东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)在氮、磷营养胁迫下的补偿生长研究

摘要

长江口及其邻近的东海海域发生赤潮的次数和累计发生赤潮的面积均连续多年高于南海、黄海和渤海，成为我国近海海域赤潮频发区域之一。在21世纪以前，该海域发生的赤潮多为硅藻赤潮；而进入21世纪，该海域硅藻赤潮和甲藻赤潮发生次数均呈增长的趋势，其中由东海原甲藻等微型甲藻引起的甲藻赤潮上升的趋势最大，且这类赤潮持续的时间更长、影响的面积更广。在该海域还出现了赤潮优势种的演替现象，即硅藻-甲藻-硅藻。目前对于赤这一现象，还没有完整的解释。
　　本文研究了在氮、磷营养限制胁迫的条件下东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）的生长情况，及在氮、磷营养盐限制胁迫下东海原甲藻是否具有的补偿生长的能力，其补偿生长可在哪些方面得以表现，为藻类补偿生长现象提供基础的研究资料,同时也为期待可以为长江口及其邻近的东海海域甲藻赤潮的逐年大规模爆发以及硅藻与甲藻赤潮种的演替现象提供依据。研究试验分营养限制和恢复营养两个阶段进行，每个阶段均设置对照组、贫营养组、限氮组、限磷组和限氮限磷组。
　　研究结果显示：在氮、磷营养限制胁迫下，东海原甲藻生长受到抑制，其中磷限制对藻细胞生长的抑制作用最小，氮磷共同限制的抑制作用最大。限磷组最大细胞密度为78×104cells.ml-1，与对照组无显著差异（P>0.05），但显著高于其他处理组（P<0.05）。细胞各项生长参数和叶绿素a的含量，与细胞密度类似，其中限磷组的最大细胞日生长速率、最大平均相对生产率、最小细胞代时、最大叶绿素a含量分别为0.61d-1、0.44d-1、1.58d和694.2μg.μL-1，与对照组无显著差异（P>0.05），而与其他处理组则有显著差异（P<0.05）。随着培养时间的推移，东海原甲藻藻细胞的生长所受到抑制作用有所加强。后期，限磷组和其他处理组的细胞密度均显著低于对照组（P<0.05），处理组各细胞参数均显著劣于对照组（P<0.05）。在恢复营养的培养前期，4个经过营养限制处理组的生长情况均显著优于持续营养正常条件下培养的对照组(P<0.05)。表明东海原甲藻细胞表现出较强的超补偿生长能力，其中磷限制后表现出的超补偿能力最强。由此可知，东海原甲藻补偿生长的主要特征表现为，在恢复营养培养后,各处理组比对照组细胞数增多,叶绿素a含量增高，细胞日生长速率和平均相对生长率提高，细胞数净增率最高达10.30％～80.95%，细胞代时缩短。进一步可以认为，东海原甲藻具有较强的耐受低磷能力，而在营养条件恢复情况下，经历低磷胁迫的东海原甲藻又具有最强超补偿生长能力，使得其在于硅藻竞争中居于优势，这是东海原甲藻赤潮在我国沿海海域频繁暴发的原因之一。
　　本研究的意义是：一方面期望进一步为藻类补偿生长作用的理论性研究提供科学资料，另一方面也可以为人们在生长实践过程中有效地利用藻类的补偿生长作用，像是在有益的经济藻类的养殖和有害的赤潮藻类的控制过程中加以应用。

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第一章 绪 论

1.1 长江口及其邻近海域氮、磷营养盐研究

1.1.1 海洋中氮、磷营养盐分类

1.1.2 长江口及其邻近海域氮、磷营养盐现状

1.2 长江口及其邻近海域赤潮研究

1.2.1 长江口及其邻近海域赤潮规模与频次

1.2.2 长江口及其邻近海域主要赤潮藻种

1.3 生物在环境胁迫下的补偿生长研究

1.3.1 补偿生长的定义

1.3.2 植物的补偿生长研究

1.3.3 哺乳动物的补偿生长研究

1.3.4 水产动物的补偿生长研究

1.4 藻类在环境胁迫下的补偿生长研究

1.5 研究目的和意义

第二章 长江口及其邻近海域氮、磷营养盐的分布特征研究

2.1 调查及其分析方法

2.2.1 采样时间和区域

2.2.2 分析项目和方法

2.2 结果与分析

2.3.1 盐度平面分布

2.3.2 磷酸盐平面分布

2.3.3 硅酸盐平面分布

2.3.4 无机氮平面分布

2.3 讨论

2.4.1 磷酸盐的分布特征

2.4.2 硅酸盐的分布特征

2.4.3 无机氮的分布特征

2.4.4 营养盐与盐度关系

第三章 东海原甲藻在氮、磷营养胁迫下的补偿生长研究

3.1 材料与方法

3.2.1 主要的仪器和设备

3.2.2 藻种的来源与培养

3.2.3 不同试验组培养液的设置

3.2.4 细胞计数和相关参数的计算

3.2.5 叶绿素a的测定

3.2 结果

3.3.1 细胞密度的变化

3.3.2 细胞参数的变化

3.3.3 叶绿素a的变化

3.3 讨论

3.4.1 营养盐限制对东海原甲藻的影响

3.4.2 恢复营养对东海原甲藻的补偿生长作用

3.4.3 营养盐胁迫下东海原甲藻的补偿生长与长江口海域赤潮发生的关系

第四章 结论

第五章 藻类补偿生长效应的研究与应用展望

参考文献

致谢