中国典型海域超微型生物生态学初步研究

来源 :中国科学院海洋研究所 | 被引量 : 6次 | 上传用户:dpf443398
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通过流式细胞技术(FCM)调查了我国东海、南海和胶州湾的几类超微型浮游生物,包括聚球藻(Synechococcus),原绿球藻(Prochlorococcus),超微型真核生物和异养细菌的空间分布、季节变化及与环境因子之间的关系。开展了一系列现场实验对几种常量和微量营养元素对4类超微型浮游生物生长的影响进行了初步的研究。另外,对细胞周期法估计原绿球藻的生长率,以及用流式细胞仪分析病毒粒子的数量分布做了尝试性的工作。主要结果如下: 1在东海黑潮区,超微型浮游植物约占叶绿素生物量的60%多,在其它海区,约占10—40%。原绿球藻的季节变化较大,冬季主要分布在黑潮流域,夏季可达50米等深线附近。在黑潮区,原绿球藻与聚球藻细胞密度的比值在10左右,在其它海区,比值为1—2。超微型浮游生物群落结构从沿岸到外海变化较复杂。在南海,平均70%多的叶绿素生物量由超微型浮游植物提供,而原绿球藻则为超微型自养浮游生物碳生物量的主要贡献者,平均约占30%。整个南海在海水性质上接近贫营养大洋海区,原绿球藻和聚球藻的细胞密度比为15~160,海盆区和岛礁区超微型浮游生物群落结构有所差别。 超微型浮游生物的分布和群落结构在两个海区均受海流、水团及水柱理化性质的影响。总的看来,海流、水团的性质越接近大洋,超微型浮游生物在生态系统中的地位相对越重要,而原绿球藻在生物量和生产力上的相对贡献也越大。原绿球藻在东海的分布除受水流、水团的作用外,在冬季还受温度的限制。冬季原绿球藻大体限于黑潮流域,而夏季则可分布到50米等深线附近。从大尺度范围看,从近岸到外海,或从中营养海区到贫营养海区过渡的过程中,原绿球藻和异养细菌的丰度变化呈相反趋势,它们与聚球藻之间的变化趋势因海区的不同而 — —一 存有差异,这可能是山于多.认系聚球藻同时存在的原囚。这些相关性 在水质条件变化幅度剧烈的东海表现得显著,而在海水水质条件差别 不大的南海则不明显。 在垂直分布上,超微型浮游植物的分hi与水柱的分层、营养状况都 有关系。在上混合层较浅,硝酸盐在检测限以上的东海大部分海区, 超微型浮游植物的最大层与硝酸盐跃层深度有关,而在上混合层较深, 混合层中硝酸盐的浓度低于检测限的南海海盆区,原绿球藻的高值分’ 布似乎与氨氮的浓度有关。小尺度范围内超微型浮游生物的数量和群 落结构的变化不仅与温度,营养盐浓度有关,还与水柱的物理结构(如 混合层发育的情况)有关。 2南海营养盐添加实验表明,原绿球藻似乎更受磷限制,而聚球藻 和超微型真核生物对铬氮的添加反应更明显。在生理上,原绿球藻与 聚球藻和超微型真核浮游植物有明显差别,后两者对营养盐添加的反 应接近。原绿球藻对钻添加的反应大于铁添加的反应,而后两者则对 铁添加的反应较强。在某些营养生理特性上,原绿球藻似乎更接近异 养细菌。 75米层海水铁添加实验表明,不同浓度的铁均促进nano一级的浮 游植物的生长;对于超微型浮游植物来说,纳摩尔级铁的添加有利于 超微型真核生物的生长,而更高浓度的铁添加则对聚球藻和原绿球藻 的生长有利。 虽然钻的加入有利于原绿球藻的生长,但是维生素 巳。的加入对其 生长无明显的影响,说明钻在原绿球藻的生理代谢过程中可能有合成 维生素巳。以外的作用。钻的添加对聚球藻的生长无明显影响,但不同 浓度的维生素B。的添加均能促进聚球藻的生长,说明大洋中的聚球藻 品系可能不能自己合成该种维生索。无论是钻还是维生索巳。对超微型 真核生物的生长均无显著的影响。 铝与铁均参与硝酸盐的还原和固氮作用,但铝的添加只对聚球藻有 明显的促进作用,对其它儿类超微型浮游生物的影响不明显。 3现场培养实验表明,原绿球藻在生理上能耐受的温度下限比其自 且且 )——一然分布的温度下限更低,说明冬季限制原绿球藻向近岸分布的是多种环境因子共同作用的结果。实验表明,种间相互作用,微量金属元素,以及水体的物理化学条件等都是制约原绿球藻近岸分布的囚素。 4 细胞周朋法估计南悔75米层原绿球藻的生长率为0.54/天。 5 流式细胞仪在东海尔部检测一类病毒粒子的数量在 10*毫
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