冬春季节温度升高条件下溞属（Daphnia）的种群动态和响应机制

论文摘要

多数研究者认为全球变暖进程会从多个方面影响生物生长发育,特别是冬春季节的温度升高。野外调查结果表明,在南湾水库中,随着季节变化,浮游动物生物量呈现一定的年际变动规律;溞属（Daphnia）作为水体生态系统中的关键因子,对水体中浮游藻类的控制效应十分显著,同时还能维持春季的长期清水态。溞属作为控制水体清水态的重要因子,其种群季节变动机制暗示其对水温波动具有显著响应。然而,目前针对溞属（Daphnia）的温控研究较少,且多集中在较适生长温度方面的研究,但溞属在冬春季节的生长状况才是水质保护工作中急切需要关注的。一方面,随着冬春季节水体温度的升高,溞属自身的种群动态不可预计。另一方面,作为溞属食物的藻类质量也会受到温度影响,从而间接影响溞属的种群动态。据此,我们研究不同环境温度条件下以及不同食物条件,溞属的生长发育以及营养状况会产生什么样的响应机制。研究结论如下:（1）2014年9月-2016年6月在南湾水库围绕溞属种群变动开展为期两年（每季节一次采样,共8次采样）的野外观测实验。结果表明,从时间尺度上来看,2015年和2016年冬春季节（12月至来年3月）,水温为9.16℃14.1℃时,溞属均达到了生物量的峰值,且在此期间水体相比其它季节保持较高的透明度;从空间尺度上来看,水库湖泊区的溞属的生物量显著高于沿岸带,同时水库湖泊区相较沿岸带也保持了更高的透明度。结合这两方面,结果揭示了溞属种群在春季的大规模发展可以有效地维持水体的清水态,控制浮游藻类的生长。然而,随着全球变暖进程的推进,冬春季节水温的升高可能会影响溞属种群的变动规律并进一步影响水体清水态的维持。为此,我们进一步设计控制实验,从环境温度以及食物质量两个方面对溞属生长发育的影响进行研究。（2）为验证溞属种群对不同环境温度的响应,我们开展了不同温度条件下透明溞生长生殖状况与脂肪酸分析的研究。结果表明,环境温度在12-16℃范围内时,透明溞（D.hyalina）的寿命随着温度的降低而升高,但当温度条件为10℃时,透明溞的寿命反而缩短,推测由于温度过低会影响透明溞的生长,使得寿命缩短,12℃寿命最长;同时透明溞个体大小会在一定的范围内随着温度降低而变小。环境温度在10-16℃范围内时,透明溞的生殖也受到温度变化的影响,14℃温度下透明溞具有最大怀卵数,幼体数也是14℃和16℃温度下最多,说明14℃可以刺激透明溞进行繁殖。低于此温度时,不利于透明溞生长及繁殖。高于此温度时,不利于繁殖,但有利于幼体的存活。环境温度在10-16℃范围内时,此时温度的升高可以增加透明溞的蜕皮速率。综合分析,从繁殖以及寿命方面考虑,12-14℃可能是透明溞的最佳生存温度。环境温度在10-16℃范围内时,透明溞的总脂肪酸含量与温度的变化呈现负相关关系,但其中不饱和脂肪酸含量随着温度变化差异性显著,透明溞个体单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸含量在14℃温度下达到最高,低于此温度以及高于此温度时,可以观测到含量均有下降,虽然在生物统计上不具有显著差异。（3）为验证作为溞属食物的藻类质量是否受到不同培养温度的影响,我们以小球藻为研究对象开展了在不同培养温度下的响应实验。实验结果显示:培养温度在10-16℃范围内,小球藻生长丰度随温度的升高而升高,其中10℃生长最为缓慢。随着温度的升高,小球藻生长活跃,其结团率也显著降低。另一方面,低温环境会促进小球藻总脂肪酸含量以及多不饱和脂肪酸含量的升高。12℃条件下,小球藻积累的多不饱和脂肪酸C18:3N3的含量显著高于其他处理组,因此,从溞属对不饱和脂肪酸的需求和摄取角度考虑,小球藻在12℃培养温度条件下具有更高的食物质量。（4）为进一步验证溞属的生长是否受到食物质量的调控,我们开展了不同食物质量下透明溞生长生殖差异及脂肪酸分析的研究。结果表明,16℃条件下的食物喂养的透明溞个体最大,显著高于其他食物条件;14℃温度条件下的食物喂养的透明溞繁殖情况最好;12℃-14℃温度之间的食物显著促进了溞属的繁殖;高质量的食物会促进透明溞的蜕皮速率。溞属自身脂肪酸含量主要受控于食物来源。12℃培养的食物由于其自身的不饱和脂肪酸含量高,引起溞属不饱和脂肪酸含量的升高,其中以C18:3N3最为明显;透明溞总脂肪酸含量的变化趋势也与不同温度食物总脂含量变化趋势一致。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 前言
