長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生長(zhǎng)的光照效應(yīng)研究.pdf

1、海洋赤潮問(wèn)題已經(jīng)成為困擾世界沿海國(guó)家的重要環(huán)境問(wèn)題之一。本論文針對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域赤潮發(fā)生機(jī)制研究，為闡述光照效應(yīng)在該海域赤潮發(fā)生中的作用，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與模擬計(jì)算相結(jié)合的方法，著重研究了該海域典型赤潮生物[中肋骨條藻(Skeletonema Costatum Cleve)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)]生長(zhǎng)的光照效應(yīng)。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定了該海域主要赤潮生物中肋骨條藻、東海原甲藻等7種浮

2、游植物生長(zhǎng)的最適光照及相關(guān)溫度效應(yīng)，并在浮游植物生長(zhǎng)光照模型的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了水生生態(tài)系統(tǒng)浮游植物生物量分布光照效應(yīng)的半定量評(píng)價(jià)方法，并據(jù)此對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域2種重要赤潮藻(東海原甲藻和中肋骨條藻)生物量的垂直分布、平面分布與光照的關(guān)系進(jìn)行了研究：進(jìn)一步利用長(zhǎng)期序列資料，探討了近50a來(lái)光照效應(yīng)與長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生物量年代變化規(guī)律的關(guān)系。主要得出如下結(jié)論： 1)改進(jìn)的水生生態(tài)系統(tǒng)浮游植物生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法是建立在浮游植物光

3、照效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，綜合反映了浮游植物生長(zhǎng)特性和海水中的光照特性?！案∮沃参锷L(zhǎng)光效水柱累積指數(shù)”指標(biāo)可以用于半定量分析浮游植物平面分布的光照效應(yīng)；生長(zhǎng)的“最適光效深度”矗指標(biāo)，輔以浮游植物生長(zhǎng)光效指數(shù)的斷面分布可以用于半定量分析浮游植物垂直分布的光照效應(yīng)。 2)證實(shí)了在長(zhǎng)江口及鄰近海域，在營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度等環(huán)境因子適宜的情況下，海水中的光照強(qiáng)度是限制赤潮進(jìn)一步向近岸方向擴(kuò)展的關(guān)鍵因素。 用生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)

4、驗(yàn)得到的生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行的模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，浮游植物生長(zhǎng)光效水柱累積指數(shù)由近岸向遠(yuǎn)岸逐漸增加，與調(diào)查結(jié)果的比較表明，光照是限制長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生物量高值區(qū)向近岸方向擴(kuò)展的關(guān)鍵因素。赤潮在“赤潮高發(fā)區(qū)”這個(gè)特定海域發(fā)生是水體光照和營(yíng)養(yǎng)鹽權(quán)衡的結(jié)果。 3)光照的適宜性是中肋骨條藻（Skeletonema Costatum Cleve)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)分別在表層和次表層大量繁殖，形

5、成高密度區(qū)進(jìn)而發(fā)展成為赤潮的重要原因之一。 用生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)得到的生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行的模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，中肋骨條藻生長(zhǎng)的最適光效深度位于0.4m左右的表層，東海原甲藻的位于水深4m左右(春夏季節(jié))的次表層；這與調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的中肋骨條藻的高密度區(qū)經(jīng)常在表層，東海原甲藻的高密度區(qū)經(jīng)常在次表層一致。這表明在營(yíng)養(yǎng)鹽等其它因子適宜時(shí)，光照的適宜性是中肋骨條藻和東海原甲藻分別在表層和次表層大量繁殖，形成高密度區(qū)進(jìn)而發(fā)展為赤潮的重要

6、原因之一。 4)自20世紀(jì)50年代末至21世紀(jì)初，長(zhǎng)江口及鄰近海域海面太陽(yáng)輻射與浮游植物生物量的年代變化規(guī)律有一定的相關(guān)性，光照效應(yīng)對(duì)浮游植物生物量的長(zhǎng)期波動(dòng)規(guī)律有一定影響。 長(zhǎng)江口及鄰近海域CDNet-PPT、Chl-aSur,、Chl-aEu、PP的年代變化規(guī)律與海面太陽(yáng)輻射之間存在相關(guān)性，特別是年均Chl-aSur,、Chl-aEu、PP三者與海面太陽(yáng)輻射之間具有顯著或極顯著的線性相關(guān)關(guān)系(依次為p<0.01，p<

7、0.05，p<0.05)：而且年均CDNet-PPT、Chl-aSur、Chl-aEu、PP與海面太陽(yáng)輻射波動(dòng)規(guī)律存在一定的相似性，根據(jù)夾角余弦計(jì)算的相似性系數(shù)分別為0.53、0.66、0.81、0.57。這種高相關(guān)性在一定程度上說(shuō)明，光照效應(yīng)對(duì)浮游植物生物量長(zhǎng)期波動(dòng)規(guī)律有一定影響。 總之，通過(guò)綜合分析長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生物量平面分布、垂直分布和年代變化的光照效應(yīng)，證明光照是影響該海域赤潮發(fā)生的重要因素。改進(jìn)的“浮游植物生