渤海湾浮游细菌及水层生态水动力学模拟

摘要

海洋细菌在海洋物质地球化学循环中的作用越来越受到人们的重视,因此,浮游细菌的生物学和生态学研究成为当前海洋生物学最活跃的前沿领域之一. 本文对渤海湾海域的自养浮游细菌、异养浮游细菌和浮游细菌总数进行了连续两年的实验监测.在渤海湾表层水体中,自养浮游细菌和异养浮游细菌的分布具有明显的季节性,它们的空间分布各有特点.异养细菌与硝化细菌的伴生关系是明显的线性关系,而异养细菌与亚硝化细菌的伴生关系比较复杂.自养浮游细菌在不同季节中受到不同环境因子的调节作用.水温、溶氧量是异养浮游细菌生长的重要影响因素. 在渤海湾表层水体中,浮游细菌总数的季节性变化表现为枯水期>丰水期>平水期；枯水期和丰水期浮游细菌总数的空间变化趋势基本相似,而平水期浮游细菌总数的空间变化趋势与前两个时期的基本相反.细菌生物量的分布特点和细菌丰度的分布是一致的.浮游细菌总数与叶绿素之间存在一定的相关关系,且平水期时它们的相关性高度显著；浮游细菌的生物量占浮游植物初级生产量的0.355﹪～56.25﹪.丰水期浮游植物产生的有机物不能满足浮游细菌的生长繁殖,还需要大量外源有机物的输入；平水期浮游植物产生的有机物是渤海湾浮游细菌的主要碳源,说明平水期的初级生产是影响渤海湾水域浮游细菌生产的重要因素.氮、磷是渤海湾水体中浮游细菌生长繁殖的主要限制因素. 本文结合水动力学、物理学、生物学、化学,首次在渤海湾提出了包括浮游细菌的水层生态子模型.该模型是基于有机碳循环、微食物环的浮游生物生态模型,将渤海湾生态系分为浮游植物、浮游动物、浮游细菌、悬浮碎屑、溶解有机物、营养盐六个功能团.本文最后结合现场调查,模拟和验证了2005年5月到10月渤海湾水层生态系统中各生态变量的变化情况.

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第一章 回顾与评述

1.1研究背景

1.2海洋生态学的发展

1.3海洋生态学重要研究进展

1.3.1海洋生态过程

1.3.2海洋微生态系

1.3.3生态动力学与生物资源

1.4微生物在海洋生态系统中的作用

1.5海洋细菌生物量的研究方法

1.5.1培养计数

1.5.2显微技术时期

1.5.3流动自动分析技术时期

1.6海洋生态系统模型的研究

1.7本文的主要工作

第二章渤海湾海域的生态环境调查研究

2.1研究水域和采样时间

2.2调查项目及采样分析方法

2.2.1调查项目

2.2.2采样分析方法

2.3水质监测结果分析

2.3.1水温

2.3.2盐度

2.3.3营养盐

2.3.4总有机碳(TOC)

2.3.5溶解氧

2.3.6 pH

2.4本章小结

第三章渤海湾浮游细菌实验研究方法和材料

3.1采样时间和站位

3.2实验方法

3.2.1异养浮游细菌计数

3.2.2自养浮游细菌计数

3.2.3海洋浮游细菌总数计数

3.3试剂与培养基

3.3.1试剂

3.3.2培养基

3.4实验仪器

3.5本章小结

第四章渤海湾浮游细菌生态研究

4.1渤海湾海域自养浮游细菌的生态研究

4.1.1硝化细菌数量的时空分布

4.1.2亚硝化细菌数量的时空分布

4.1.3硝化细菌和环境因子的关系

4.1.4亚硝化细菌和环境因子的关系

4.2渤海湾海域异养浮游细菌的生态研究

4.2.1异养浮游细菌生态调查结果

4.2.2异养浮游细菌生态分布的讨论

4.3渤海湾海域浮游细菌总数的生态研究

4.3.1浮游细菌总数的生态实验研究结果

4.3.2浮游细菌总数生态分布的讨论

4.4本章小结

第五章海洋浮游细菌与有机碳生态子模型

5.1渤海湾浮游生物与有机碳循环子模型描述

5.2海湾浮游生物及有机碳生态子模型简介

5.3生态子模型中生物化学相互作用项的数学描述

5.3.1浮游植物

5.3.2浮游动物

5.3.3浮游细菌

5.3.4悬浮碎屑

5.3.5溶解有机物DOM

5.3.6氨氮

5.3.7硝酸盐氮

5.4本章小结

第六章渤海湾有机碳生态水动力学模拟

6.1渤海湾生态水动力学模型

6.1.1水动力学子模型

6.1.2生态子模型

6.2生态水动力学模拟

6.2.1计算条件

6.2.2数值模拟结果与分析

6.3本章小结

第七章结论与建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和参加的科研项目

致谢