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《厦门大学》 2018年
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九龙江河口湾和长江冲淡水区浮游植物群落磷胁迫研究

林俊琪  
【摘要】:受到全球气候变化和人类活动的影响,当今河口和近岸生态系统的改变愈发明显。磷是河口和近岸海域浮游植物生长的重要限制因子之一,对生态系统的结构和功能具有显著影响。碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)作为浮游生物的胞外酶,能够指示水体磷缺乏和有机磷利用状态,但是目前在复杂的河口湾和冲淡水生态系统中,关于其的变动和影响因子的研究尚少,需要进一步的探究。本文选取九龙江河口湾及长江冲淡水区,研究河口和冲淡水区浮游植物群落碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)和磷胁迫的时空变化,并探讨其影响机制。主要结果如下:1.九龙江河口湾的APAchla在空间上,呈从河口上游区(低盐区)往中游区(咸淡水交界的中盐区)方向下降,下游区(中高盐区)和厦门湾(高盐区)略有回升。在季节上,2014年夏季较高,2017年不同季节差异不显著。对于不同粒径的APA,空间上,浮游植物态(3-200μm)和细菌态APA(0.22-3μm)贡献率从上游区往下游区逐渐降低,在下游区和厦门湾差异不显著;游离态APA(0-0.22μm)贡献率则从上游区往下游区逐渐增加,且在厦门湾大于河口区。九龙江河口的APAchla在2014年(均值为97.3 nmol/μgChl a/h,范围为3.6-547.3 nmol/μgChl a/h)要大于2017年(均值为 14.5 nmol/μgChl a/h,范围为0.9-59.4 nmol/μgChl a/h);2017年厦门湾的APAchla(均值为 10.8 nmol/μgChl a/h,范围为1.2-67.9 nmol/μgChl a/h)与河口区差异不显著。2.九龙江河口湾的浮游植物单细胞ELF标记比例在空间上,呈河口下游区大于其他区域,季节上差异不显著。但春季中游区因发生亚历山大藻(Alexandrium sp.)藻华,ELF标记比例高达55.0%,显著高于其它季节。硅藻和甲藻存在较高的ELF标记比例;绿藻和蓝藻基本没有被ELF标记。3.九龙江河口湾上游区浮游植物磷胁迫程度低,但是悬浮颗粒物附着细菌能够分泌AP并分解颗粒磷,呈高APA水平;中游区磷酸盐浓度较高,浮游植物磷胁迫较低;下游区磷酸盐浓度降低,浮游植物生长受到限制,磷胁迫增加;而厦门湾浮游植物处于长期磷胁迫。4.比较长江冲淡水区及其邻近海域的冲淡水(盐度31)和高盐水(盐度34),发现在春、夏、冬季,二者APAchla差异不显著;而在秋季呈冲淡水(均值为13.2 nmol/μgChla/h,范围为7.1-19.6 nmol/μgChla/h)小于高盐水(均值为77.7 nmol/1gChl a/h,范围为3.7-549.1nmol/μgChl a/h)。不同季节的ELF标记比例,空间上呈春季冲淡水(47.5%)和混合水(31盐度34)相似(36.5%),夏季冲淡水(45.6%)大于高盐水(8.9%),秋季冲淡水(100.0%)大于混合水(17.8%),冬季冲淡水(35.1%)小于高盐水(72.8%)。春季台湾暖流水加剧了高盐水的磷胁迫,磷酸盐浓度为研究海域浮游植物磷胁迫的主导因子之一。夏季高盐水由黑潮水次表层水主导,其磷源补充缓解了浮游植物磷胁迫的状态。秋季冲淡水和高盐水浮游植物磷胁迫已经发生一段时间。冬季冲淡水浮游植物磷胁迫已经持续一段时间,而高盐水胁迫较低或不存在。5.比较长江冲淡水区及其邻近海域的季节变化,发现APAchla在冲淡水呈春季和夏季最高,冬季次之,秋季最低;而在高盐水呈春季和夏季较高,秋季和冬季较低。ELF标记比例在冲淡水呈秋季最高,春季和夏季次之,冬季最低;而在高盐水呈冬季大于夏季,混合水呈春季大于秋季。春季水温回升,浮游植物大量生长,营养盐需求增加,开始进入磷胁迫;夏季高氮磷比值冲淡水的输入加剧了浮游植物磷胁迫,而黑潮水注入的磷酸盐缓解了磷胁迫;秋季冲淡水规模降低,层化效应降低,营养盐限制减弱,浮游植物磷胁迫开始得到缓解;冬季受到光照和温度抑制,浮游植磷胁迫逐渐解除。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X55;X173

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