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《中国海洋大学》 2010年
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环境因子对菊花江蓠和细基江蓠繁枝变型生理生态学影响的比较研究

蒋雯雯  
【摘要】:近年来,随着我国海水养殖业的迅猛发展,由于养殖对象排泄物的腐化分解以及残饵积累导致的养殖水域污染日趋严重。而大型海藻在其生长过程中能够有效吸收水体中的氮、磷等营养物质,因此可以作为近海生态环境修复的重要工具,其作用日益受到人们的关注。在目前已大规模人工养殖的经济大型海藻中,因江蓠具有适应广、生长快、营养储存库大等特点,是水域富营养化的理想的修复和治理工具。本研究以菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)和细基江蓠繁枝变型(G. tenuistipitata var. liui)为研究对象,分别对比研究了温度、盐度和光照强度对两种江蓠氮和磷吸收速率以及不同营养盐浓度和营养盐浓度变动对两种江蓠的生长、生化组成和相关生理的影响。同时,本研究还利用叶绿素荧光技术对不同环境因子对两种江蓠叶绿素荧光参数的影响进行了初步探讨。本研究可以为不同水质特点养殖水域的植物修复中江蓠种类的选择提供理论依据,因此对于养殖水域环境的改善与修复以及水产养殖业可持续发展具有重要的理论和实际意义。 主要研究结果如下: 1.在实验室条件下,对比研究了添加不同的氮(N)、磷(P)浓度对菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)及细基江蓠繁枝变型(G. tenuistipitata var. liui)生长及生化组成的影响。结果表明,不同的N、P浓度对不同种类江蓠的影响有所不同。对于菊花江蓠而言,在中浓度N、中浓度P (N:10μmol·L-1,P:3μmol·L-1)条件下,其特定生长率、叶绿素水平、碳水化合物含量以及蛋白质含量均最高;而对于细基江蓠繁枝变型,其在中浓度N、中浓度P (N:10μmol·L-1,P:3μmol·L-1)条件下,叶绿素水平、蛋白质含量最高,而在低浓度N、中浓度P (N:0μmol·L-1, P:3μmol·L-1)条件下,碳水化合物含量最高。两种江蓠比较,在本研究条件下,菊花江蓠的特定生长率、藻体叶绿素和蛋白质要显著低于细基江蓠繁枝变型(P0.05),而藻体碳水化合物含量则显著高于细基江蓠繁枝变型(P0.05)。综合比较,繁枝细基江蓠和菊花江蓠都受到N、P浓度的影响,但细基江蓠繁枝变型受环境中营养盐浓度变化影响的要小于菊花江蓠。 2.在实验室条件下,对比研究了温度、盐度和光照强度对菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)和细基江蓠繁枝变型(Gracilaria tenuistipitata var. liui)各化合态氮、磷吸收速率的影响。研究结果表明,温度和光照强度对两种江蓠各化合态氮、磷吸收速率有显著影响(P0.05)。菊花江蓠在温度为25-35℃,光照强度为120-200μmol·m-2·s-1条件下对各化合态氮和磷有较高吸收速率;细基江蓠繁枝变型在温度为25-35℃,光照强度为120μmol·m-2·s-1条件下对各化合态氮和磷有较高吸收速率。温度和盐度对两种江蓠各化合态氮吸收速率有显著影响(P0.05),盐度对菊花江蓠磷吸收速率有显著影响(P0.05),对细基江蓠繁枝变型磷吸收速率无显著影响(P0.05)。菊花江蓠在温度为25-35℃,盐度为35-40时对各化合态N和P具有较大的吸收速率;而细基江蓠繁枝变型在温度为15-35℃,盐度为20-25时对各化合态N和P具有较大的吸收速率。 3.在实验室条件下,对比研究了营养盐(总无机氮)浓度变化对菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)和细基江蓠繁枝变型(G. tenuistipitata var. liui)的生长、生化组成和生理的影响。结果表明,不同的营养盐浓度变动对两种江蓠的生长、藻体藻红素、叶绿素a、总碳、总氮含量、硝酸还原酶以及过氧化氢酶活性影响有所不同。菊花江蓠生长在中等浓度(45μmol·L-1)的营养盐条件下最佳,而细基江蓠繁枝变型的生长反应则依前期环境中营养盐水平不同而有所差异。总体上看,当营养盐浓度由3μmol·L-1变动为45μmol·L-1、150μmol·L-1时,两种江蓠藻体藻红素、叶绿素a、总碳和总氮含量以及硝酸还原酶的活性均有所提高;而当营养盐浓度由45μmol·L-1、150μmol·L-1变动为3μmol·L-1时,两种江蓠藻体的上述指标则有所下降。营养盐浓度45和150μmol·L-1的相互变动对两种江蓠硝酸还原酶的活性影响不大。随着无机氮浓度的逐渐增加,过氧化氢酶的活性呈现显著下降的趋势。当营养盐浓度由3μmol·L-1向150μmol·L-1变动时,两种江蓠过氧化氢酶活性显著下降;而营养盐浓度由150μmol·L-1向3μmol·L-1变动时,过氧化氢酶活性则有所增强。综合比较表明,细基江蓠繁枝变型更容易受环境中营养盐浓度变动的影响,对环境中营养盐浓度变动的适应能力可能要低于菊花江蓠。 4.在实验室条件下,运用水下荧光仪FL3500研究了营养盐浓度变动、温度、光照强度和盐度对细基江蓠繁枝变型和菊花江蓠叶绿素荧光特性的影响。研究结果表明,营养盐浓度变动的24h内会造成两种江蓠叶绿素荧光参数的波动,变动2d后,细基江蓠繁枝变型的各荧光参数会趋于稳定,而菊花江蓠的各参数还会有不同程度的波动,10d后两种江蓠的各参数趋于一致,营养盐浓度变动为45μmol·L-1各处理组的Fv/Fm和Fm/Fo高于其他两个浓度的处理组,菊花江蓠的Fv/Fm和Fm/Fo高于细基江蓠繁枝变型,ΔF4的变化情况则与Fv/Fm和Fm/Fo相反。在温度为25-35℃、光照强度为160μmol·m-2·s-1、盐度为20-25时,细基江蓠繁枝变型的Fv/Fm和Fm/Fo较大;在温度为25-35℃、光照强度为160μmol·m-2·s-1、盐度为25-30时,菊花江蓠的Fv/Fm和Fm/Fo较大,在温度为10-15℃时,两种江蓠的ΔF4较小。
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