北大西洋典型海灣浮游異養(yǎng)細菌群落特征研究.pdf

1、浮游異養(yǎng)細菌是海洋微食物網(wǎng)的重要組成部分,通過被高營養(yǎng)級生物的攝食,將可溶性有機物質(zhì)轉(zhuǎn)移到更高的營養(yǎng)級,在海洋生物地化循環(huán)中占有重要的地位。本論文以浮游異養(yǎng)細菌生物量和群落結(jié)構(gòu)研究為切入點,利用海上現(xiàn)場調(diào)查結(jié)合分子生態(tài)學技術(shù),研究了北大西洋典型海灣(Logy灣、Goose灣和Melville湖)浮游異養(yǎng)細菌生物量、生長率、攝食死亡率和群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化、空間分布特征以及春季水華期間浮游異養(yǎng)細菌生長和群落結(jié)構(gòu)的時空變化,并進一步深入探討了

2、浮游異養(yǎng)細菌生長和群落結(jié)構(gòu)變化與環(huán)境因子問的關(guān)系。該研究對于揭示浮游異養(yǎng)細菌生物量和群落結(jié)構(gòu)的時空變化以及關(guān)鍵影響因素具有重要意義。
　　 一、研究了Logy灣海水表層浮游異養(yǎng)細菌生物量和群落結(jié)構(gòu)季節(jié)變化特征和主要的環(huán)境影響因素,結(jié)果如下:
　　 (1)Logy灣海水表層浮游異養(yǎng)細菌豐度和生物量均有顯著的季節(jié)變化。冬季(2月)較低,峰值出現(xiàn)在4月和8月。海水表層浮游異養(yǎng)細菌平均細胞體積在春季最大。利用熒光原位雜交技術(shù),研

3、究了海水表層浮游異養(yǎng)細菌群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化。結(jié)果表明,海水表層浮游異養(yǎng)細菌群落結(jié)構(gòu)具有較明顯的季節(jié)變化。各個季節(jié)Alpha-Proteobacteria和Cytophage-Flavobacter(CF)cluster是海洋異養(yǎng)細菌群落中的優(yōu)勢類群,而Beta-Proteobacteria在海洋異養(yǎng)細菌群落中所占比例最低。各主要類群在群落中的相對豐度較高值均出現(xiàn)在春季(4月-6月),而在冬季(2月),相對豐度均較低。
　　 (2

4、)利用稀釋法與熒光原位雜交相結(jié)合的方法,研究了海水表層浮游異養(yǎng)細菌及群落內(nèi)主要類群的生長率和受微型浮游動物影響的攝食死亡率的季節(jié)變化。結(jié)果表明,總異養(yǎng)細菌及其各主要類群的生長率和攝食死亡率具有明顯的季節(jié)變化,但變化趨勢有所不同?？偖愷B(yǎng)細菌的生長率和攝食死亡率夏季較高而冬季較低。Alpha-Proteobacteria在冬季生長率較高,其它類群的生長率和攝食死亡率則是夏季較高而冬季較低。
　　 (3)相關(guān)性分析和回歸分析結(jié)果表明,

5、溫度對該海域異養(yǎng)細菌的生長有顯著的影響,可以解釋40.60％總異養(yǎng)細菌和其主要類群生長率的變化。而葉綠素α濃度和DOC濃度則是影響浮游異養(yǎng)細菌豐度和細菌細胞體積的主要因素。浮游異養(yǎng)細菌與其群落內(nèi)不同類群的生長率具有顯著的相關(guān)性,表明異養(yǎng)細菌群落結(jié)構(gòu)的變化與異養(yǎng)細菌群落功能的改變可能有著密切的聯(lián)系。
　　 二、研究了Goose灣和Mellive湖浮游異養(yǎng)細菌生物量和群落結(jié)構(gòu)的分布特征和主要的環(huán)境影響因素,結(jié)果如下:
　　

