近岸水域微型浮游生物與水母暴發(fā)的交互影響.pdf

1、水母暴發(fā)是當(dāng)今嚴(yán)峻的生態(tài)災(zāi)害，已對生態(tài)系統(tǒng)造成一定的負(fù)面影響，然而其發(fā)生機(jī)理和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)尚不清楚。本文采用實(shí)驗(yàn)生態(tài)和現(xiàn)場跟蹤調(diào)查等手段研究了浮游植物對海月水母(Aurelia sp.1)不同生活史階段（水螅體和碟狀幼體）的行為和生長的影響，探討了九龍江河口和廈門南湖公園以弗洲指突水母(Blackfordia virginica)為優(yōu)勢種的小型水母暴發(fā)機(jī)制及生態(tài)效應(yīng);此外，通過培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究了弗洲指突水母暴發(fā)對細(xì)菌代謝特征的影響，進(jìn)而探討

2、了其對九龍江河口區(qū)碳流的影響。取得了如下主要結(jié)果;
　　1.浮游植物對海月水母不同生活史階段（水螅體和碟狀幼體）行為和生長的影響
　　通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析了不同浮游植物對海月水母水螅體的捕食行為和生長的影響。結(jié)果表明，海月水母水螅體對能運(yùn)動(dòng)的甲藻有較顯著的攝食行為，而對不能運(yùn)動(dòng)的硅藻幾乎無反應(yīng)。同時(shí)，海月水母水螅體對甲藻的攝食行為與甲藻的粒徑大小和密度呈正相關(guān)。雖然在胃含物分析中檢測到少量的較大顆粒的甲藻，如血紅哈卡藻(Akas

3、hiwo sanguinea)和鏈狀亞歷山大藻(Alexandriumcatenella)，但與浮游動(dòng)物相比，浮游植物不是海月水母水螅體主要的捕食餌料生物。浮游植物不能長時(shí)間作為餌料生物維持海月水母水螅體的生長和繁殖。而且高濃度的甲藻會(huì)導(dǎo)致海月水母水螅體迅速地死亡，也表明現(xiàn)場海區(qū)中若甲藻赤潮暴發(fā)時(shí)會(huì)抑制海月水母水螅體的生長和繁殖，進(jìn)而影響成體海月水母的暴發(fā)規(guī)模。
　　海月水母碟狀幼體的游動(dòng)頻率和恢復(fù)能力也會(huì)顯著受到浮游植物濃度的影

4、響。低濃度的鏈狀亞歷山大藻(0.25×105 cells L-1)與海月水母碟狀幼體共存，海月水母的游動(dòng)頻率與初始時(shí)無差異。但是當(dāng)濃度≥0.5×105 cells L-1時(shí)，與之共存的的碟狀幼體游動(dòng)頻率和恢復(fù)能力受到顯著抑制。而當(dāng)濃度達(dá)到3.0×105 cells L-1時(shí)，碟狀幼體幾乎全部死亡。鏈狀亞歷山大藻有毒株(ACDH01)與無毒株(CCMP2023)在濃度≥0.5×105 cells L-1時(shí)，均顯著抑制碟狀幼體的游動(dòng)頻率和恢

5、復(fù)能力。
　　低濃度的浮游植物(中肋骨條藻(Skeletonema costatum)、東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和鏈狀亞歷山大藻）在10天內(nèi)可維持海月水母碟狀幼體的生長，但是在20天內(nèi)，無法維持其生長。高濃度的浮游植物（藻華水平）對海月水母碟狀幼體的生長均是負(fù)效應(yīng)。因此，現(xiàn)場海區(qū)中若甲藻赤潮暴發(fā)會(huì)抑制海月水母碟狀幼體的生長和存活率，進(jìn)而也會(huì)影響成體海月水母的暴發(fā)規(guī)模。
　　2.河口區(qū)小型

