温度、光照及种间相互作用对东海典型浮游植物生长的影响

摘要

本文采用一次培养实验方法，选取东海常见的浮游植物：中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、东海原甲藻(Prorocentrumdonghaieuse)又名：具齿原甲藻(Prorocentrumdentatum)、塔玛亚历山大藻(Alexandriumtamarense)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、柔弱角毛藻(ChaetocerosDebilis)、裸甲藻(Gymnodiniumsp.)、赤潮异湾藻(HeterosigmaakashiwoHada)、新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)又名：细柱藻(Cylindrothecaclosterium)和岛国大扁藻(Platymonashelgolanidica)为研究对象，采用二因子实验设计，研究了主要环境因子温度、光照对其生长性质的影响；探讨了不同光照强度对中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和东海原甲藻(Prorocentrumdonghaieuse)生长及生理性质的影响；并以Lotka-Volterra的双种竞争模型为基础，研究了种群竞争对中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和东海原甲藻(Prorocentrumdonghaieuse)种群生长的影响。 1.温度、光照对浮游植物生长的影响 实验室内，参照东海环境变化情况，设计温度和光照梯度，包括4个温度水平(15，20，25，30℃)和3个光照水平(30，80，140μmol·s-1·m-2)共12(4×3)个条件组合，对以上十种常见浮游植物进行一次性培养，研究在营养盐充足的条件下温度和光照对浮游植物生长的影响。结果显示，在实验条件范围内，以比生长率为指标，经统计分析，温度对以上十种浮游植物的生长均有显著(0.01＜P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的影响；在实验光照条件范围内，光照对拟尖刺菱形藻和新月菱形藻的生长无显著性影响(P＞0.05)，对其它8种藻的生长均有有显著(0.01＜P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的影响。在实验条件范围内，这十种藻的最适生长温度均为20℃或25℃，最适生长光照强度均为最高光照强度140μmol·s-1·m-2。 2.光照对浮游植物生长及生理性质的影响 实验室内，温度为20℃，设3个光照水平(30，80，140μmol·s-1·m-2)，对中肋骨条藻和东海原甲藻进行一次性培养，研究光照强度对这两种东海典型赤潮藻种生长及生理性质的影响。结果显示，随光照强度增加，这两种藻的最大藻数量均有显著增大，即随光照强度增加对藻类生长具有刺激作用；在此光照梯度下，中肋骨条藻细胞内碳水化合物和蛋白质的含量在80μmol·s-1·m-2时最高，东海原甲藻细胞内碳水化合物的含量在80μmol·s-1·m-2时最高，蛋白质含量随光照强度增加而降低；这两种藻细胞内蛋白质与碳水化合物含量的比值均在低光照远大于其它两个光照梯度，并随光照强度增加，比值减小。 3.种间竞争对中肋骨条藻和东海原甲藻生长的影响 实验室内，在相同温度、光照、光照周期相同，营养盐充足的条件下对中肋骨条藻和东海原甲藻的单种和以不同起始浓度的混种(两种藻的起始浓度比分别为1:4，1:1和4:1)进行一次性培养，研究种间竞争对浮游植物生长的影响。结果显示，不同起始浓度对藻类生长状况有明显影响，两种藻的瞬时增长速率(r)均随起始浓度的增加而增大，中肋骨条藻的最大藻数量(K)随起始浓度增加而减小，东海原甲藻的最大藻数量(K)随起始浓度增加明显增大；中肋骨条藻在混养中占绝对竞争优势，在3个不同起始浓度比的混养中生长的最大藻数量均大于同样条件的单种培养，竞争抑制参数均为负值，即东海原甲藻对中肋骨条藻具有刺激作用；在混养中东海原甲藻的生长明显受到抑制，不仅最大藻数量远小于单种培养时，而且在培养第8天后种群消失。 生态因子对种群的生长和演替具有非常重要的影响，本文较系统的研究了不同温度和光照强度对东海10种常见浮游植物生长的影响，光照强度对典型赤潮藻中肋骨条藻和东海原甲藻细胞内蛋白质和碳水化合物含量的影响及种间竞争对中肋骨条藻和东海原甲藻种群增长的影响。以期为藻类的种群生长、演替及形成赤潮的机理提供科学依据。

目录

0前言

1文献综述

1.1东海海域是我国有害赤潮的多发海区之一

1.2有害赤潮的研究

1.2.1我国有害赤潮的发生及其危害

1.2.2我国有害赤潮的研究现状

1.3环境因子对海洋浮游植物生长特性的研究

1.3.1浮游植物生物量测量方法

1.3.2浮游植物的生长模型

1.3.3环境因子温度和光照等对浮游植物生长的影响

1.4种间竞争对浮游植物种群生长及演替的影响

1.4.1浮游植物的种间竞争

1.4.2中国实际海域不同种群的竞争演替

1.5本文研究目的与研究内容

2温度和光照对浮游植物生长的影响

2.1实验部分

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2结果与讨论

2.2.1温度和光照对东海原甲藻生长的影响

2.2.2温度和光照对中肋骨条藻生长的影响

2.2.3温度和光照对塔玛亚历山大藻生长的影响

2.2.4温度和光照对赤潮异弯藻生长的影响

2.2.5温度和光照对旋链角毛藻生长的影响

2.2.6温度和光照对柔弱角毛藻生长的影响

2.2.7温度和光照对拟尖刺菱形藻生长的影响

2.2.8温度和光照对新月菱形藻生长的影响

2.2.9温度和光照对裸甲藻生长的影响

2.2.10温度和光照对岛国大扁藻生长的影响

2.3小结

3光照对东海原甲藻和中肋骨条藻生长及生理性质的影响

3.1实验部分

3.1.1实验材料

3.1.2实验方法

3.2结果与讨论

3.2.1光照对中肋骨条藻和东海原甲藻的生长的影响

3.2.2光照对中肋骨条藻和东海原甲藻的生化特性的影响

3.3小结

4起始浓度对东海原甲藻和中肋骨条藻种群竞争的影响

4.1实验部分

4.1.1实验材料

4.1.2实验方法

4.2结果与讨论

4.2.1不同起始浓度单培养条件下中肋骨条藻的生长

4.2.2不同起始浓度单培养条件下东海原甲藻的生长

4.2.3不同起始浓度共培养条件下中肋骨条藻和东海原甲藻的生长

4.2.4中肋骨条藻：东海原甲藻=1：4的混合培养实验

4.2.5中肋骨条藻：东海原甲藻=1：1的混合培养实验

4.2.6中肋骨条藻：东海原甲藻=4：1的混合培养实验

4.2.7种间竞争对种群生长和演替的影响

4.3小结

5结论

参考文献

附录Ⅰ营养液的配制

附录Ⅱ硕士在读期间发表论文情况

致谢