2012年夏季北极海区光合色素对浮游植物群落结构的指示作用研究

摘要

本文对2012年夏季中国第五次北极科学考察期间的挪威海格陵兰海、楚科奇海和白令海的不同断面考察站位的光合色素进行了高效液相色谱（HPLC）分级分析，通过化学分类分析软件（CHEMTAX）获得了不同浮游植物类群对叶绿素a的贡献，进而得到该海域的浮游植物群落结构。结合环境因子，得出浮游植物光合色素和环境因素的相关性。
　　对挪威海和格陵兰海两个断面不同站位的光合色素的进行了分析，进而得到该海域表层和次表层（~30 m）的浮游植物群落结构。结果表明：表层总叶绿素a的浓度为23.59 ng/L，低于次表层的30.38 ng/L，其中浮游植物根据粒径划分对总叶绿素a的贡献由高到低依次是微型浮游植物、小型浮游植物和微微型浮游植物。该海域同时存在青绿黄素（Prasino）、岩藻黄素（Fuco）、别黄素（Allo）、多甲藻素（Perid）、玉米黄素（Zea）、19-丁酰氧岩藻黄素（19’BF）和19-己酰氧岩藻黄素（19’HF）等色素，其浓度和分布与温盐和营养盐等环境因子存在一定的相关性。不同粒径浮游植物色素组成显示，微微型浮游植物群落中以S型定鞭金藻（28％）、N型定鞭金藻（21%）、硅藻（18%）和青绿藻（12%）占优；微型浮游植物群落的优势类群为S型定鞭金藻（53%）、N型定鞭金藻（20%）和硅藻（12%）；而小型浮游植物群落主要为硅藻（63%）和甲藻（17%）。
　　楚科奇海的R断面表层和次表层的光合色素进行了HPLC分级分析，结合环境因子，得出和环境因素的相关性，并通过藻类化学分类分析软件（CHEMTAX）获得了不同种类的不同级别浮游藻类对Chl a的贡献率，进而得到该海域的浮游藻类群落结构。结果表明：楚科奇海域有着含量较多的Chl a和Fuco，还有少量的Chl b、Prasino、Peri、19’HF、19’BF、Zea和Allo，说明该海域藻类组成丰富，尤其是硅藻。不论是表层还是次表层，硅藻在小型、微型和微微型浮游藻类中都占有优势地位，且在次表层所占比例更高；微型藻类中还有一定量的定鞭藻和绿藻，微微型浮游藻类中有着可观的青绿藻和蓝藻。色素的浓度和环境因子之间有着明显的相关性，受水文因素及营养盐水平共同控制，其中低温低盐高营养盐的站位色素较为丰富，表层色素浓度多低于次表层。
　　对白令海海域浮游植物的光合色素和标志光合色素的分级分析研究，结合环境因子数据，得到该海域次表层（~30m）浮游植物群落结构。研究结果表明：白令海次表层总叶绿素a浓度平均为307.05 ng/L左右；其中，微型浮游植物是该海区生物量最主要的贡献者，其次是微微型浮游植物，最后是小型浮游植物。光合色素和环境因子存在着一定的相关性，总体上与温度和盐度呈现负相关，而和营养盐（硝酸盐、亚硝酸盐和硅酸盐）呈现正相关，和磷酸盐相关性不大。微微型浮游植物、微型浮游植物和小型浮游植物中具有优势地位的是硅藻，它对叶绿素a的贡献率分别是50.8%、77.1%和90.4%。微微型浮游植物中青绿藻也变现出了相当优势，它对叶绿素a的贡献率是17%，个别站位（BN04和BL15）的N型和S型定鞭金藻占有显著优势地位；微型浮游植物中隐藻对总叶绿素a也有相对突出贡献，8.5%；小型浮游植物中硅藻的贡献率最大，其他类群对总叶绿素a的贡献不明显。

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引言

第一章 绪论

1.1北极海域浮游植物的研究进展

1.2高效液相色谱

1.3利用高效液相色谱技术研究浮游植物

1.4本论文的研究目标和主要内容

第二章 材料与方法

2.1采样区域

2.2光合色素样品采集和分析

2.3环境因子数据获取和分析

第三章挪威海格陵兰海浮游植物群落结构的色素表征

3.1挪威海格陵兰海色素分析

3.2浮游植物主要类群的分布

3.3讨论

小结

第四章楚科奇海浮游植物群落结构的色素表征

4.1楚科奇海环境因子

4.2楚科奇海域光合色素

4.3光合色素和环境因子之间的相关性

4.4楚科奇海浮游植物的主要类群

4.5讨论

小结

第五章白令海浮游植物群落结构的色素表征

5.1白令海环境因子

5.2白令海光合色素

5.3光合色素与环境因子的相关性

5.4白令海浮游植物主要类群

5.5讨论

小结

第六章总结和展望

参考文献

附录 硕士阶段科研工作情况

致谢