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《中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)》 2018年
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有孔虫对主要海水环境因子的响应研究初探

董帅帅  
【摘要】:有孔虫是一类数量众多、全球性分布的单细胞原生动物,分为底栖和浮游两类,分别生活在沉积物和水体中。有孔虫个体微小、生长快、繁殖迅速,大部分有孔虫具有钙质或胶结质的壳,可以在地层中长期保存,因此被广泛应用于古海洋环境和古气候重建。全球变化引起的海水温度升高、海平面上升、海洋酸化等严重威胁着海洋生物,而有孔虫对环境变化非常敏感,是良好的环境指示物种。本论文以温度、盐度和pH为重点环境因子,研究从近岸(青岛湾潮间带)到陆架区(黄海)的底栖有孔虫群落和开放大洋(热带西太平洋)中的浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer对其的响应,主要开展了以下4个方面的工作:1.青岛湾潮间带底栖有孔虫群落对温度和盐度的响应研究对采自青岛湾潮间带的底栖有孔虫群落在3个温度(6°C、12°C和18°C)和4个盐度(15 psu、20 psu、25 psu和30 psu)下进行10周的实验室培养,共获得活体底栖有孔虫18种,2616只。研究表明,该区域底栖有孔虫群落对温度和盐度变化的响应非常迅速,尤其对温度非常敏感。群落丰度、物种数、Margalef丰富度和Shannon-Wiener多样性与温度呈显著正相关,Pielou’s均匀度与温度和盐度呈显著负相关。优势种Ammonia aomoriensis、A.beccarii和Quinqueloculina seminula的丰度均与温度呈显著正相关。玻璃质Rotaliida目有孔虫含量与温度呈显著负相关而瓷质Miliolida目有孔虫含量与温度呈显著正相关。本研究建立的底栖有孔虫群落参数与温度和盐度之间的相关关系可以在生态研究中用于指示环境变化,并可能为反演古海洋环境提供参考依据。2.青岛湾潮间带底栖有孔虫群落对pH的响应研究对采自青岛湾潮间带的底栖有孔虫群落在5个pH(pH 8.5、pH 8.0、pH 7.5、pH 7.0和pH 6.5)下进行4个月的实验室培养,共获得活体底栖有孔虫15种,2246只。研究表明,海水pH降低导致底栖有孔虫群落丰度显著减小,但多样性和均匀度增加。优势种Ammonia aomoriensis的丰度(N)和含量(C)与pH呈显著正相关(N=25.6*pH-163.1,p0.0001;C=0.24*pH-1.36,p0.0001),而Ammoglobigerina globigeriniformis的丰度(N)和含量(C)与pH呈显著负相关(N=-4.1*pH+41.9,p=0.0353;C=-0.21*pH+1.80,p0.0001),这两种底栖有孔虫可作为海水pH变化的指示种。随pH降低,底栖有孔虫壳质类型组成改变:玻璃质和瓷质有孔虫含量减少而胶结质有孔虫含量增多。本研究表明本海区底栖有孔虫物种组成和壳质类型变化可以指示海水pH变化并能够作为重建古海洋pH的依据。3.黄海陆架区底栖有孔虫群落对pH的响应研究对采自黄海陆架区5个不同水深站位的底栖有孔虫群落在3个pH(pH 8.3、pH 7.8和pH 7.3)下进行6周和12周的实验室培养,共获得活体底栖有孔虫60种,5918只。研究表明,海水pH降低对底栖有孔虫群落产生不利影响,导致其群落丰度、物种数和多样性减少。培养时间仅对近岸站位的底栖有孔虫群落参数影响显著,随培养时间增加群落丰度升高,而物种数和多样性降低。本海区中的底栖有孔虫Lagenammina atlantica、Verneuilinulla advena、V.propinqua、Haplophragmoides applanata和H.canariensis的含量随pH降低而增加,这些种是低pH耐受种;而Protelphidium tuberculatum和Cribroelphidium frigidum对海水pH降低非常敏感,其含量随pH降低而减少,是低pH敏感种。底栖有孔虫群落中的玻璃质类群含量与pH呈显著正相关,而胶结质类群含量与pH呈显著负相关。本研究表明,海水pH降低对黄海不同海区底栖有孔虫的影响存在差异,近岸海区受到的影响最小,而离岸海区所受的影响最大。其中,黄海冷水团中央海区的底栖有孔虫最容易受到海水pH降低的不利影响。4.热带西太平洋浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer对温度的响应研究对采自热带西太平洋的浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer在22°C和27°C下进行单种培养及对整个浮游有孔虫群落在4个温度(24°C、27°C、30°C和33°C)下进行群落培养,研究表明,G.sacculifer的个体生长受温度影响显著,27°C下生长率(29.72μm/day)显著高于22°C(17.28μm/day)。22-27°C之间的温度系数Q_(10)为2.96,按照本实验得出的体长增长率(17.28-29.72μm/day),G.sacculifer达到成体大小(~400μm)约需2周。24-30°C内,G.sacculifer的个体和最后房室随温度升高而增大,G.sacculifer的体长(L)、体宽(W)与温度(T)分别符合函数关系式:L=(3.87±0.77)T+(75.54±20.33),r~2=0.96;W=(2.89±0.73)T+(63.66±19.20),r~2=0.94。表明温度每升高1°C,G.sacculifer的体长和体宽分别增大3.87μm和2.89μm。在实验模拟的极端高温33°C时,G.sacculifer的个体和最后房室骤减,推断高温(33°C)可能抑制G.sacculifer的生长。实验温度范围内,G.sacculifer的体态长宽比例(虫体长宽比和最后房室长宽比)基本不变,温度未影响G.sacculifer的体态长宽比例。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q958

【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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