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目前,大气CO2浓度升高及其导致的气候变化越来越受到环境与生态学家的关注。海洋作为地球上最大的碳汇,大量吸收人为活动产生的CO2。海水CO2浓度增加引起其中碳酸盐系统改变和pH下降,这一环境变化将对海洋生态系统产生深远影响。大型海藻作为主要初级生产者,在近海碳循环中发挥非常重要的作用;同时,它们中许多种类也是近海海藻栽培对象,大气CO2浓度升高如何影响这些海藻生命功能已成为海洋生态学家的研究热点。随着CO2升高,海洋其它重要环境条件也正在发生改变,如表面平均温度升高、富营养化加剧等,然而,目前对CO2浓度升高与其它重要环境因素相互作用如何影响大型海藻还知之甚少。因此,本研究选用我国南方海域主要栽培种类龙须菜和坛紫菜、以及常见种类石莼作为研究对象,探讨以大气CO2浓度升高为主要特征的气候变化对大型海藻生长、生化组分、氮同化能力、光合与呼吸作用及抗氧化特性方面的影响,主要得到以下结果:（1）CO2浓度和温度升高对石莼和龙须菜生长和生化组分影响的实验结果表明,CO2和温度升高对石莼相对生长速率（RGR）作用不明显,而这两种因素协同作用促进龙须菜RGR增长。随着温度上升,高CO2促进石莼叶绿素a（Chla）和类胡萝卜素（Car）含量及龙须菜藻胆蛋白含量（PB）增加,而对两种海藻的可溶性碳水化合物（SC）和可溶性蛋白质（SP）含量均无显著影响。它们的总脂肪酸含量（TFAs）变化趋势为:CO2升高降低石莼TFAs（降幅已达8%）而促进龙须菜含量增加（增幅3-5%）,温度升高增加石莼TFAs（增幅约18%）却引起龙须菜含量下降,降幅在14%以内。（2）长期与短期CO2浓度和温度升高、短时遮光的多因素交互作用研究结果显示,温度对光合与呼吸作用的效应显著,低温时石莼和龙须菜光合与呼吸速率比高温时大。CO2和温度升高相互作用提高石莼光合速率,且该藻硝酸还原酶（NR）活性增强。龙须菜对CO2和温度升高的响应结果表明,不论CO2升高与否,温度升高该藻Chla/PB比值升高,而其最大电子传递速率（ETRm）、光能利用效率（α）、SOD、POD和CAT活性明显下降;同时,该藻的光化学淬灭（qP）和有效光量子产量(YⅡ)显著下降,而其非光化学淬灭（NPQ）和调节性能量耗散量子产量(YNP Q)明显升高,但其非调节性能量耗散量子产量(YNO)保持不变。（3）坛紫菜生长、光合与呼吸作用对温室效应响应的实验结果显示,CO2和温度升高不改变该藻RGR,而CO2升高抑制其光合速率（Pn或Pg）,温度升高则能缓解这一抑制效应。温度升高增强该藻的呼吸速率（Rd）,而CO2升高对其作用不明显。在14-30oC范围内,坛紫菜Rd/Pg比值保持不变,此时其Pg和Rd对温度的敏感性（Q10值）接近;当温度超过34oC时,该比值迅速提高。此外,CO2升高与富营养化相互作用促进坛紫菜的RGR、ETRm和NR酶活性增强。由该藻NR酶活对海水pH和温度的响应曲线可知,pH较低（pH<7.6）或较高（pH>9.1）均会抑制其NR活性,且该酶活最适温度趋于低温变化。（4）不同光强条件下温度升高对石莼和龙须菜光合作用影响的研究结果表明,光合作用对温度的响应与光强水平有关,即光强≥320μmol photons m-2 s-1时,其光合作用对温度的响应较明显,光强低于160μmol photons m-2 s-1则变化不大。低温时,光强升高对两种海藻无机碳利用和叶绿素荧光参数的效应较显著。此时光强升高引起石莼表观羧化效率（ACE）、YNO下降及NPQ、YNPQ和pH补偿点升高,对其CO2亲和力（Km）作用不明显;然而,高光强促进龙须菜ACE和YⅡ增大及Km降低,对其NPQ、YNP Q、YNO和pH补偿点均无明显影响。综上,大气CO2升高与温度升高、富营养化的耦合作用影响大型海藻的生长、生化组分含量、氮同化、光合与呼吸特性以及抗氧化酶活。大型海藻通过对其光合功能调控,实现光能和底物适度调配来应对气候变化带来的影响。