基于HPLC技術(shù)的南海北部浮游植物色素與群落結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、海洋浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中主要的初級生產(chǎn)者,其群落結(jié)構(gòu)反映了不同生物類群此消彼長的競爭關(guān)系,同時也反映了生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境因子對基礎(chǔ)生物生產(chǎn)過程的制約作用。浮游植物群落結(jié)構(gòu)研究是揭示生源要素在生物地球化學(xué)循環(huán)中所起作用的基礎(chǔ)研究之一,在全球氣候變化問題日益突出的背景下,這一研究對了解不同浮游植物功能類群在碳循環(huán)中的作用具有重要意義。
　　 當(dāng)前,以高效液相色譜技術(shù)(high-performance liquid chromatog

2、raphy,HPLC)進行色素分析,通過CHEMTAX軟件對獲取的色素數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,并由此獲取浮游植物群落結(jié)構(gòu)信息的方法是這一研究領(lǐng)域的主要方法之一。本研究目的便是通過HPLC技術(shù)的利用,分析我國南海北部海區(qū)浮游植物的色素分布和群落結(jié)構(gòu),結(jié)合相關(guān)調(diào)查資料,揭示浮游植物對環(huán)境調(diào)控因素的響應(yīng),并為進一步研究各浮游植物功能類群在基礎(chǔ)生物生產(chǎn)和生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用準備基礎(chǔ)資料。
　　 本研究在南海北部通過布設(shè)4條斷面,22個采樣

3、站點,與2009年2月11日至2月23日和2009年8月12日至8月24日分冬季和夏季兩個季節(jié),共采集浮游植物樣品230余份。利用在實驗室內(nèi)所建立的一套完整HPLC色素分析方法,分析了樣品中的14種特征色素,并通過這些特征色素對研究海區(qū)浮游植物群落中的9種主要類群進行了分析研究,主要結(jié)果如下:
　　 冬季,各種色素的垂直分布在調(diào)查海區(qū)呈現(xiàn)葉綠素α(Chlα)型、水柱均勻型、表層型和二乙烯基葉綠素α(DV Chlα)型4類不同的模

4、式。光合保護色素(photo-protective pigments,APP)/光合輔助色素(photo-synthetic pigments,APS)的平均值在50m以上為0.89±0.63,50m以下為0.16±0.06。APP在水體中隨深度的變化與光合有效輻射(photo-synthetically active radiation,PAR)的衰減模式關(guān)系密切。自近岸至開闊海域浮游植物群落結(jié)構(gòu)演替明顯,近岸海域硅藻為優(yōu)勢類群,至開

5、闊水域逐漸過渡到以藍藻、原綠球藻、金藻、定鞭藻為優(yōu)勢類群;不同海域中浮游植物群落的垂直結(jié)構(gòu)也有區(qū)別,在近岸和陸架海域硅藻在各水層中均占有較大比重,陸架海域中藍藻在上層水體中豐度較大,在陸坡及開闊海域,葉綠素次表層最大值(subsurface chlorophyll αmaxima,SCM)層以上水體中原綠球藻和藍藻的豐度最大,而在SCM層以下水體中金藻則為優(yōu)勢種群。調(diào)查期間部分海域存在中尺度渦流,特別是香港東南反氣旋渦的存在對海區(qū)浮游植

6、物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯影響。
　　 夏季,各種色素的濃度分布與冬季調(diào)查期間具有一致性,APP/APS在50m及其以上水體中的值為1.11±0.88,在50m以下水體中的值為0.07±0.15,植物的光保護作用強于冬季。群落結(jié)構(gòu)區(qū)域化特征明顯,50m以淺海區(qū)、陸架海區(qū)、陸坡和開闊海區(qū)等各個海區(qū)群落結(jié)構(gòu)具有明顯差異。其中,以硅藻、原綠球藻、藍藻、金藻等的豐度變化最為明顯。相比冬季,夏季原綠球藻在各個海區(qū)的豐度都有增加,并且夏季原綠球藻的

7、分布范圍要大于冬季。受珠江沖淡水影響較大的東部海區(qū)(S1斷面)與受其影響較小的西部海區(qū)(S2斷面)間的浮游植物生物量和群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異。
　　 在以季風(fēng)為主的氣候因素影響下,研究海區(qū)冬季和夏季的水文、化學(xué)環(huán)境差異較大。在光照、溫度、營養(yǎng)鹽等環(huán)境因素不同水平的綜合作用下,浮游植物群落結(jié)構(gòu)和生物量產(chǎn)生不同程度的響應(yīng)。硅藻等細胞粒徑較大的藻類適宜于近岸的高營養(yǎng)鹽、低溫環(huán)境,而原綠球藻等微微型藻類則在低營養(yǎng)鹽、高溫的開闊海域具有競爭