6、水母暴發(fā)過程中浮游生物生態(tài)特征研究
　　通過2011和2012年春季九龍江河口小型水母暴發(fā)時(shí)期的生態(tài)調(diào)查研究，分析了浮游植物、微型浮游動(dòng)物以及小型水母種類組成和數(shù)量變動(dòng)特征，同時(shí)還分析了營養(yǎng)鹽、溫度和鹽度等環(huán)境參數(shù)。春季九龍江河口小型水母的優(yōu)勢種類為弗洲指突水母，其在2011和2012年的優(yōu)勢度分別為0.026和0.548。對水母暴發(fā)站位進(jìn)行重點(diǎn)分析表明，小型水母暴發(fā)期的優(yōu)勢浮游植物為顆粒直鏈藻(Melosira granulat

7、e)、針桿藻(Synedra spp.)，部分時(shí)期和站位斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)和微小亞歷山大藻(Alexandrium minutum)也為優(yōu)勢種類。小型水母暴發(fā)期主要特征光合色素為巖藻黃素，其濃度和相對含量與前期和后期均無顯著差異。無論是豐度還是生物量，九龍江河口水母暴發(fā)區(qū)無殼纖毛蟲均是絕對優(yōu)勢類群。小型水母暴發(fā)前期和非暴發(fā)期，微型浮游動(dòng)物總豐度無顯著差異。但是，小型水母的大量增加，特別是弗洲指突水母的數(shù)

8、量增加會(huì)顯著降低較大個(gè)體微型浮游動(dòng)物的比例。
　　2012年3月～4月，對廈門南湖公園水域中弗洲指突水母暴發(fā)過程進(jìn)行浮游生物和相關(guān)環(huán)境參數(shù)跟蹤調(diào)查研究。南湖公園弗洲指突水母出現(xiàn)兩次峰值，分別達(dá)到1095±381ind m-3和759±158 ind m-3。水體中銨氮濃度隨弗洲指突水母的豐度增加而增高。Chla也出現(xiàn)兩次峰值，但是其峰值滯后于弗洲指突水母峰值之后2～4天。第一次Chla峰值浮游植物優(yōu)勢種為角毛藻(Chaetocer

9、os sp.)，而第二次Chla峰值的優(yōu)勢浮游植物為角毛藻和裸甲藻(Gymnodinium sp.)。微型浮游動(dòng)物的生物量與弗洲指突水母的豐度無顯著關(guān)系，但是微型浮游動(dòng)物的個(gè)體含碳量與水母豐度呈負(fù)相關(guān)性。另外，稀釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明弗洲指突水母的豐度會(huì)顯著影響微型浮游動(dòng)物對浮游植物的攝食率及浮游植物的生長率。較高的水母豐度會(huì)增加浮游植物的生長率和微型浮游動(dòng)物對浮游植物的攝食率。弗洲指突水母高峰期的m/μ(攝食率/生長率）小于低峰期，顯示弗洲指

10、突水母暴發(fā)時(shí)，微型浮游動(dòng)物對浮游植物的攝食控制浮游植物的能力較弱。
　　實(shí)驗(yàn)生態(tài)研究還表明弗洲指突水母的暴發(fā)可以通過“下行效應(yīng)”改變浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)。弗洲指突水母能選擇性的攝食中型浮游動(dòng)物的某些種類，如歪水蚤(Tortanus sp.)，而中型浮游動(dòng)物對微型浮游動(dòng)物有顯著的攝食作用。因此，弗洲指突水母可以經(jīng)營養(yǎng)級級聯(lián)效應(yīng)，改變微型浮游動(dòng)物和浮游植物的生物量和群落組成。此外，弗洲指突水母也可以直接攝食＞50μm粒徑的微型浮游動(dòng)物，

11、從而影響浮游植物的生物量和組成。
　　3.弗洲指突水母暴發(fā)對細(xì)菌代謝特征的影響
　　以九龍江河口春季優(yōu)勢水母弗洲指突水母為研究對象，通過模擬現(xiàn)場研究弗洲指突水母對細(xì)菌呼吸速率和細(xì)菌生產(chǎn)力的影響，進(jìn)而分析了其對細(xì)菌生長效率的影響。結(jié)果表明，弗洲指突水母添加組與對照組相比，浮游細(xì)菌生長效率降低了14.4％。通過進(jìn)一步的分析表明，弗洲指突水母添加組內(nèi)γ-變形菌(γ-proteobacteria)細(xì)菌的豐度和比例顯著增加，顯示該細(xì)菌