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潮间带海藻场由大型海藻群体构成,在海岸带生态系统中发挥着重要作用。然而近年来,全球范围内的天然海藻场资源呈现出退化趋势。栖息于潮间带环境中的大型海藻处于交替的海洋和陆地环境条件变化中,除了在低潮期间,遭受一系列不利条件,包括高温、渗透压和干燥胁迫等,还要面临日益严重的海洋污染问题如多环芳烃污染和富营养化等。生活史早期阶段是海藻的瓶颈期,大型海藻萌发孢子体较成体对环境胁迫更为敏感。因此,研究海藻早期阶段对环境胁迫的耐受力以分析潮间带海藻场退化的原因是必要的,同时也可为海藻场的生态修复提供技术依据。本文以鼠尾藻萌发孢子体为研究对象,考查了潮间带物理胁迫和环境污染对其生长与生存的影响。主要研究结果如下: 1.潮间带干露条件下环境因子对鼠尾藻萌发孢子体的胁迫 以鼠尾藻萌发孢子体为材料,模拟潮间带潮汐循环,采用全析因设计(Full Factorial Designs)分析了鼠尾藻萌发孢子体对温度、盐度和干燥的耐受力。结果表明温度、盐度和干燥显著影响了萌发孢子体的生长和生存。在浸没于25℃正常海水的条件下,萌发孢子体生长迅速,相对生长率(RGR,%day-1)超过16%。尽管在中等胁迫条件下,萌发孢子体的生长受到抑制,但RGR仍超过13%。只有在35℃和9h干燥处理中,RGR低于10%。相对于生长而言,萌发孢子体的生存受物理胁迫的影响较小。萌发孢子体在适宜条件下(25℃及30℃全浸没)存活率超过90%,在中等条件下亦超过40%。然而,在极端条件下(9h干燥及浸没于盐度12的35℃海水中)存活率低于10%。以上结果表明,鼠尾藻萌发孢子体对物理胁迫具有很强的耐受力。除主效应外,温度、盐度和干燥间的二维和三维交互作用均对萌发孢子体的生长和生存有显著影响。基于效应大小评估(Magnitude of Effect),干燥是影响生长和生存的首要因素。 2.潮间带海水浸没条件下环境因子对鼠尾藻萌发孢子体的胁迫 模拟潮间带浸没条件采用全析因设计分析了鼠尾藻萌发孢子体对温度、盐度、盐度处理频率和盐度处理时间的耐受力。结果表明萌发孢子体的生长及生存受盐度及其处理时间影响显著,而盐度处理频率未有显著影响。除主效外,四种胁迫因素间的二维和三维交互作用均显著影响了萌发孢子体的生长。当培养在30℃的正常海水中,萌发孢子体生长迅速,相对生长率(RGR,%day-1)超过16%。虽然在低盐和高盐胁迫下,生长受到显著抑制,但相对生长率仍超过12%,而35℃下低于10%。与生长相比,生存对渗透压胁迫更具耐受力。经过12天的胁迫,多数处理的萌发孢子体存活率超过60%。只有在极端条件下存活率降至10%以下。尽管渗透压对萌发孢子体的生存亦有显著影响,但在大多数条件下仍保持较快生长和较高存活率。通常的自然条件对鼠尾藻萌发孢子体的生存不造成威胁。 3.物理胁迫对鼠尾藻萌发孢子体的效应分析 采用概率单位回归分析(Probit Regression Analysis),评价了高温、低盐、干燥单因子及高温低盐(盐度为12的35 oC海水)复合因子对鼠尾藻萌发孢子体的胁迫效应,以期揭示鼠尾藻场退化是否与物理胁迫因素有关。研究结果表明高温35℃、36℃、37℃、38℃、39℃和40℃的半致死时间分别为77.261h、57.850h、16.37h、15.826h、10.984h和4.304h。24h的半致死高温为36.865℃。在低盐处理中,淡水的半致死时间为47.559h。当培养在盐度为27至7的海水中108h后,存活率仍超过60%。干燥和高温低盐的半致死时间分别为6.993h和9.824h。本研究中,可能出现的40℃高温和高温低盐(盐度为12的35℃海水)直接影响了萌发孢子体的生存,暗示了鼠尾藻场的退化与日益增加的极端气候事件有关。 4.环境污染对鼠尾藻萌发孢子体的效应分析 采用析因设计评价了多环芳烃—蒽和富营养对鼠尾藻萌发孢子体的胁迫效应。研究结果表明萌发孢子体的生存和生长均受到高浓度蒽(5mgL–1和10mgL–1)的抑制,在此高浓度蒽溶液中培养25天后,存活率低于50%,相对生长率低于1%。然而低浓度蒽(0.01~1mgL–1)对萌发孢子体的生存和生长无显著影响。此外,重度富营养和氮磷比失调均对萌发孢子体的生存和生长无显著影响。研究结果暗示了多环芳烃—蒽污染较富营养化对鼠尾藻影响明显,重度蒽污染可直接导致鼠尾藻场的退化。