营养盐对6种海洋微藻群落演替的影响

摘要

海洋微藻群落的演替及其种间关系是海洋生态系统重要组成成分,微藻群落的演替是一个非常复杂的过程,受到各种环境因子的影响。随着近年来赤潮的频发,微藻群落的演替及其种问关系也被作为解释赤潮爆发及其防治的思路提出,成为近年来研究的热点。营养盐是微藻类生长的必须条件,也是影响微藻群落演替的重要因子。本文以氮、磷、铁三种营养元素为核心,选择3-6种常见的海洋浮游植物,在实验室可控条件下,研究营养盐水平、营养盐形态、营养盐输入方式对对海洋微藻群落演替的影响,主要结果如下:
　　1、在不周的营养盐总体水平(f、f/2、f/4、f/8)、不同的N浓度(149.6mg/l、74.8mg/l、37.4mg/l、18.7mg/l)、不同的P浓度(8.8mg/l、4.4mg/l、2.2mg/l、1.1mg/l)和不同的Fe浓度(7.8mg/l、3.9mg/l、1.95mg/l、0.98mg/l)条件下对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、杜氏盐藻(Dunaliellasalina)、米氏凯伦藻(Karenia mikinotoi)分别进行单种培养和混合培养实验,在不同的营养盐浓度下,混合培养时3种藻的生长都受到了抑制。不同的营养盐浓度时,三角褐指藻都占据优势,占到总细胞密度的60％以上,随营养盐浓度的下降,在总细胞密度中盐藻的比例下降,而米氏凯伦藻的比例上升,米氏凯伦藻在低营养盐浓度下有竞争优势。不同N浓度时,三角褐指藻都占据优势,占到总的细胞密度的70％以上,盐藻生长适宜的N浓度为74.Smg/l,混合培养时在此N浓度下在总细胞密度中比例最大,具有一定的竞争优势,米氏凯伦藻的竞争性则随N浓度的降低而增强。不同的P浓度时,高P浓度(8.8mg/l)时三角褐指藻具有绝对的优势,占细胞总密度的70％以上,其他三个P浓度时,总细胞密度中盐藻和米氏凯伦藻的比例上升,随p浓度的降低米氏凯伦藻竞争力增强。不同的Fe浓度时,盐藻在低Fe浓度(0.98mg/l)时具有竞争优势,占总细胞密度的50％以上,其他三个Fe浓度时,三角褐指藻具有优势,混合培养时Fe浓度的变化对米氏凯伦藻的影响不大。
　　2、在不同的氮源(NaNO3、NH4Cl、尿素)和不同的磷源(NaH2PO4、甘油磷酸钠、三磷酸腺苷二钠)条件下对三角褐指藻、杜氏盐藻、米氏凯伦藻分别进行单种培养和混合培养实验。在以NaNO3和尿素为氮源时,三角褐指藻具有竞争优势,在总细胞密度中占60％以上,而以NH4Cl为氮源时,由于米氏凯伦藻对’NH4C1的利用率不高,在混合培养时盐藻在竞争中取得优势,米氏凯伦藻也是在以NaNO3和尿素为氮源时在总细胞密度中占比例较大。三角褐指藻对有机磷源甘油磷酸钠和三磷酸腺苷二钠的利用要好于无机磷源NaH2PO4,在这两种磷源中三角褐指藻占总细胞密度的50％以上,盐藻和米氏凯伦藻在以NaH2PO4为磷源时在总细胞密度中比例比其他两个处理组大。
　　3、在不同的营养盐输入方式(一次性输入、每2天输入、每5天输入)下对三角褐指藻、杜氏盐藻、米氏凯伦藻分别进行单种培养和混合培养实验。三角褐指藻适宜高频率的营养盐输入,随着营养盐输入频率的加快,三角褐指藻在总细胞密度中比例上升,每2天一次输入的方式,三角褐指藻比例能达到90％以上,而盐藻和米氏凯伦藻只有在一次性输入时占的比例比较大。
　　4、由于自然界中微藻种类众多,实验室混合培养的藻种越多越能接近实际情况,在不同的营养盐总体水平(2f、f/2、f/8)、不同的N浓度(299.2mg/l、74.8mg/l、18.7mg/l)、不同的P浓度(17.6mg/l、4.4mg/l、1.1mg/l)、不同的Fe浓度(15.6mg/l、3.9mg/l、0.98mg/l)、不同的氮源(NaNO3、NH4Cl、尿素)、不同的磷源(NaH2PO4、甘油磷酸钠、三磷酸腺苷二钠)和不同的营养盐输入方式(一次性输入、每2天输入、每5天输入)下,对三角褐指藻、小新月菱形藻(Nitzschia closterium f.minutissima)、杜氏盐藻、青岛大扁藻(Platymonashelgolandica var.tsingtaoensi)、米氏凯伦藻和前沟藻(AmpHidinium carterae Hulburt)进行混合培养实验。在高营养盐浓度2f培养基下绿藻类占优势,占总细胞密度的74％,随营养浓度的降低硅藻类竞争力上升,在f/8培养基时,硅藻占优势,占总细胞密度的55％;在高的N浓度(299.2mg/l)时硅藻类占优势,占总细胞密度的56％,随N浓度降低硅藻类竞争力下降,N浓度为18.7mg/l时,硅藻和绿藻细胞比例分别是48％和46％;在高P浓度(17.6mg/l)下绿藻占优势,占总细胞密度的63％,而随P浓度降低硅藻逐渐占优势,P浓度为1.1mg/l时,硅藻细胞比例为54％;硅藻在高Fe浓度(15.6mg/l)和低Fe浓度(0.98mg/l)时都能占有一定的竞争优势,分别占总细胞密度的71％、52％;在以NaNO3和NH4Cl为氮源时,硅藻为优势藻,分别占总细胞密度的58％、56％,而在以尿素为氮源时,绿藻有一定的优势,占总细胞密度的56％;以NaH2PO4和甘油磷酸钠为P源时硅藻具有竞争优势,分别占总细胞密度的58％、59％,但是在以三磷酸腺苷二钠为磷源时,绿藻为优势种,占总细胞密度的80％;不同的营养盐输入模式下,硅藻随输入频率的减弱,竞争力有所下降,但是都能保持～定的优势,每2天一次输入的方式,三角褐指藻比例能达到85％,说明脉冲输入有利于硅藻成为优势种。在所有的处理组中,甲藻都受到严重的抑制,只能占有很小的比例。