海洋浮游植物群落的比生长率

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1、第20卷第9期地球科学进展Vol.20No.92005年9月ADVANCESINEARTHSCIENCESep.，2005文章编号：1001-8166（2005）09-0939-07*海洋浮游植物群落的比生长率12孙军，宁修仁（1.中国科学院海洋研究所海洋环境与生态重点实验室，山东青岛266071；2.国家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州310012）摘要：系统地介绍了海洋浮游植物群落比生长率（μ）及其相关概念。介绍和比较分析了研究μ的细胞分裂周期法、生物化学指示物法、模型法和去除摄食者稀释法这4类方法，推荐去除摄食者稀释法作为中国

2、近海μ研究的重要方法。比较各海区μ的分布规律，初步发现：①μ与群落物种组成密切相关；②μ在大洋低于近岸；③μ在近岸中等营养高于富营养水域；④小粒径浮游植物μ高于大粒径浮游植物。但还有很多未知的情况，尤其是在中国海区此类工作还很薄弱，需加强，为更深入了解海洋生态系统奠定基础。关键词：浮游植物；比生长率；群落；初级生产力；生物量中图分类号：Q948.1文献标识码：A海洋浮游植物是海洋生态系统中最重要的初级量，是变化的。而初级生产力则是比生长率与生物生产者，其生物量和生产力的变化，在很大程度上会量的乘积。由上式可以看出浮游植物比生长率、

3、生影响整个海洋生态系统的结构和功能。近年的各种物量和初级生产力这三者存在的必然联系。浮游植大型国际海洋综合研究项目的结果表明，浮游植物物的比生长率之所以难估算主要是由于：①浮游植［1］［2］在碳通量、云反照率（cloudalbedo）和海水光通物的群落生物量很难测算；②初级生产力的大部分［3］量与热通量上影响着全球气候。浮游植物的所以溶解有机态的形式流失，这也造成初级生产力与有这些作用都是和它的初级生产过程和生长密切相群落生长率很难形成线性相关。关的，所以研究浮游植物的生长具有重要的意单一的浮游植物种群的“生长率”是比较容易［4～

4、6］义。确定的。绝大多数的浮游植物单一种群的生长是符合指数增长模型的：1海洋浮游植物比生长率及其相关概念NNeμtt＝0长期以来一直困扰海洋学家的一个问题就是浮其中，Nt是t时刻浮游植物生物量；N0是初始浮游植物自然群落生长率的测定问题。一般海洋浮游游植物生物量；t是生长的时间；μ是比生长率。当植物的“生长率”是由下式计算的：浮游植物的种群在最合适的环境条件下生长时，μ1dCt就成为一个不变的参数，一般称为最大比生长率μ＝Cdttμmax或内禀生长率（intrinsicgrowthrate）。每一个浮其中，Ct是t时刻浮游植物生物

5、量；dCt/dt是光合作游植物物种的最大比生长率是不同的，这对许多浮用速率。μ就是通常我们所说的“生长率”，实际上游植物物种可以共存于同一水体中是很重要的［7］。－1μ应该叫做比生长率，它的单位是d。μ是一个参与浮游植物比生长率相关的还有一个概念，就*收稿日期：2004-06-07；修回日期：2005-05-30.*基金项目：国家自然科学基金项目“胶州湾浮游植物对透明胞外聚合颗粒物产量的贡献研究”（编号：40306025）；国家自然科学基金重点项目“南海基础生产力结构的物理—生物海洋学耦合过程及其对碳循环的影响”（编号：90211

6、021）资助.作者简介：孙军（1972-），男，甘肃华亭人，研究员，主要从事海洋浮游生物生态学研究.E-mail：sunjun＠ms.qdio.ac.cn940地球科学进展第20卷是倍增时间，它是指浮游植物种群生物量增加一倍2.1细胞分裂周期法所需要的时间。它的计算如下式：这种方法是基于浮游植物细胞周期生长的模tln2式，是离散种群模型的一个假说。如果浮游植物种d＝μ群中正在分裂细胞在整个种群中的比例已知的话，其中，td是倍增时间。就可以应用下式求出浮游植物的比生长率［12～14］。曾经一些生物海洋学家在讨论浮游植物的生长ln（1

7、＋f）μ＝时常用每天倍增的次数作为浮游植物生长的指td［8］μ其中td是细胞分裂周期时间，比如2次有丝分裂的标，也称为“μ”，但它等于。ln2期间；f是未分裂细胞占整个种群的比例。如果要精确估算比生长率，需要对生物量有一这种方法由于比较复杂和繁琐，使用的人不多。个精确的测量，但实际研究中也要考虑精确测量的Rivkin［15～17］近年来经常使用这种方法来估算真核可操作性。涉及浮游植物比生长率估算的生物量测藻类的比生长率。这种方法通常是将同位素标记的量类型主要有：细胞丰度、叶绿素a、干重、种群体胸腺嘧啶脱氧核苷加入浮游植物的自然群落

8、中进行积、颗粒碳、颗粒氮、颗粒磷、ATP、类胡萝卜素、蛋白培养，然后将不同种的细胞分离出来，通过同位素的［9］质、糖、脂肪、热值等。这些生物量指标中最常用测量，用以检测正在分裂细胞占种群的比例。另外，的是细胞丰度和叶绿素a，但由于现今生态系统动Ri