長江口及鄰近海域浮游植物生長的光照效應研究.pdf

1、海洋赤潮問題已經(jīng)成為困擾世界沿海國家的重要環(huán)境問題之一。本論文針對長江口及鄰近海域赤潮發(fā)生機制研究，為闡述光照效應在該海域赤潮發(fā)生中的作用，應用現(xiàn)場培養(yǎng)實驗與模擬計算相結合的方法，著重研究了該海域典型赤潮生物[中肋骨條藻(Skeletonema Costatum Cleve)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)]生長的光照效應。應用現(xiàn)場培養(yǎng)實驗方法，測定了該海域主要赤潮生物中肋骨條藻、東海原甲藻等7種浮

2、游植物生長的最適光照及相關溫度效應，并在浮游植物生長光照模型的基礎上，改進了水生生態(tài)系統(tǒng)浮游植物生物量分布光照效應的半定量評價方法，并據(jù)此對長江口及鄰近海域2種重要赤潮藻(東海原甲藻和中肋骨條藻)生物量的垂直分布、平面分布與光照的關系進行了研究：進一步利用長期序列資料，探討了近50a來光照效應與長江口及鄰近海域浮游植物生物量年代變化規(guī)律的關系。主要得出如下結論： 1)改進的水生生態(tài)系統(tǒng)浮游植物生長光照效應分析法是建立在浮游植物光

3、照效應模型的基礎上，綜合反映了浮游植物生長特性和海水中的光照特性?！案∮沃参锷L光效水柱累積指數(shù)”指標可以用于半定量分析浮游植物平面分布的光照效應；生長的“最適光效深度”矗指標，輔以浮游植物生長光效指數(shù)的斷面分布可以用于半定量分析浮游植物垂直分布的光照效應。 2)證實了在長江口及鄰近海域，在營養(yǎng)鹽、溫度等環(huán)境因子適宜的情況下，海水中的光照強度是限制赤潮進一步向近岸方向擴展的關鍵因素。 用生長光照效應分析法，結合現(xiàn)場培養(yǎng)實

4、驗得到的生長參數(shù)進行的模擬計算發(fā)現(xiàn)，浮游植物生長光效水柱累積指數(shù)由近岸向遠岸逐漸增加，與調查結果的比較表明，光照是限制長江口及鄰近海域浮游植物生物量高值區(qū)向近岸方向擴展的關鍵因素。赤潮在“赤潮高發(fā)區(qū)”這個特定海域發(fā)生是水體光照和營養(yǎng)鹽權衡的結果。 3)光照的適宜性是中肋骨條藻（Skeletonema Costatum Cleve)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)分別在表層和次表層大量繁殖，形

5、成高密度區(qū)進而發(fā)展成為赤潮的重要原因之一。 用生長光照效應分析法，結合現(xiàn)場培養(yǎng)實驗得到的生長參數(shù)進行的模擬計算發(fā)現(xiàn)，中肋骨條藻生長的最適光效深度位于0.4m左右的表層，東海原甲藻的位于水深4m左右(春夏季節(jié))的次表層；這與調查中發(fā)現(xiàn)的中肋骨條藻的高密度區(qū)經(jīng)常在表層，東海原甲藻的高密度區(qū)經(jīng)常在次表層一致。這表明在營養(yǎng)鹽等其它因子適宜時，光照的適宜性是中肋骨條藻和東海原甲藻分別在表層和次表層大量繁殖，形成高密度區(qū)進而發(fā)展為赤潮的重要

6、原因之一。 4)自20世紀50年代末至21世紀初，長江口及鄰近海域海面太陽輻射與浮游植物生物量的年代變化規(guī)律有一定的相關性，光照效應對浮游植物生物量的長期波動規(guī)律有一定影響。 長江口及鄰近海域CDNet-PPT、Chl-aSur,、Chl-aEu、PP的年代變化規(guī)律與海面太陽輻射之間存在相關性，特別是年均Chl-aSur,、Chl-aEu、PP三者與海面太陽輻射之間具有顯著或極顯著的線性相關關系(依次為p<0.01，p<

7、0.05，p<0.05)：而且年均CDNet-PPT、Chl-aSur、Chl-aEu、PP與海面太陽輻射波動規(guī)律存在一定的相似性，根據(jù)夾角余弦計算的相似性系數(shù)分別為0.53、0.66、0.81、0.57。這種高相關性在一定程度上說明，光照效應對浮游植物生物量長期波動規(guī)律有一定影響。 總之，通過綜合分析長江口及鄰近海域浮游植物生物量平面分布、垂直分布和年代變化的光照效應，證明光照是影響該海域赤潮發(fā)生的重要因素。改進的“浮游植物生