大型海藻生理生化特性對營養(yǎng)鹽和水流交換的響應——以羊棲菜和石莼為例.pdf

1、大型海藻是極具潛力的富營養(yǎng)化海域修復生物物種，大型海藻的修復潛力及環(huán)境因子和其修復潛力之間的關(guān)系是大型海藻生物修復領(lǐng)域的前沿熱點問題。大型海藻的生長速率和修復潛力受多種環(huán)境因子的影響，包括溫度、光照、營養(yǎng)鹽、CO2水平、pH、水體流動、鹽度、光暗比、密度等因素。其中，充足的氮、磷營養(yǎng)鹽供應是維持大型海藻高生物量的關(guān)鍵，而水流交換速率不僅可以維持實驗體系中營養(yǎng)鹽的供應，還可以調(diào)節(jié)因光合作用被加速消耗溶解碳而上升的pH，增加水體溶解碳，去除

2、已死亡的藻細胞、阻礙生長的營養(yǎng)代謝產(chǎn)物及污濁生物。然而目前在國內(nèi)外眾多學者的研究中，關(guān)于水流交換量對大型海藻的生理生化和營養(yǎng)鹽吸收的影響方面研究卻并不多見，而關(guān)于水流交換量與營養(yǎng)鹽濃度對大型海藻的影響是否存在交互的研究也未見報道。本文在綜述營養(yǎng)鹽濃度和水流對大型海藻生理生化影響的基礎(chǔ)上，探討了營養(yǎng)鹽濃度、水流交換量及兩者交互作用對大型海藻羊棲菜、石莼的生理生化影響，以期為大型海藻修復海域富營養(yǎng)化的實踐提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:

3、r>　　1.營養(yǎng)鹽濃度、水流交換量和兩者的交互作用均對羊棲菜的平均相對生長速率(SGR)存在一定的影響。各種水流交換情況中，羊棲菜的長勢隨營養(yǎng)鹽濃度的變化較為一致，表現(xiàn)為中濃度營養(yǎng)鹽下生長速度快，而高濃度營養(yǎng)鹽下生長則受到抑制。隨水流交換量的增加，中濃度營養(yǎng)鹽供給條件下SGR呈上升趨勢，而高濃度營養(yǎng)鹽供給條件下SGR呈先升后降趨勢。營養(yǎng)鹽的供給對可溶性蛋白質(zhì)(Soluble protein，SP)含量有顯著影響，水流交換量則對可溶性碳水

4、化合物(Solublecarbohydrate，SC)含量有顯著影響。
　　2.石莼的生長主要受營養(yǎng)鹽濃度與水流交換量的獨立影響。雖然水流交換量對石莼生長無明顯作用規(guī)律，但是當水流交換量為100 vol/d時，石莼的平均SGR為5.93±0.82％ d-1，遠高于其他水流交換量下(0、25、50、200vol/d)的平均SGR3.85±0.21％d-1。營養(yǎng)鹽濃度增高時，石莼SGR呈線性增長。在中、高濃度營養(yǎng)鹽下，SGR分別能達到

5、6.31±0.38％ d-1和8.00±0.51％ d-1。雖然石莼在高濃度營養(yǎng)鹽下能保持較快的生長速率，但是當水流交換量達到200 vol/d時，藻體會出現(xiàn)漂白現(xiàn)象。隨營養(yǎng)鹽濃度的增加，類胡蘿卜素(Carotenoid，Car)含量呈上升趨勢，而葉綠素a(Chlorophylla，Chl a)和SP含量呈先升后降趨勢，SC含量則與之相反。營養(yǎng)鹽濃度對Chla、 Car、 SP和SC含量均有顯著影響。
　　3.由羊棲菜和石莼生理生

6、化指標比較得知，石莼的SGR(4.23±0.24％ d-1)要高于羊棲菜(2.42±0.15％ d-1)。高濃度營養(yǎng)鹽對羊棲菜的生長存在抑制作用，但對石莼的生長則無明顯作用，因此石莼在高濃度營養(yǎng)鹽條件下更具生存優(yōu)勢。營養(yǎng)鹽濃度可以通過強化羊棲菜和石莼的光合反應以促進藻體生長，但營養(yǎng)鹽濃度對羊棲菜Chl a和Car含量無顯著影響，而對石莼Chla和Car含量有顯著影響，因此兩者光合反應強化的機理有所差別。營養(yǎng)鹽濃度對羊棲菜的SP含量和石莼

7、的SC、SP含量有顯著影響。水流交換量對羊棲菜SC含量有顯著影響，說明由水流交換量所增加的CO2對于羊棲菜的固碳作用及可溶性碳水化合物合成有一定影響，但在高水流交換量下，其作用并不明顯。
　　4.通過羊棲菜及石莼生長對水流速度的響應小試，我們發(fā)現(xiàn)在目前中國典型富營養(yǎng)化海域的氮、磷背景下，水流速度為0.1m/s到0.3m/s時石莼的SGR均高于相應條件下生長的羊棲菜。水流交換量對羊棲菜和石莼的生長均有顯著影響，而水流速度對羊棲菜和石