中国沿海典型赤潮藻的生态位研究

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1、摘要中国沿海典型赤潮藻的生态位研究赤潮形成机制是国际上近海海洋生态学研究的热点问题，但迄今为止，赤潮形成的确切生态学机理尚不清楚，而了解赤潮藻的生态特征和生存对策，有助于从理论上认识并揭示赤潮形成的条件与发生过程，对于赤潮的预测、防治和有效减灾是十分必要的。生态位理论是探讨生态系统中种问关系、群落演替的经典理论。赤潮的发生是原因种占据有利生态位并获得种群数量绝对优势的现象。赤潮藻各自具有不同的生态位，环境条件的改变必然引起藻类种间竞争关系和浮游植物群落结构的变化，甚至可能打破生态系统原有的平衡状态，从而引发赤潮。因此，了解赤潮藻的生态位特征将有助

2、于从机理上认识赤潮的发生。本论文以中国东海赤潮新记录种东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)、南海赤潮新记录种球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)以及潜在有毒硅藻尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschiapungens)等典型赤潮藻为研究对象，采用实验室培养的方法，测定了赤潮藻在不同的温度、盐度、光照和氮磷等条件下的存活、生长和繁殖生态幅，比较研究了3种典型赤潮藻的生态位特征，并以此为基础探讨了中国近海典型赤潮形成的生态学机理及发生规律。本论文的研究表明，赤潮藻的光照、温度和盐度生态幅与它们的生存、生长和繁

3、殖过程及能力密切相关。东海原甲藻为广温、广盐、广光性藻类，适应较低的光照、水温以及盐度的大幅波动，在早春水温介于15～20"C、盐度变化剧烈的水体中容易形成赤潮。球形棕囊藻为高温、高盐、狭光性藻类，耐受3112的高水温和盐度40以上的条件，但在光限制条件下缺乏竞争力，因此容易在中国南方海域的夏秋季形成赤潮。尖刺拟菱形藻为高温、低盐、广光性藻类，在盐度中国沿海典型赤潮藻的生态位研究介于15～20条件下具有优势，～般在春季形成赤潮。东海原甲藻温度、盐度和光照生态幅较宽，因而在种间竞争中具有优势，容易形成赤潮。赤潮藻的比生长率与N03‘_N浓度的关系符

4、合Michaelis-Menten方程。在氮限制条件下，尖刺拟菱形藻的比生长率最高，球形棕囊藻次之，东海原甲藻最低；而当氮营养充足(>1001xM)时，球形棕囊藻和东海原甲藻的生长不再受限，3种赤潮藻的生长速率差异不大。尿素是赤潮藻可吸收利用的有效氮源形式。赤潮藻对NlⅣ．N和尿素的吸收速率在营养输入后2分钟即达到最大值，20分钟后又显著衰减，表明赤潮藻对眦N和尿素的响应极其敏感。赤潮藻比生长率与p04s-．P浓度的对应关系符合Michaelis．Menten方程。在磷限制条件下，尖刺拟菱形藻因维持高生长率而占据优势；东海原甲藻和球形棕囊藻生长速

5、率的相对大小随P043一．P浓度而发生微妙改变：当磷浓度低于0．21xM时，东海原甲藻的比生长率大于球形棕囊藻，当I)043’-P超过0．2I．tM时，球形棕囊藻的比生长率超过东海原甲藻。赤潮藻对p043-_p的响应亦十分敏感。东海原甲藻、球形棕囊藻和尖刺拟菱形藻的最适N：P比率分别是30：1、30：1和10：1。赤潮藻的生长速率与氮磷浓度的关联度显著高于与N：P比率的关联度。赤潮藻的营养生态幅决定了它们在不同营养状态水体中的功能和地位：尖刺拟菱形藻属于典型的贫氮贫磷性藻类，东海原甲藻为富氮中磷性藻类，而球形棕囊藻为中氮高磷性藻类。在氮磷营养盐贫

6、瘠的水体中，尖刺拟菱形藻占据优势，而东海原甲藻和球形棕囊藻由于比生长率过低仅能维持种群存活；随着营养盐水平的逐渐上升，尤其是磷输入的增加，球形棕囊藻的生长速率迅速超过尖刺拟菱形藻而占据竞争优势；如果水体氮输入的大幅增加，东海原甲藻种群快速繁殖，形成赤潮的风险增大。高浓度的无机氮是诱发和维持大规模东海原甲藻赤潮的关键因子。关键词：生态位；生态幅；东海原甲藻；球形棕囊藻；尖刺拟菱形藻；温度；盐度；光照；氮；磷AbstractAStudyonNicheofRepresentativeHarmfulAlgalBloomSpeciesintheCoasta

7、lWatersofChinaXUNing(InstituteofHydrobiology,JinanUniversity,Guangzhou，China)DirectedbyProf．DUANShun-ShanOverthelastdecades，theglobalproblemofharmfulalgalblooms(HABs)hasexpandedbolllinextentandinitspublicperoeption．Knowledgeoftheecologicalcharacteristicsandsurvivalstrategieso

8、frepresentativeHABalgaeareveryimportantforimprovingtheforecast，preve