环境因子对两种赤潮高发藻生长及叶绿素荧光特性的影响

论文摘要

浮游植物是水生生态系统的初级生产者,在水生生态系统中具有特殊的生态位。浮游植物在短时间内的爆发性增殖现象称为藻华（淡水中称水华,海洋中称赤潮）。部分浮游植物因含毒素或可分泌粘液[1],会对次级生产者和其它消费者造成危害,进而破坏海洋生态平衡。由于径流、近年来污水排放、生活垃圾倾倒等因素,水域富营养盐化程度严重[2],赤潮发生的频率也越来越高,其中东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和中肋骨条藻（Skeletonema costaum）赤潮在我国浙江沿海、长江口等海域频频发生,成为我国东海海域赤潮高发藻和常年优势种之一[3]。浮游植物通过光合作用合成富能有机物并释放氧气,光合作用是其最基本、最重要的生理特性,对环境因子变化极其敏感,环境因子的限制作用对赤潮的终止存在影响。植物光合作用的各个步骤密切耦联,酶的活性、光电子传递速率等任何变化都会影响到植物的光系统Ⅱ（PSⅡ）从而引起荧光变化,叶绿素荧光技术可简便快捷的探测所有光合作用过程的变化,因此其作为光合作用的探针近年来在研究植物的胁迫作用方面得到广泛应用。本文为了解温度、光照和磷酸盐三个环境因子及其交互作用对东海原甲藻和中肋骨条藻生长及叶绿素荧光特性的影响,每个环境因子设置3个水平(温度:17、23、29℃;光照:80、120、160μmol photons m-2s-1;磷酸盐:0.1、1、10μmol/L),考虑环境因子间的两两交互作用,应用L18（37）正交实验表安排室内培养实验,研究两种赤潮藻的叶绿素a含量和光合活性的变化。结果如下:1.3因素3水平的实验中,东海原甲藻在17-23℃、80-120μmol photons m-2s-1、10μmol/L的条件下东海原甲藻叶绿素a峰值最高,最优环境因子水平组合为23℃、80μmol photons m-2s-1、10μmol/L。磷酸盐对叶绿素a峰值造成极其显著的影响（P<0.01）,光照、温度和温度与磷酸盐间的交互作用对叶绿素a峰值造成显著影响（P<0.05）,当磷酸盐浓度为10μmol/L,温度为23℃时,温度与磷酸盐间的交互作用对叶绿素a峰值产生显著影响,此时叶绿素a峰值最高。当磷酸盐浓度为1μmol/L时,东海原甲藻在17-23℃、80-120μmol photons m-2s-1的温度和光照水平下,叶绿素a能保持稳定缓慢的升高。当温度光照条件为17-23℃、80-120μmol photons m-2s-1时,通过比较营养盐有连续补充输入海域或高富营养化水域（10μmol/L）和实际赤潮高发海域（1μmol/L）两种情况下东海原甲藻叶绿素荧光参数发现,10μmol/L实验组的α、rETRmax和IK高于1μmol/L的实验组,Fv/Fm略低于1 μmol/L实验组。说明东海原甲藻在1 0μmol/L磷酸盐浓度下光合作用速率更高,在1μmol/L磷酸盐浓度下光合活性更高。2.中肋骨条藻在10μmol/L磷酸盐浓度下叶绿素a峰值能达到较高水平,其中最优环境因子水平组合为23℃、120μmol photons m-2s-1、10μmol/L。在培养期间,磷酸盐浓度对中肋骨条藻叶绿素a峰值造成极其显著的影响（P<0.01）,温度、光照及两两间的交互作用未对叶绿素a峰值造成显著影响（P>0.05）。中肋骨条藻在10μmol/L磷酸盐浓度下光合活性更高,但光能利用效率α并未随磷酸盐浓度表现出明显差异。当中肋骨条藻处于10μmol/L和1μmol/L磷酸盐浓度时,光照对最大量子产量Fv/Fm造成显著影响（P<0.05）,10μmol/L磷酸盐浓度下,Fv/Fm在160μmol photons m-2s-1 光强下较低,在80和 120μmol photons m-2s-1光强下较高;在1μmol/L磷酸盐浓度下,Fv/Fm在120μmol photons m-2s-1光强下最低。本文从叶绿素a和叶绿素荧光参数两个指标来探讨环境因子水平及其交互作用对东海原甲藻和中肋骨条藻生长和光合活性的影响,得出了东海原甲藻和中肋骨条藻生长的最优温度光照和营养盐组合,探究了两种赤潮藻在最优条件和实际海域中可能爆发赤潮,两种条件下的光合活性变化,为东海原甲藻和中肋骨条藻赤潮爆发机制奠定基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
•   1.1 赤潮现状
•   1.2 研究对象
•   1.3 影响藻类的环境因子
•     1.3.1 温度
•     1.3.2 光照
•     1.3.3 营养盐
•     1.3.4 其他环境因子
•   1.4 叶绿素荧光技术
•     1.4.1 叶绿素荧光技术的研究进展
•     1.4.2 叶绿素荧光技术的应用进程
•   1.5 研究路线
•   1.6 研究目的及意义
• 第二章 环境因子对东海原甲藻生长及叶绿素荧光特性的影响
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 藻种培养
•     2.1.2 实验方法与数据采集
•     2.1.3 正交实验设计
•     2.1.4 数据分析与处理
•   2.2 结果
•     2.2.1 环境因子对东海原甲藻叶绿素a峰值的影响
•     2.2.2 环境因子对东海原甲藻叶绿素荧光参数的影响
•   2.3 分析与讨论
•     2.3.1 东海原甲藻叶绿素a浓度
•     2.3.2 东海原甲藻光合活性
•   2.4 小结
• 第三章 环境因子对中肋骨条藻生长及叶绿素荧光特性的影响
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 藻种培养
•     3.1.2 实验方法与数据采集
•     3.1.3 正交实验设计
•     3.1.4 数据分析与处理
•   3.2 结果
•     3.2.1 环境因子对中肋骨条藻叶绿素a峰值的影响
•     3.2.2 环境因子对中肋骨条藻叶绿素荧光参数的影响
•   3.3 分析与讨论
•     3.3.1 中肋骨条藻叶绿素a浓度
•     3.3.2 中肋骨条藻光合活性
•   3.4 小结
• 第四章 相同环境下东海原甲藻与中肋骨条藻生长及光合活性的变化
•   4.1 东海原甲藻和中肋骨条藻的生长变化
•   4.2 东海原甲藻和中肋骨条藻的光合活性变化
•   4.3 分析与讨论
•   4.4 小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•     5.1.1 环境因子对两种赤潮藻生长的影响
•     5.1.2 环境因子对两种赤潮藻光合活性的影响
•   5.2 存在问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋娅婷

导师: 林军,刘洪生

关键词: 东海原甲藻,中肋骨条藻,叶绿素荧光特性,正交实验

来源: 上海海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 上海海洋大学

分类号: X55

DOI: 10.27314/d.cnki.gsscu.2019.000568

总页数: 49

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