环境因子对菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)种群生长与种间竞争的影响研究

摘要

浮游生物指示种是推断海洋环境的有力工具。菱形海线藻(Thalassionemanitzschioides)是常见的硅藻广布种，分布于除南北极以外的全球海域，是典型的世界性种类。已有研究发现南海沉积硅藻中菱形海线藻的群落结构与原有的温度变化记录具有较好的一致性，是较好的古温度指示种，但是菱形海线藻因其广布特性，其环境适应性及其环境指示意义一直以来没有得到应有重视。为了进一步了解菱形海线藻的潜在指示价值，本文实验对象为菱形海线藻，在实验生态条件下对环境中不同营养盐浓度和温度对其种群增长、种间竞争和光合作用的影响进行了初步研究，结果发现:
　　（一）环境因子对菱形海线藻种群增长的影响
　　温度对菱形海线藻种群增长的影响显著，其环境负载能力(K)均随温度的降低而下降，而种群内禀生长率(r)随温度的降低而升高。最低温度10℃下，菱形海线藻种群增长缓慢，种群密度基本不变;其余3个温度处理组中，菱形海线藻进入指数生长期的时间随温度的降低有逐渐推迟的趋势，而进入静止期和到达拐点的时间（Tp）大致相同。
　　不同营养盐浓度条件下，菱形海线藻的生长状况不同，其环境负载能力(K)均随营养盐浓度降低而下降，而种群内禀生长率(r)变化没有明显规律性。5个营养盐浓度处理组中菱形海线藻进入指数生长期的时间大致相同，但到达拐点的时间（Tp）和进入静止期的时间随营养盐浓度降低而提前。
　　（二）环境因子对菱形海线藻与米氏凯伦藻(K.mikimotoi)种间竞争的影响
　　混合培养抑制了微藻种群生长，与单独培养体系中的对照组相比，菱形海线藻和米氏凯伦藻K值均显著降低;
　　环境因子变化对种间竞争作用产生影响，对共培养体系中微藻的种群密度变化进行数值拟合，结果显示:随温度的降低，对菱形海线藻和米氏凯伦藻种间竞争关系均为在种间竞争中可能出现平衡，但这种平衡是不稳定的。说明可能温度对两种藻之间的竞争关系不具有影响。随营养盐浓度降低，菱形海线藻-米氏凯伦藻体系中种群竞争关系不断发生变化，说明营养盐对两种藻之间的竞争关系具有明显影响，但其具体变化规律仍不清楚。
　　（三）环境因子对菱形海线藻叶绿素荧光参数的影响
　　环境因子显著影响菱形海线藻的光合效率及强光下的光能利用效率，改变其对过量光能的分配特征。
　　不同温度下菱形海线藻快速光响应曲线的凸面高度为10℃＞15℃＞25℃＞20℃;10-25℃温度梯度下α、β和rETRmax的结果均为10℃＞15℃＞25℃＞20℃。Ek以及NPQ的结果趋势为15℃＞10℃＞25℃＞20℃。说明菱形海线藻面对低温胁迫时，将主要资源用于光合作用，维持自身生存。
　　探究不同温度下菱形海线藻的荧光诱导曲线发现，随温度的降低，菱形海线藻的Fv/Fm逐渐减小，Y（Ⅱ)先上升后下降。说明在菱形海线藻较为适宜的温度下，将其过量资源投入在生殖分配上。
　　综上所述，温度和营养盐浓度作为环境因子对菱形海线藻的种群生长、种间竞争和光合作用产生一定影响，并使其在一定条件下改变了生殖策略。菱形海线藻可以作为指示南海海域古温度冷暖变化和营养盐浓度的高低变化的指标。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 浮游植物

1．2 环境因子对浮游植物种群生长的影响

1．2．1 光照强度对浮游植物种群生长的影响

1．2．2 营养盐对浮游植物种群生长的影响

1．2．3 温度对浮游植物种群生长的影响

1．2．4 盐度对浮游植物种群生长的影响

1．3 叶绿素荧光技术

1．3．1 基本原理

1．3．2 叶绿素荧光技术在浮游植物中的研究进展

1．4 浮游植物之间的竞争作用

1．4．1 什么是竞争

1．4．2 影响竞争作用的因素

1．5 研究内容及意义

1．5．1 立项依据和研究意义

1．5．2 研究目标

1．5．3 研究内容

2．环境因子波动对菱形海线藻种群增长的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 实验藻种与仪器设备

2．1．2 培养条件

2．1．3 实验条件

2．1．4 藻细胞计数

2．1．5 数据处理

2．2 结果

2．2．1 菱形海线藻在不同温度下的种群生长情况

2．2．2 菱形海线藻种群在不同营养盐浓度下的生长情况

2．3 讨论

2．3．1 菱形海线藻在不同温度下的种群生长情况

2．3．2 菱形海线藻在不同营养盐浓度下的种群生长情况

2．4 小结

3．环境因子波动对菱形海线藻与米氏凯伦藻竞争优势的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 实验藻种与仪器设备

3．1．2 培养条件

3．1．3 实验条件

3．1．4 藻细胞计数

3．1．5 数据处理

3．2 结果

3．2．1 不同温度下共培养体系中菱形海线藻和米氏凯伦藻的种群生长状态

3．2．2 不同营养盐浓度下共培养体系中菱形海线藻和米氏凯伦藻的种群生长状态

3．2．3 不同温度下共培养体系中菱形海线藻对米氏凯伦藻和米氏凯伦藻对菱形海线藻的竞争力大小

3．2．4 不同营养盐浓度下共培养体系中菱形海线藻对米氏凯伦藻和米氏凯伦藻对菱形海线藻的竞争力大小

3．3 讨论

3．4 小结

4．环境因子波动对菱形海线藻叶绿素荧光参数的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 实验藻种与仪器设备

4．1．2 培养条件

4．1．3 实验条件

4．1．4 叶绿素荧光参数的测定

4．1．5 数据处理

4．2 结果

4．2．1 菱形海线藻在不同温度下的快速光响应曲线(RLCs)

4．2．2 菱形海线藻在不同温度下的荧光诱导曲线

4．3 讨论

4．4 小结

5．全文总结

参考文献

致谢

个人简历