•   1.1 枝角类研究现状与发展状态
•     1.1.1 枝角类的形态特征与习性
•     1.1.2 枝角类的生态区域分布以及在生态系统中发挥的作用
•   1.2 溞属生长与环境因素之间的关系研究进展
•     1.2.1 溞属种群变化对环境因素变化的响应研究
•     1.2.2 溞属面对温度变化时的响应对策
•   1.3 溞属脂肪酸的研究进展
•     1.3.1 溞属脂肪酸组成特点以及生理作用
•     1.3.2 温度影响溞属食物源脂肪酸的含量
•     1.3.3 食物中不饱和脂肪酸含量与溞属的关系
•   1.4 课题实验设计及研究目的
• 第二章 溞属（Daphnia）种群的时空响应和生态作用-以南湾水库为例
•   2.1 引言
•   2.2 材料与方法
•     2.2.1 研究地介绍
•     2.2.2 样品采集与分析
•     2.2.3 数据处理与分析
•   2.3 调查结果与分析
•     2.3.1 理化因素分析
•     2.3.2 浮游植物生物量的年际变化
•     2.3.3 浮游动物年际变化及与SD之间的关系
•   2.4 讨论
•     2.4.1 在时间尺度上水体透明度与溞属之间关系
•     2.4.2 在空间间尺度上水体透明度与溞属之间关系
•   2.5 小结
• 第三章 不同温度条件下透明溞生长生殖状况与脂肪酸分析
•   3.1 引言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 实验材料
•     3.2.2 实验设计
•     3.2.3 数据处理与分析
•   3.3 实验结果与分析
•     3.3.1 不同温度条件下透明溞体长及存活率
•     3.3.2 不同温度条件下透明溞生长繁殖差异
•     3.3.3 不同温度条件透明溞脂肪酸含量差异分析
•   3.4 讨论
•     3.4.1 温度不同对透明溞生长的影响
•     3.4.2 培养温度不同对透明溞发育繁殖的影响
•     3.4.3 培养温度不同对透明溞脂肪酸含量的影响
•   3.5 小结
• 第四章 溞属食物对不同培养温度的响应-以小球藻为例
•   4.1 引言
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 实验材料
•     4.2.2 实验设计
•     4.2.3 数据处理与分析
•   4.3 实验结果与分析
•     4.3.1 不同温度条件下小球藻生长丰度变化
•     4.3.2 不同温度条件下小球藻结团率变化
•     4.3.3 不同温度条件下小球藻脂肪酸含量差异
•   4.4 讨论
•     4.4.1 不同温度条件对小球藻生长及群体结构的影响
•     4.4.2 不同温度条件对小球藻脂肪酸含量及组成的影响
•   4.5 小结
• 第五章 不同食物质量下透明溞生长生殖差异及脂肪酸分析
•   5.1 引言
•   5.2 材料与方法
•     5.2.1 实验材料
•     5.2.2 实验设计
•     5.2.3 数据处理与分析
•   5.3 实验结果与分析
•     5.3.1 不同食物条件下透明溞生长繁殖差异
•     5.3.2 不同食物条件下透明溞脂肪酸差异分析
•   5.4 讨论
•     5.4.1 不同食物质量对透明溞生长繁殖的影响
•     5.4.2 不同食物质量对透明溞脂肪酸含量的影响
•   5.5 小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郜小龙

导师: 张曼

关键词: 溞属,温度,食物质量,脂肪酸含量

来源: 河南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 河南师范大学

分类号: Q958

DOI: 10.27118/d.cnki.ghesu.2019.000800

总页数: 77

文件大小: 3633K

下载量: 9