随着工业化发展,化石燃料的大量使用,导致大气中CO₂浓度不断升高,加剧了全球变化（如海水升温、海洋酸化）,同时海水的富营养化也日益严重,特别是海水中磷浓度的增加对海洋植物的物质代谢和能量转换产生重要影响。海洋生态环境的变化也将对海洋初级生产力产生影响,进而影响到整个海洋生态系统。海洋大型藻类如何适应这些环境变化,越来越受到人们的关注。本次研究以大型海藻龙须菜作为实验研究对象,通过实验室内模拟海洋酸化、升温等环境条件的变化,研究磷浓度变化与大气CO₂浓度升高、海水温度变化对龙须菜光合生理生态效应。为预测和评估未来全球海洋环境变化对大型海藻的养殖和综合利用的影响提供相关理论基础。主要研究结果如下:1.在大气CO₂浓度（400 ppm）下,磷浓度从0.5μmol·L^-1到30μmol·L^-1时,龙须菜的相对生长速率和最大光合速率均有增加,暗呼吸速率降低。高CO₂浓度（1000 ppm）下,磷浓度变化的影响不明显。在大气CO₂浓度和高浓度CO₂下,随着磷浓度增加,龙须菜的叶绿素a、类胡萝卜素含量和实际光化学效率没有明显变化,但藻体的ATPase活性明显随着磷浓度增加而上升。结果表明,海洋酸化使龙须菜对于磷浓度的敏感性降低。2.在研究温度与磷浓度对龙须菜耦合效应时发现,在两种磷浓度条件下,龙须菜的生长速率在20 ℃时达到最大,温度升高（25 ℃）或降低（15 ℃）都显著抑制其生长,但磷浓度升高对龙须菜生长无显著效应。结果还显示,龙须菜的生化组分如可溶性碳水化合物、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、可溶性蛋白含量对温度不敏感,但磷浓度升高显著降低龙须菜的可溶性碳水化合物含量（19.48%）,琼胶含量（6.30%-19.79%）和琼胶中硫酸基含量（8.59%-29.29%）。对于藻红蛋白而言,当生长温度为20 ℃时,其含量最高,与此同时,磷浓度升高时,也显著提高龙须菜的藻红蛋白含量,在三个培养温度下分别提高63.36%（15 ℃）,38.71%（20 ℃）,45.27%（25 ℃）。结果还显示,在25 ℃时,磷浓度升高促进龙须菜的呼吸作用（96.6%）,但不影响龙须菜的最大光合作用速率。当培养温度为15 ℃时,磷浓度升高显著提高龙须菜的最大光合作用速率（68.43%）。这与ATPase活性呈现一致的趋势,即磷浓度升高在15 ℃时,提高ATPase活性98.0%,但在20 ℃和25 ℃时,无此效应。3.在大气CO₂浓度（400 ppm）下,磷浓度从0.5μmol·L^-1到30μmol·L^-1时,龙须菜的可溶性碳水化合物含量显著提高（50.26%）,但在高浓度CO₂（1000 ppm）条件下,磷浓度升高又显著降低龙须菜的可溶性碳水化合物含量,表明CO₂浓度升高抑制了磷浓度对龙须菜可溶性碳水化合物含量的促进作用。无论是在大气CO₂浓度还是高浓度CO₂条件,磷浓度升高都显著降低了龙须菜的琼胶含量（42.45%-45.16%）和硫酸基含量（47.17%-57.46%）,但CO₂浓度对琼胶含量无显著影响。以上结果表明,相对CO₂浓度来说,磷浓度是影响龙须菜琼胶含量和其琼胶品质的主要因素。即磷浓度升高,龙须菜的琼胶含量降低,但琼胶品质提升。以上结果表明:（1）磷浓度增加和CO₂加富均可提高龙须菜的生长速率。高浓度CO₂诱导的海洋酸化环境中,磷加富可以通过调节光合速率、暗呼吸速率和ATPase活性,改变能量利用效率从而调控龙须菜的生长。（2）龙须菜的光合作用在15℃到20℃范围随着温度上升而增强,同时ATPase活性降低,有利于藻体有机物的累积;在20℃到25℃中,出现相对生长速率和藻红蛋白（PE）含量的降低,ATPase活性增强,藻体代谢消耗增加,物质积累量减少。（3）温度过高或过低均会降低龙须菜相对生长速率,光合速率、藻胆蛋白等与ATPase活性强弱变化趋势不完全一致,ATPase活性不仅受温度和营养水平的影响,还受生物体整体代谢状态影响。（4）营养盐供应水平对龙须菜的产胶量以及琼胶品质有显著影响,磷浓度升高会使龙须菜产胶量降低但提高了琼胶品质。CO₂浓度和温度变动对龙须菜琼胶含量和品质无显著影响。