亚热带潮间带底栖微藻群落组成和初级生产力的时空变化及其调控机制

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuguiyuan2009
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作为近岸潮间带中最主要的初级生产者,底栖微藻是滩涂初级生产力的主要贡献者。对底栖微藻初级生产力及其调控机制的研究,主要集中于中纬度温带地区,而对亚热带生态系统的研究则较少。本论文针对“亚热带潮间带底栖微藻初级生产力及其调控因子”这一科学问题,于2014年5月至2016年3月,分别于厦门湾、漳江河口区及漳江口红树林保护区,应用显微镜、高效液相色谱及红外气体分析仪,研究了潮间带不同类型的光滩底栖微藻种类组成、光合色素组成及初级生产力的时空分布特征,同时探讨了影响底栖微藻群落组成和初级生产力分布变化的环境因子,初步分析了不同潮间带底质滩涂底栖微藻初级生产力,并初步估算了底栖微藻对群落净生产的贡献,结果主要如下:  1.底栖微藻中硅藻为主要优势类群,显微镜下检出藻类以硅藻门(Bacillariophyta)为主,包括中心纲3个属,羽纹纲16个属;同时还有少量蓝藻门(Cyanophyta)检出,属于颤藻属(Oscillatoria)。三个不同采样点各个季节的优势类群不尽相同,但主要的优势类群都包括硅藻门布纹藻属(Gyrosigma)、斜纹藻属(Pleurosigma)、舟形藻属(Navicula),颤藻只在个别季节出现。三个不同的采样点均为春夏季节的藻类多样性要大于秋冬季节。  2.表层沉积样品中共检测出12种底栖微藻光合色素,生物量具有明显的季节变化,主要表现为冬春季节较高,夏秋季节相对较低,主要底栖类群的代表色素也有类似的变化趋势。PCA分析显示主要色素包括Chl a、Fuco、 Chl b、β-Carotene和Chl c1+c2,平均Chl a浓度在三个站点之间无显著差异,但Fuco、Chl b、β-Carotene和Chl c1+c2在站位间显示出平均浓度的差异,其中Chl b和β-Carotene还表现出显著的年际间差异。厦门湾区底栖微藻色素组成主要受营养盐、温度、降雨量和盐度的影响,漳江河口区受氮磷比和降雨量的影响,而漳江红树林区受降雨量和温度的影响,可以发现不同地点调控因素不同,但底栖微藻组成都受到环境因素的影响。  3.三个研究区域底栖微藻总初级生产力分别为厦门湾0.27~4.31mg C m-2h-1,河口区0.36~9.84mg C m-2 h-1,红树林区滩涂0.11~4.03mg C m-2 h-1;三个研究区域群落呼吸的变化范围分别是厦门湾0.056~6.85mg C m-2 h-1、河口区0.17~4.06mg C m-2 h-1及红树林区滩涂0.96~4.37mg C m-2 h-1;净群落生产力在三个研究区域分别为厦门湾-3.91~5.83mg C m-2 h-1、河口区-9.62~0.53mg C m-2h-1及红树林区滩涂-2.80~3.19mg C m-2 h-1。  4.影响底栖微藻光合作用不同过程的主要因素不同地点不尽相同。总初级生产力在不同类型潮间带间无显著差异,与Chla浓度的情况是一致,呼吸和净群落生产力在不同点间的差异也很显著,而多因素方差分析显示总初级生产力,呼吸和净群落生产力在季节间的差异很大。厦门湾总初级生产力主要受到色素组成、DIN、氮磷比、温度和光照的影响,呼吸则受到色素组成、营养盐、降雨量、风速和温度的影响,净群落生产力同样受到色素组成、营养盐、降雨量和温度的影响,同时光照和生物量也有一定的作用。漳江河口区总初级生产力受温度和pH的影响而呼吸主要受色素组成和温度控制,净群落生产力受色素组成、温度和pH的影响。红树林区总初级生产力并没有显著的影响因素,而呼吸主要受色素组成、DIP、降雨量、光照和温度的控制,净群落生产力受降雨量、温度和pH的影响。可以发现,群落结构对不同过程都有一定的影响,温度、营养盐和降雨量是主要的环境影响因子。本研究发现潮间带CO2收支的变化在时间(季节)和空间尺度上分别由初级生产和呼吸速率作为主要决定因素,以前的研究仅限于季节变化的决定因素  5.通过模型初步估算可得,厦门湾滩涂的总初级生产力为7506.387mg C m-2yr-1,漳江河口区为8735.928mg C m-2yr-1,漳江口红树林区为7428.954mg C m-2yr-1,虽然在调查期间三个区域大部分时间内都呈现一个异养(CO2源)的状态,但如果没有底栖微藻的固碳(碳汇)贡献,释放进入大气的CO2将十分可观,因此滩涂底栖微藻的固碳能力值得继续深入探究。
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