浮游动物摄食对二甲基硫产生和转移的影响

【摘要】：二甲基硫(DMS)是海洋中最重要也是最丰富的挥发性有机生源硫化物，对全球气候具有重要的影响。浮游动物能促进DMS的释放，是DMS生物地球化学中重要的环节。本论文研究了短期(24h)和中长期(8~9d)培养条件下浮游动物摄食对二甲基硫(DMS)和二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)的影响，并研究了冬季和春季胶州湾浮游动物的丰度、分布对DMS和DMSP分布的影响。主要结果如下： 1.中华哲水蚤摄食对DMS(P)产生和转移的影响 (1)在不同金藻浓度(10×10~4cells/mL、15×10~4cells/mL、20×10~4cells/mL、25×10~4cells/mL)条件下，中华哲水蚤的摄食率随金藻浓度的增加先增加，在15×10~4cells/mL达到最大值，随后中华哲水蚤的摄食率随金藻浓度的增加而降低。中华哲水蚤摄食促进DMS的释放，增幅范围为1.80~10.73%。总体上来看，中华哲水蚤摄食促进DMSPd产量，其中在金藻浓度为20×10~4cells/mL的条件下，中华哲水蚤摄食的促进作用最大，使产量增加了97.95%。DMSP_z和DMSP_r含量均随金藻浓度的增加先增加后降低。在金藻浓度为15×10~4cells/mL时达到最大，DMSP_z和DMSP_r总产量是金藻浓度为10×10~4cells/mL时的1.93倍。 (2)在不同盐度(20PSU、25PSU、30PSU、35PSU)条件下，中华哲水蚤的摄食率和滤水率呈相同的变化趋势，随盐度的增加先增加后降低，其中在盐度为30PSU时达最大，分别为3.179×10~3cells·ind~(-1)·h~(-1)和0.2333ml·ind~(-1)·h~(-1)。在实验盐度范围内，中华哲水蚤摄食会促进DMS的释放，并且盐度越低促进作用越显著。总体上来看，中华哲水蚤摄食降低DMSP_p浓度，其中盐度为30PSU时，中华哲水蚤摄食使DMSP_p浓度降低最大，为34.95%。DMSP_z和DMSP_r产量均随盐度的的增加先增加后降低再增加。中华哲水蚤DMSP_z和DMSP_r的总产量在盐度35PSU条件下最大，是盐度20PSU条件下的8.84倍。 (3)在不同饵料(金藻、旋链角毛藻、裸甲藻、球石藻)条件下，中华哲水蚤摄食对DMS的释放产生不同的影响。以金藻和旋链角毛藻为饵料，中华哲水蚤摄食促进DMS的产生，分别促进了7.87%和70.49%，而以球石藻和裸甲藻为饵料，中华哲水蚤摄食对DMS的释放没有促进作用。以裸甲藻和球石藻为饵料的中华哲水蚤DMSP_z和DMSP_r产量明显高于金藻和旋链角毛藻为饵料的中华哲水蚤DMSP_z和DMSP_r产量。其中，以裸甲藻为饵料的中华哲水蚤DMSP_z和DMSP_r总产量最高，为以旋链角毛藻为饵料的中华哲水蚤DMSP_z和DMSP_r总产量的40.87倍。 2.褶皱臂尾轮虫和猛水蚤摄食DMS(P)产生的影响 (1)褶皱臂尾轮虫对小球藻的摄食促进了DMS的释放，并且这种促进作用随时间延长越来越明显，第8天处理组的DMS浓度是对照组DMS浓度的10.32倍。处理组藻液中的DMS浓度与褶皱臂尾轮虫的密度呈显著正相关(P0.01)，处理组藻液中DMS浓度的增加与小球藻细胞密度的降低具有显著的正相关(P0.01)。处理组的小球藻细胞密度和DMS浓度与对照组的小球藻细胞密度和DMS浓度差异显著(P0.05)。 (2)猛水蚤对金藻的摄食促进了DMS的释放，在实验过程中促进幅度最大为16.46%。猛水蚤的摄食降低了藻液中DMSP_p浓度，降低幅度为1.6%~30.15%。处理组藻液中DMS浓度的增加与金藻细胞密度的降低没有相关性(R=0.31)。处理组的金藻细胞密度、DMS浓度以及DMSP_p浓度与对照组的金藻细胞密度、DMS浓度以及DMSP_p浓度均差异显著(P0.05)。 3.在调查期间(2010年11月~2011年5月)，胶州湾浮游动物的丰度、分布及其对DMS(P)分布的影响 (1)浮游动物平均丰度具有明显的月份变化，最高值在4月份，为128.3ind/m~3，11月最低，为16.05ind/m~3。浮游动物丰度的平面分布具有不均匀的现象，冬季最高值位于C1站位，春季最高值位于A2站位和E1站位。2010年11月的调查中，DMSP_p浓度与浮游动物丰度显著正相关(P0.05)，而2011年1月和2月的调查中，DMS、DMSP_p以及DMSPd的浓度与浮游动物丰度的相关性都不显著(P0.05)。 (2)胶州湾海域的桡足类优势种具有明显的月份变化，其中中华哲水蚤在各个月都是优势种。桡足类优势种种类约占总优势种种类的1/2。 (3)桡足类平均丰度具有明显的月份变化，最高值在4月份，为100.8ind/m~3，11月最低，为2.494ind/m~3。桡足类丰度的平面分布具有不均匀的现象，冬季最高值位于C1站位，春季最高值位于A2站位和E1站位。2010年11月DMSP_p浓度、2011年1月的DMSPd浓度与桡足类的丰度呈显著正相关(P0.05)。 (4)中华哲水蚤平均丰度具有明显的月份变化，最高值(29.94ind/m~3)出现在5月份，11月最低(1.536ind/m~3)。中华哲水蚤丰度的平面分布具有不均匀的现象，冬季最高值位于C1站位，春季最高值位于C3站位和E1站位。2011年1月DMS浓度与中华哲水蚤丰度呈显著正相关(P0.05)。