浮游植物及群落结构对海洋酸化响应的研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M150101021上海海洋大学硕士学位论文题目：浮游植物及群落结构对海洋酸化响应的研究Studiesonresponsesofphytoplanktonand英文题目：communitystructuretooceanacidification专业：水产养殖研究方向：海洋生态姓名：马莎指导教师：张继红研究员二O一八年五月二十二日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注青岛海洋科学与技术国庄志猛研究员家实验室胡晓丽中国海洋大学教授杨爱国黄海水产研究所研究员李景玉中国海洋大学副教授刘长琳黄海水产研究所副研究员黄海

2、水产研究所1号楼答辩地点答辩日期2018.5.2212楼会议室上海海洋大学硕士学位论文浮游植物及群落结构对海洋酸化响应的研究摘要大气二氧化碳浓度升高引起的海水酸化受到国内外广泛关注。本论文针对海水酸化现象进行室内酸化模拟实验，从化学计量和食物链角度来研究海水酸化对不同种类浮游植物生长及营养质量的影响；通过海区围隔实验了解海水酸化对不同季节、不同粒径浮游植物的生长及群落结构的影响，进而探讨对滤食性贝类摄食、生长发育等的潜在影响。主要研究结果如下：1.海水酸化对不同种类浮游植物：亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis)、小球藻(Chlorella

3、vulgaris)、三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、叉鞭金藻(Dicrateriasp.)、赫氏颗石藻(Emilianiahuxleyi)的影响。（1）CO2浓度升高显著促进了叉鞭金藻、三角褐指藻、亚心形扁藻、小球藻和赫氏颗石藻细胞密度的增加；实验期间赫氏颗石藻平均比生长率比对照组高出31.8％，反应最为迅速，其次是亚心形扁藻（13.5%）和小球藻（5.9%）。（2）显著提高了小球藻单位细胞叶绿素a含量（P<0.05）；亚心形扁藻、赫氏颗石藻和叉鞭金藻单位细胞叶绿素a含量显著降低（P<0.05）；而对三角褐指藻无显著影响（P>0.0

4、5）。（3）高CO2浓度条件下，三角褐指藻Fv/Fm显著升高，叉鞭金藻和赫氏颗石藻NPQ显著降低，赫氏颗石藻qP显著升高；亚心形扁藻和三角褐指藻指数生长期rETRmax、叉鞭金藻的α显著升高；而CO2浓度升高对小球藻叶绿素荧光参数无显著影响。（4）高CO2浓度使浮游植物细胞内的碳含量增加、氮或磷含量降低，C/N、C/P比提高。种间差异较大，其中显著提高了亚心形扁藻的C/N、C/P值、小球藻和赫氏颗石藻的C/P值和三角褐指藻的C/N值，叉鞭金藻不显著。可见，亚心形扁藻、小球藻、赫氏颗石藻和三角褐指藻在高CO2浓度下的生长速率加快，但是营养质量降低。2.海水酸化对褐潮

5、藻—抑食金球藻(Aureococcusanophagefferens)的影响及海湾扇贝对不同浓度抑食金球藻的摄食。（1）CO2浓度升高可显著提高抑食金球藻生长及比生长速率（P<0.05），平均比生长率比对照组高出1.7％；抑食金球藻的Fv/Fm、Y（II）、qP、rETRmax和Ik显著提高（P<0.05），通过提高光合作用能力促进生长；C、N、P含量及元素摩尔比（C/N、C/P）变化不显著（P>0.05）。（2）中规格海湾扇贝对褐潮藻的摄食率随藻细胞浓度的增大呈先升高后下降的趋势，当藻细胞浓度为1.5ug/L时海湾扇贝摄食率最高为0.7461μg/ind·h，对

6、高浓度褐潮藻的摄食率I上海海洋大学硕士学位论文低于小球藻；吸收效率（AE）均很低，变化范围在-1％-1％之间，基本不吸收。海水酸化促进抑食金球藻的生长，极大地增加褐潮爆发的可能性，同时抑制海湾扇贝对其的摄食吸收，将会对滤食性贝类的存活、生长发育等产生严重危害。3.采用海区现场围隔的方法研究海水酸化对桑沟湾春季不同粒径浮游植物的3-2-影响，结果发现：（1）营养盐含量（PO4-P、DIN、SiO3-Si）充足时，海水酸化对不同粒径大小的浮游植物生长均无显著影响（P>0.05）；水体存在P限制的情况下，酸化处理组（pH7.9和7.6，NBS标度）2-20μm范围内叶绿

7、素a含量显著升高（P<0.05），促进了Nano-浮游植物的生长；在N、P限制的情况下，pH7.9组Pico-浮游植物数量显著增加，浮游植物粒径结构发生改变。说明可利用营养盐含量的高低影响了海水酸化对不同粒级浮游植物生长及粒径结构的影响程度。（2）加贝组营养盐充足，海水酸化和贝类摄食双重作用显著促进了Pico-浮游植物的生长（P<0.05），Pico-浮游植物占比显著升高，浮游植物粒径结构发生改变。虾夷扇贝对Nano-浮游植物的摄食量较高而对Pico-浮游植物摄食量很低。4.不同季节浮游植物优势种不同，环境条件也存在很大差异。采用海区现场围隔的方法研究海水酸化对桑

8、沟湾秋季浮