6、(1)該海域浮游異養(yǎng)細菌豐度在空間上具有顯著的分布差異。平面分布上,由河口向遠海具有增加的趨勢。垂直分布上,浮游異養(yǎng)細菌豐度表層較高,在中部和底層較低。浮游異養(yǎng)細菌細胞體積大小和生物量平面分布上,由河口向遠海分布并無顯著差異。浮游異養(yǎng)細菌細胞體積大小隨深度的增加表現(xiàn)出增大的趨勢。浮游異養(yǎng)細菌生物量的垂直分布表現(xiàn)為隨著深度的增加,逐漸減小。在遠離河口的站位,中部和底部浮游異養(yǎng)細菌生物量的大小并無顯著差別,而距河口較近的站位中,中部浮游異養(yǎng)

7、細菌生物量高于表層。
　　 (2)浮游異養(yǎng)細菌群落結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明平面分布上Alpha-Proteobacteria和Beta-ProteDbacteria表現(xiàn)出顯著差異:距河口較近的站位Alpha-Proteobacteria在群落中相對豐度較低,而Beta-Proteobacteria在群落中相對豐度較高。距河口較遠站位,Alpha-Proteobacteria在群落中相對豐度較高。垂向分布上,在距河口較近的站位,除CF c

8、luster在中部表現(xiàn)出較高的相對豐度外,Alpha-,Beta-和Gamma-Proteobacteria隨深度的增加,相對豐度均未表現(xiàn)出顯著的差異。在距河口較遠的站位,在垂直分布上,除Alpha-Proteobacteria以外,其他各主要類群在表層的相對豐度較高較高,而Alpha-Proteobacteria的相對豐度表現(xiàn)出較一致的垂直分布。
　　 (3)表層浮游異養(yǎng)細菌及其主要類群的生長率和攝食死亡率空間分布的研究結(jié)果顯

9、示,不同站位的表層總浮游異養(yǎng)細菌生長率和死亡率均無顯著差異。不同優(yōu)勢類群比較,Alpha-Proteobacteria在高鹽度站位生長率較高,Beta-Proteobacteria和Gamma-Proteobacteria在低鹽度站位表現(xiàn)出較高的生長率,而CF cluster在不同站位的生長率和死亡率均無顯著差異。
　　 (4)相關(guān)性分析和回歸分析結(jié)果表明,溫度、DOC和DON是影響浮游異養(yǎng)細菌群落豐度和生物量的主要因素,而深度

10、和鹽度的變化是影響浮游異養(yǎng)細菌細胞體積的主要因素。生長率與不同類群在異養(yǎng)細菌群落中所占比例變化具有顯著的相關(guān)性,表明異養(yǎng)細菌對營養(yǎng)物質(zhì)的利用是影響異養(yǎng)細菌群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。
　　 三、研究了Logy灣春季水華期間浮游異養(yǎng)細菌生物量和群落結(jié)構(gòu)的變化,并探討了其與環(huán)境因子變化之間的關(guān)系,初步明確了該海灣春季水華期間,浮游異養(yǎng)細菌群落結(jié)構(gòu)變化的趨勢和控制因素。
　　 (1)浮游異養(yǎng)細菌群落的豐度和生物量的峰值都出現(xiàn)在水華的發(fā)

11、展階段。異養(yǎng)細菌細胞體積的峰值則出現(xiàn)在水華的消亡階段。浮游異養(yǎng)細菌的群落結(jié)構(gòu)的變化表現(xiàn)為,Alpha-Proteobacteria在水華的起始階段相對豐度較高,而CF cluster在水華的消亡階段表現(xiàn)出較高的相對豐度。
　　 (2)海水表層浮游異養(yǎng)及群落內(nèi)部不同類群的生長率表現(xiàn)出一定的差異性:在水華消亡階段,除Gamma-Proteobacteria外,總浮游異養(yǎng)細菌及群落內(nèi)主要類群均在水華的消亡階段表現(xiàn)出較高的生長率。海水表