變溫和干出對(duì)潮間帶大型海藻生長(zhǎng)及光合作用的影響.pdf

1、本文選取青島潮間帶地區(qū)的4種常見大型底棲海藻，即叉枝藻(Gymnogongrus flabelliformis Harvey，紅藻，高潮帶)、孔石莼(Ulva pertusakjellm，綠藻，中潮帶)、緣管滸苔(Enteromorpha linza(L．)J．Agardh，綠藻，中潮帶)和扁江蘺(Gracilaria textorii(Suring)De Toni，紅藻，低潮帶)，通過(guò)模擬自然界的溫度波動(dòng)模式和干出過(guò)程，對(duì)比研究了它們

2、在變溫(不同恒溫、不同變溫和不同變溫幅度)和干出狀態(tài)(每天不同干出時(shí)間)下的生長(zhǎng)和光合作用，以了解潮間帶不同垂直位置的大型海藻在環(huán)境波動(dòng)條件下的生長(zhǎng)和生理，并探討不同垂直位置的大型海藻對(duì)其生境的適應(yīng)性。 實(shí)驗(yàn)的主要研究結(jié)果如下： 一、變溫對(duì)潮間帶大型海藻的生長(zhǎng)及光臺(tái)作用的影響。 1．研究了潮間帶4種大型海藻，即又枝藻、孔石莼、緣管滸苔和扁江蘺在7個(gè)恒溫處理(5、10、15、20、25、30和35℃)下的生長(zhǎng)和色素

3、含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在室內(nèi)穩(wěn)定、單種培養(yǎng)的條件下，每種大型海藻的生長(zhǎng)和存活的溫度范圍較廣，為5—30℃或10—35℃。4種藻類的濕重和特定生長(zhǎng)率隨著溫度的升高而增大，至25℃時(shí)最大，即25℃為每種藻類的最適生長(zhǎng)溫度。然后，隨著溫度的進(jìn)一步升高，濕重和特定生長(zhǎng)率減小。扁江蘺與其余3種藻類相比，適宜生長(zhǎng)溫度相對(duì)偏高，因?yàn)樗?0℃時(shí)仍然保持較高的生長(zhǎng)速率。2種綠藻孔石莼和緣管滸苔的葉綠素a和葉綠素b含量與它們生長(zhǎng)率的變動(dòng)趨勢(shì)一致，而2種紅藻

4、叉枝藻和扁江蘺的藻紅素和葉綠素a含量未發(fā)現(xiàn)明顯的規(guī)律性變化。 從大型海藻的濕重、特定生長(zhǎng)率和色素含量等方面考慮，可以選擇20-30℃為較適宜的溫度范圍進(jìn)行下一步的溫度波動(dòng)實(shí)驗(yàn)。 2．依據(jù)自然生境中的溫度變化設(shè)計(jì)了晝夜變溫模式，對(duì)比研究了4種潮間帶大型海藻，即叉枝藻、孔石莼、緣管滸苔和扁江蘺在3個(gè)變溫23±3、26±3和29士3℃以及5個(gè)恒溫20、23、26、29和32℃，總計(jì)8個(gè)溫度處理下的生長(zhǎng)和光合作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

5、 (1)變溫對(duì)潮間帶大型海藻的生長(zhǎng)有顯著影響。孔石莼在26±3℃的濕重和特定生長(zhǎng)率顯著高于相應(yīng)的恒溫26℃，而在29±3℃的濕重和特定生長(zhǎng)率顯著低于相應(yīng)的恒溫29℃。與相應(yīng)的恒溫相比，叉枝藻在23±3℃下的生長(zhǎng)加快，而在26±3℃和29±3℃的生長(zhǎng)減慢。緣管滸苔在26±3℃的生長(zhǎng)高于相應(yīng)的恒溫，而在29±3℃的生長(zhǎng)低于相應(yīng)的恒溫。扁江蘺由于適宜的生長(zhǎng)溫度范圍較高，在26±3℃和29±3℃的生長(zhǎng)均高于相應(yīng)的恒溫。 (2)變

6、溫對(duì)潮間帶大型海藻的光合作用有顯著影響。當(dāng)變溫的平均溫度低于或等于(23℃或26℃)最適溫度(25℃)時(shí)，大型海藻的光合作用速率增加；但當(dāng)變溫超出適溫上限(29℃)時(shí)，大型海藻的光合作用速率下降。由于呼吸作用的最適溫度高于光合作用，因此，變溫下的呼吸速率在大多數(shù)情況下較少受到影響，甚至低于相應(yīng)的恒溫。 (3)另一方面，平均溫度的升高(從23℃至29℃)顯著影響海藻的生長(zhǎng)和光合作用。又枝藻隨著平均溫度的升高，生長(zhǎng)率和光合作用速率顯

