲壳藻属、菱板藻属、拟菱形藻属;在南海分布较多的种类主要有:双壁藻属、胸隔藻属、鞍眉藻属、半舟藻属、双眉藻属、缝舟藻属、褐指藻属、窗纹藻属、棒杆藻属、马鞍藻属;在东海和南海均分布较多的有茧形藻属、伯克力藻属、曲解藻属、布纹藻属、海氏藻属、舟形藻属、斜纹藻属、普氏藻属、卵形藻属、海线藻属、海毛藻属、菱形藻属、双菱藻属、褶盘藻属。在春、夏、秋、冬4季东海和南海沿海各出现27种、274种、96种和10种羽纹纲硅藻。可见夏季羽纹纲硅藻最多，秋季次之，冬季最少。营浮游生活的有176种，底栖生活的有274种，附着生活的有329种，有些种类营其中2种或3种生活方式。羽纹纲硅藻以附着、底栖生活为主，浮游生活较少。
　　 5.对本研究中硅藻分类单位在金德祥分类系统和Round分类系统中的分类学位置做了对照，并总结了2个系统中各自硅藻门的完整分类等级，为今后的硅藻分类提供有用的参考依据。
　　 6.根据文献资料总结了中国沿海目前已记录羽纹纲硅藻的种类组成，地理分布，季节分布和生态习性特征。我国海洋羽纹纲硅藻目前已报道1075种（包括变种/变形），隶属于6目13科99属。其中种类较多的依次是:舟形藻属166种，胸隔藻属144种，菱形藻属113种，双眉藻属73种，双壁藻属70种，卵形藻属47种，曲壳藻属33种，斜纹藻属32种，美壁藻属30种，双菱藻属27种，布纹藻属26种，针杆藻属24种，马鞍藻属23种，粗纹藻属21种;其他85属属内种类数均在20种以下，其中很多属内仅有1-2种。渤海、黄海、东海、南海分别记录有149种、154种、756种、648种;羽纹纲硅藻在东海分布最多，南海次之，渤海、黄海较少。春、夏、秋、冬4个季节分别出现过493种、372种、454种、271种;春季出现最多，秋季次之，冬季最少。羽纹纲硅藻营浮游生活的有425种，底栖生活582种，附着生活的612种;以底栖和附着为主要生活方式，浮游生活相对较少。
　　 7.硅藻的最重要的特征是硅质细胞壁的种特异性的花纹，但如果在繁殖过程中受到各种不同的环境胁迫，细胞轮廓和条纹图案则可能产生各种畸变形式。本研究在野外采集和室内培养的羽纹纲硅藻中均发现了硅质壳畸形(teratologicalforms)现象，产生硅质壳畸形的羽纹纲硅藻有5属8种:拟菱形藻属Pseudo-nitzschia（多列拟菱形藻Pseudo-nitzschia multiseries;尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens;尖细拟菱形藻Pseudo-nitzschia cuspidata;靓纹拟菱形藻Pseudo-nitzschia calliantha）;菱形藻属Niftzschia（碎片菱形藻Nitzschiafrustulum）;棍形藻属Bacillaria（奇异棍形藻Bacillaria paradoxa）;针杆藻属Synedra（针杆藻未定种Synedra sp.）及条纹藻属Striatella（中断条纹藻Striatellainterrupta）。畸形类型主要有:异常壳面轮廓(abnormal outline of the valves)，异常条纹(abnormal striation)，非典型壳缝通道系统(atypical raphe channel system)和不正常的群体构型(unusual configuration of colonies)。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 硅藻及其研究意义

1．2 中国海洋羽纹纲硅藻的研究现状

1．3 硅藻的分类系统

1．4 影响硅藻分类鉴定研究的因素

1．4．1 硅质壳多态性

1．4．2 硅质壳畸形

1．4．3 多态性和畸形的界定

1．5 本论文的主要研究内容和研究意义

1．5．1 本论文的主要研究内容

1．5．2 本论文的主要研究意义

第二章 材料与方法

2．1 样品来源和采样时间、站位分布

2．2 样品的采集及藻株的分离、纯化

2．2．1 样品的采集

2．2．2 藻株的分离、纯化

2．3 硅藻样品的处理和观察方法

2．4 本研究使用的主要仪器设备

第三章 我国东南沿海常见羽纹纲硅藻的分类学研究

羽纹纲 Pennatae

舟形藻目 Naviculales

曲壳藻目 Achnanthales

等片藻目 Diatomales

褐指藻目 Phaeodactylales

双菱藻日 Surirellales

第四章 本文硅藻分类单位在金德祥和Round分类系统中的分类学位置

4．1 金德祥分类系统和Round分类系统简介

4．2 本研究中硅藻分类单位在2个系统中分类学位置对照

第五章 中国东南沿海常见羽纹纲硅藻生态学研究

5．1 中国东南沿海常见羽纹纲硅藻的种类组成

5．2 中国东南沿海常见羽纹纲硅藻的地理分布

5．3 中国东南沿海常见羽纹纲硅藻的季节分布

5．4 中国东南沿海常见羽纹纲硅藻的生态习性

5．5 中国东南沿海若干常见羽纹纲硅藻细胞形态学的演变

第六章 中国沿海已记录羽纹纲硅藻的种类组成与生态特征研究

6．1 我国海洋羽纹纲硅藻的种类组成

6．2 我国海洋羽纹纲硅藻的地理分布

6．3 我国海洋羽纹纲硅藻的季节分布

6．4 我国海洋羽纹纲硅藻的生态习性

第七章 中国东南沿海羽纹纲硅藻硅质壳畸形研究

7．1 硅质壳畸形现象

7．2 中国东南沿海羽纹纲硅藻发生硅质壳畸形的种类组成

7．3 中国东南沿海羽纹纲硅藻发生硅质壳畸形的类型

7．3．1 多列拟菱形藻(Pseudo-nitzschia multiseries)

7．3．2 尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)

7．3．3 尖细拟菱形藻(Pseudo-nitzschia cuspidate)

7．3．4 靓纹拟菱形藻(Pseudo-nitzschia calliantha)

7．3．5 碎片菱形藻(Nitzschia frustulum)

7．3．6 奇异棍形藻(Bacillaria paradoxa)

7．3．7 中断条纹藻(Striatella interrupta)

7．3．8 针杆藻未定种(Synedra sp．)

第八章 总结与展望

8．1 全文总结

8．2 创新点

8．3 展望

参考文献

种名索引

附表

在学期间参与科研项目

发表论文

致谢

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