海洋浮游植物群落演替模式的营养盐响应机制研究

本研究拟选取9-12种我国典型海区常见的海洋浮游植物，在实验室可控条件进行共培养，以氮、磷、硅、铁四种营养元素为核心，从营养盐的组成、浓度、相对比率、输入方式和输入时机等五个方面，研究营养盐对海洋浮游植物群落演替的影响。将光镜计数法与18S rDNA探针检测法、酶活性测定法、粒径分析法相结合，尝试对海洋浮游植物群落动态与营养盐关系的定量分析，从营养动力学和生物自身特性等方面研究浮游植物群落演替模式的营养盐响应机制。本研究有利于加深理解海洋浮游植物与环境的相互关系,对通过调节特定海区营养盐条件防治有害赤潮和修复生态环境，具有重要的指导意义。

海洋浮游植物群落演替及种间关系是海洋生态系统的重要组成部分，受到各种环境因子的影响。营养盐是海洋浮游植物生长的必要条件，也是影响微藻群落演替的重要因子。本项目以氮、磷、铁三种营养元素为核心，分别选择3种和6种常见的海洋浮游植物，在实验室可控条件下，研究了营养盐水平、营养盐形态、营养盐输入方式对海洋浮游植物群落演替的营养盐响应机制。. 首先，研究了5种营养因子（N、P、Si、Fe、Mn）及其不同浓度梯度（0、f/2、f、2f）对赤潮异弯藻、塔马亚历山大藻和中肋骨条藻生长繁殖的影响，探讨其营养生理，确定其在最适条件下所能达到的最大生物量（即实验藻种AGP）。同时，研究了2种不同组合的典型微藻在不同营养盐水平下的竞争模式，初步探讨了群落演替模式的营养盐响应机制。. 其次，以氮、磷、铁三种营养元素为核心，分别选择了3种和6种常见的海洋浮游植物，在实验室可控条件下，研究了营养盐水平、营养盐形态、营养盐输入方式对海洋微藻群落演替的影响，探讨了群落演替模式的营养盐响应机制。. 3种浮游植物混合培养时，营养盐浓度（整体、N、P、Fe）实验中，三角褐指藻多数情况都占绝对的优势，而甲藻米氏凯伦藻受到严重抑制，但随营养盐浓度降低，米氏凯伦藻所占的比例有增大的趋势，盐藻在整体营养盐浓度下降时比例下降，在最适宜生长的N浓度所占比例最大，而低Fe浓度有利于盐藻在混合细胞中占据优势；氮源实验中，以NaNO3和尿素为氮源时三角褐指藻占据优势，NH4Cl 为氮源时盐藻为优势藻种；磷源实验中，有机磷源能增强三角褐指藻群落优势；不同的营养盐输入方式对3种藻群落关系影响比较大，高频率的营养盐输入增强三角褐指藻的种群优势。. 6种藻类混合培养实验中，在高营养盐浓度、低N浓度、高P浓度、较低的Fe浓度，以尿素为氮源、三磷酸腺苷二钠为磷源时，绿藻为优势种群，且以扁藻为主；在低营养盐浓度、高N浓度、低P浓度、较高的Fe浓度，以NaNO3和NH4Cl为氮源，NaH2PO4和甘油磷酸钠为P源时，硅藻为优势种群；不同的营养盐输入模式下，硅藻随输入频率的减弱，竞争力有所下降，但是都能保持一定的优势，每2天一次输入的方式，三角褐指藻比例能达到85%，说明脉冲输入有利于硅藻成为优势种；但甲藻类种群都受到抑制，不能正常生长。因此，硅藻（特别是三角褐指藻）在群落演替过程中，具有较强的竞争优势。