磷酸盐脉冲输入、光照和温度对海洋浮游植物的交互效应

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脉冲营养盐输入是陆源输入营养物质的重要途径,通过改变营养物质的短期可利用性,来影响海洋浮游生物的种群数量及群落结构。  本文通过广义加性模型GAM(Generalized additive models)分析渤海中部叶绿素a的季节变化,以及与主要环境因子(温度、光照和风速)之间的关系。通过室内模拟实验研究了光照和温度联合作用下磷酸盐脉冲输入对两种海洋微藻(三角褐指藻和裸甲藻)生长的影响。本文的主要研究结果如下:  渤海中部叶绿素a环境影响分析可得出:(1)渤海中部叶绿素a呈现季节性的波动,在夏季(6月、7月、8月)叶绿素a整体较高。(2)渤海叶绿素a的变化主要受光照变化的影响。5、6月份光照强度的升高可能是引发同时期渤海中部叶绿素a浓度较高的主要原因。  温度和光照交互作用下磷酸盐脉冲对两种赤潮微藻生物量的影响结果,表明:(1)连续添加磷酸盐方式下藻细胞生长平缓,而频率较低的脉冲方式下藻密度波动明显。(2)磷酸盐连续输入下的三角褐指藻藻细胞数量占据明显优势;磷酸盐连续输入和低频脉冲下裸甲藻总生物量较大。(3)温度和光照对两种海洋微藻细胞总生物量存在显著地影响,并且存在交互作用;温度光照越高藻细胞总量越大,10℃低光照下裸甲藻生长受严重限制,25℃对三角褐指藻产生了抑制。  温度和光照交互作用下磷酸盐脉冲对两种赤潮微藻比生长率的影响结果发现:(1)温度、光照和脉冲对三角褐指藻和裸甲藻的比生长率(μmax)存在显著影响,并且温度和光照、温度和脉冲存在交互作用。(2)对于三角褐指藻来说,在指数增长期内,高温(25℃)和低温(10℃)下,高频和低频磷酸盐脉冲输入下的μmax较大,而中等频率下的值较小。在稳定生长期内,高温(25℃)和中等温度(18℃)下,频率较低的脉冲下的μmax值较大。对于裸甲藻而言,在指数增长期内,中等温度(18℃)下频率越低μmax值越大。在稳定生长期内,低光照时,中温(18℃)下中等频率脉冲下μmax值大于低频脉冲和连续添加方式下;高温(25℃)下连续添加方式下μmax值明显大于另外三种脉冲系。高光照时,低温(10℃)下,中等频率脉冲下μmax值小于低频和连续添加方式下的;高温(25℃)下,μmax值随着脉冲频率减小而增大;同时发现在高光照下温度越高μmax值越大。(3)综合两种微藻适宜的温度和光照条件,发现18℃和25℃连续添加方式和低频脉冲更有利于三角褐指藻和裸甲藻的快速增长。因此在夏季高温高光照的海域,污染物质低浓度持续添加和高浓度低频输入下更容易导致浮游植物的快速繁殖,引发有害藻华的发生。
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