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利用叶绿素荧光方法检测浮游植物营养盐限制及跟踪赤潮生消的研究

齐红菊  
【摘要】:营养盐是浮游植物生存的物质基础。由于营养盐分布的时空变化性和浮游植物间对营养元素的吸收、储存能力及用其进行生存的潜力的不同性,研究各海域营养盐对浮游植物生长、生理的影响始终是一个热点和难点问题。目前,叶绿素荧光技术作为一种新技术正被用于检测营养盐限制的研究。然而,有的学者研究发现,浮游植物叶绿素荧光特性的变化与微藻的种类和品系有关,同时也受限制性营养盐种类、营养盐限制程度等因素的影响。本论文通过实验室培养和现场实验相结合的方法对叶绿素荧光技术的应用进行探究,主要得到以下研究成果: 1通过实验室一次性培养的方法研究了缺N和缺P的七种海洋微藻分别添加充足的N、P前后PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)的变化。结果表明,柔弱角毛藻、圆筛藻等两种硅藻以及赤潮异湾藻、叉鞭金藻、亚新形扁藻F_v/F_m对N、P限制较敏感,而锥状斯氏藻和东海原甲藻F_v/F_m短时间内降低不明显。利用添加营养盐前后F_v/F_m比值的变化来检测浮游植物的营养盐限制并不是在所有的条件下都适用。对于很多种甲藻来说,F_v/F_m对N或P限制不敏感。 2通过实验室半连续培养的方法研究了N、P限制的裸甲藻和纤细角毛藻分别添加充足的N、P前后PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)的变化。结果表明,与一次性培养相比,利用F_v/F_m数值的高低不能很好的检测实验室半连续培养条件下两种微藻是否受到N、P限制。 3通过实验室一次性培养的方法研究了缺N和缺P的五种海洋微藻在15℃,20℃,25℃三个温度水平下分别添加充足的N、P前后PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)的变化。结果表明,F_v/F_m对N、P限制的敏感性更大程度上取决于藻种本身的特性,在微藻可以正常生长的温度范围内,温度对F_v/F_m的影响较弱。当用此方法来检测现场海域微藻营养盐限制时,可以忽略温度对该方法的影响。 4调查了青岛近海和东海F_v/F_m的平面分布。得出F_v/F_m的平面分布与叶绿素的平面分布、营养盐含量高低较为一致的结论。可用F_v/F_m反映浮游植物的营养水平。 5通过现场营养盐加富培养的方法研究了四个调查站位营养盐的限制情况。通过检测添加不同的营养元素后F_v/F_m的变化判断该水体浮游植物的营养盐限制情况。结果表明,对于浮游植物生长来说,青岛近海2号站为显著的P限制,6号站为N、P、Si的协同限制;东海DH2-3站和DH6-2站为显著的N限制。通过监测F_v/F_m的变化更能真实的反映营养盐对浮游植物的综合作用,更能反映出藻细胞实际的生理活性。做好引起浮游植物爆发性增殖的营养元素的排放监控、监测工作可在一定程度上避免赤潮的发生。 6通过现场围隔实验模拟赤潮爆发和消亡的方法研究了利用F_v/F_m的变化来反映赤潮的发展、演替。结果表明,伴随硅、甲藻赤潮的演替,F_v/F_m也出现了相应的周期变化,可由F_v/F_m数值的变化来判断赤潮的发展情况。通过监测F_v/F_m的变化来跟踪赤潮的发展变化是一种便捷、及时、准确的新途径。


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