7、著減??；孔石莼從平均溫度26℃至29℃，生長(zhǎng)率和光合作用速率大幅度下降；扁江蘺隨著平均溫度的升高，生長(zhǎng)率和光合作用速率均顯著提高；而緣管滸苔的生長(zhǎng)則較少受影響。 總之，適宜的變溫可以促進(jìn)潮間帶大型海藻的生長(zhǎng)，促長(zhǎng)原因可能主要是由于光合作用速率的提高。 3．以適宜生長(zhǎng)溫度25℃(25±0℃)為對(duì)照，對(duì)比研究了4種潮間帶大型海藻，即叉枝藻、孔石莼、緣管滸苔和扁江蘺在25±2、25±3、25±4和25±5℃共4個(gè)變溫幅度處理下

8、的生長(zhǎng)和光合作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不同變溫幅度對(duì)潮間帶不同垂直位置的大型底棲海藻的生長(zhǎng)有顯著影響。高潮帶藻類叉枝藻對(duì)溫度幅度的變化很敏感，隨著變溫幅度的增大，生長(zhǎng)和光合作用速率逐漸減??；至變溫幅度為土5℃時(shí)，生長(zhǎng)和光合作用速率最低。中潮帶藻類孔石莼和緣管滸苔對(duì)溫度幅度的變化顯示出一定的適應(yīng)性?？资辉谧儨胤容^小(±2℃)時(shí)，生長(zhǎng)率和光合作用速率提高，而變溫幅度較大(±4℃)時(shí)，生長(zhǎng)率和光合作用速率顯著下降。緣管滸苔在不同變溫幅度下的生長(zhǎng)

9、和光合作用未見顯著變化，僅在25±4℃時(shí)生長(zhǎng)和光合作用速率有所提高。低潮帶藻類扁江蘺在給定的變溫幅度下生長(zhǎng)和光合作用速率均高于恒溫對(duì)照，并在25±5℃下生長(zhǎng)最好。 因此，不同變溫幅度對(duì)潮間帶不同垂直位置的大型海藻生長(zhǎng)的影響，一方面取決于它們對(duì)各自生境的適應(yīng)性，另一方面與藻類本身的適溫范圍有關(guān)。 二、干出對(duì)潮間帶大型海藻的生長(zhǎng)及光合作用的影響 對(duì)比研究了潮間帶不同垂直位置的4種大型海藻，即叉枝藻、孔石莼、緣管滸苔和

10、扁江蘺在每d O(一直浸沒在水中)、0.5、1、2、4和6 h，共6個(gè)干出時(shí)間處理下的脫水率、生長(zhǎng)和光合作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在穩(wěn)定干出條件下，脫水率由高至低依次為：扁江蘺(低潮帶)>孔石莼(中潮帶)>叉枝藻(高潮帶)>緣管滸苔(中潮帶)。扁江蘺的耐干出能力最差，緣管滸苔的脫水速度最慢。 不同干出時(shí)間處理對(duì)潮間帶不同垂直位置的大型海藻的生長(zhǎng)和光合作用有顯著影響。與每d一直浸沒在水中的藻體(0 h，簡(jiǎn)稱水中對(duì)照)相比，高潮帶藻類叉枝

11、藻的濕重和特定生長(zhǎng)率隨著干出時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少；至干出6 h時(shí)，叉枝藻的濕重和特定生長(zhǎng)率分別為水中對(duì)照的76％和16％。中潮帶藻類孔石莼在每d干出0.5 h時(shí)的濕重和特定生長(zhǎng)率顯著高于水中對(duì)照；然后，隨著干出時(shí)間的延長(zhǎng)，濕重和特定生長(zhǎng)率逐漸減少，至干出6 h時(shí)，顯著小于水中對(duì)照。緣管滸苔在每d干出2 h內(nèi)，濕重和特定生長(zhǎng)率沒有顯著差異，而在干出4—6 h時(shí)顯著小于水中對(duì)照。低潮帶藻類扁江蘺僅在干出0.5-1 h時(shí)可存活和生長(zhǎng)。

12、 對(duì)每d不同干出時(shí)間處理下的光合作用的研究表明：與水中對(duì)照相比，高潮帶藻類叉枝藻在不同干出處理下的光合作用速率下降，呼吸速率沒有顯著差異。 中潮帶藻類孔石莼的光合作用速率逐漸提高，并存干出2 h時(shí)達(dá)到最大值；但隨著脫水率的進(jìn)一步上升，其光合作用速率顯著下降。即干出在一定程度上促進(jìn)孔石莼的光合作用?？资坏暮粑俾试诟沙?.5—4 h時(shí)顯著升高，而在干出6 h時(shí)與水中對(duì)照相比沒有顯著差異。緣管滸苔在不同干出處理下的光合作用速率與水