近年来,陆源污染物对海洋的污染日趋严重。同时,随着海水养殖业的迅猛发展,其对近海生态环境的负面影响也日益严重。国内外学者普遍认为,养殖大型海藻是吸收、利用营养物质和延缓水域富营养化的有效措施之一。大型海藻具有生长快、易管理等特性,而且许多大型海藻具有很高的经济价值,因此研究大型海藻的基础生态学特征,对大型经济海藻的开发、利用和海洋环境保护具有十分重要的意义。目前,国内外对鼠尾藻研究多集中于其饲料和药用价值方面,对其生态学研究还少见报道。本研究以鼠尾藻为研究对象,对威海小石岛海区自然生长的鼠尾藻的生长、藻体成分和水体中氮、磷等营养元素的周年变动情况进行了初步研究。同时,对鼠尾藻受精卵的发育过程进行了观察,并研究了温度和光照强度对幼孢子体生长的影响,对比了不同附着基对幼苗附着和生长的影响。在此基础上,进一步研究了温度和光照强度对成体鼠尾藻生长和生化组成的影响,并对温度、盐度、光照强度等环境因子以及氮、磷浓度、氮磷比等营养盐因子对成体鼠尾藻氮、磷营养盐吸收的影响。本研究可以增加对鼠尾藻在海洋生态系统中功能的了解,有助于对其作为净化海水水质的大型海藻的可行性进行进一步评估,并为其人工育苗、增养殖的实践以及鼠尾藻的自然资源保护提供理论依据。主要研究结果如下:1于2005年9月至2006年9月对生长在威海小石岛海区的鼠尾藻进行周年调查。于每个月的大潮期间定期采集鼠尾藻样品,观察和测量其生长情况,测定藻体成分(碳、氮、磷、色素、碳水化合物等的含量),与此同时测定水体水温、盐度和pH等情况,并采集水样测定水体中无机氮、磷的浓度。研究结果表明:水体中硝酸氮的含量具有明显的季节性变化,在夏季和初秋的浓度很低,冬季和早春的含量较高;相对于硝酸氮,氨氮的含量较低,其含量随着季节的变动也较小;总无机氮的含量变化与硝酸氮的含量变化趋于一致;总无机磷含量随月份的变动也较大,在2-6月份相对较低,在秋季和冬季的含量较高。鼠尾藻生长有着明显的季节性变化。夏季生长较快,其中4、5月份生长最快,6-7月份藻体达到最大长度;侧枝一般在4月份开始出现,在7月份时达到最长,而到8月份时,侧枝便多数脱落掉;生殖托则一般于5月份开始出现,到7月中下旬时大部分成熟。对鼠尾藻体内的碳、氮、磷、碳水化合物以及色素含量进行测定的结果表明,鼠尾藻体内的碳含量季节性变化较小,一般在25.6-33.0%之间;氮的含量变化较大,与水体中的硝酸氮含量变化相似,在冬季、春季含量较高,都在3%以上,而在夏季和秋季含量则较低,一般不超过3%;体内磷的含量也具有很大的波动,在11-4月份具有较高的含量,在5-10月份的含量则相对较低。鼠尾藻体内色素含量具有明显的季节性变化,其秋、冬季的含量要高于春季和夏季。碳水化合物含量也具有一定的周年变化,在4-7月份时藻体内的含量较高,最低则出现在8、9月份。2对鼠尾藻有性繁殖、幼孢子体附着及其生长进行了观察和研究。在威海小石岛附近海区对即将进入繁殖期间的鼠尾藻发育情况进行了观察,主要内容包括生殖托形成、生殖窝出现、精卵形成及放散、受精及受精卵的发育过程等。同时,研究了温度(10、15、20、25、30℃)和光照强度(20、40、60、80、100μE·m-2·s-1)对鼠尾藻幼孢子体生长的影响,并对比了光滑面的塑料布和粗糙面的筛绢两种附着基对幼孢子体附着和生长的影响。结果表明:温度和光照强度对鼠尾藻幼孢子体生长的影响均极显著(P<0.01),二者交互作用也极显著(P<0.01)。其中,温度对其影响大于光照强度。在本研究范围内,鼠尾藻幼孢子体在温度为20-25℃,光照强度80-100μE·m-2·s-1下生长最佳。从本研究筛绢和塑料布对鼠尾藻幼孢子体的附着效果对比看,附着基表面的粗糙程度对幼孢子体的附苗率影响较大,粗糙面的筛绢明显要好于光滑面的塑料布(P<0.01),但对鼠尾藻幼孢子体的生长影响不显著(P>0.05)。3研究了温度(10、15、20、25℃)和光照强度(20、60、100、140、180μE·m-2·s-1)对鼠尾藻生长和体成分的影响,共设置了20个温度、光照强度组合,每一处理设置4个重复。研究结果表明:温度、光照强度及两者的交互作用对鼠尾藻的生长都具有极显著影响(P<0.01)。鼠尾藻在15和20℃时生长较快,随着温度的升高,鼠尾藻达到最大生长率所需要的光照强度有上升的趋势。在温度10和15℃下,较高的光照强度对鼠尾藻生长产生了一定抑制作用,而在20和25℃,其生长总体随光照强度的增加而增加。温度和光照强度对鼠尾藻叶绿素a、墨角藻黄素的含量影响极显著(P<0.01),其中光照强度的影响要大于温度。总体上,叶绿素a和墨角藻黄素的含量都是随着光照强度的升高而显著下降,随着温度的升高而升高。光照强度对鼠尾藻的碳水化合物含量具有极显著影响(P<0.01),其含量随着光照强度的升高而升高,而温度对碳水化合物含量影响不显著(P>0.05)。光照强度对鼠尾藻蛋白质含量影响极显著(P<0.01),随着光照强度的增加,蛋白质含量显著下降;温度对蛋白质含量影响显著(P<0.05),在10和15℃时含量较高,随着温度的继续升高,鼠尾藻蛋白质含量总体呈下降趋势。4分别研究了温度(10、15、20、25、30℃)和盐度(10、20、30、40)、温度(10、15、20、25℃)和光照强度(20、60、100、140、180μE·m-2·s-1)对鼠尾藻氮、磷吸收速率的影响。温度、盐度组合及温度、光照组合各设置了20个不同组合,每个处理设置3个重复和1个不放藻体的对照。研究结果表明,温度和盐度对鼠尾藻氮、磷吸收速率影响极显著(P<0.01),二者交互作用也极显著(P<0.01)。在盐度20、温度25℃条件下和盐度30、温度30℃条件下,鼠尾藻对氮有较高吸收速率,分别为11.26μmol·g dw-1·h-1和11.01μmol·g dw-1·h-1;在盐度为40,温度15-30℃范围内对磷的吸收速率较大,达到1.5μmol·g dw-1·h-1以上。温度和光照对鼠尾藻氮、磷吸收速率均有极显著影响(P<0.01),二者交互作用极显著(P<0.01)。在温度15℃和光照强度140-180μE·m-2·s-1以及温度20-25℃和光照强度60-100μE·m-2·s-1条件下,鼠尾藻对氮有较高吸收速率,均在9.60μmol·g dw-1·h-1以上;在温度25℃和光照强度60μE·m-2·s-1条件下,鼠尾藻对磷的吸收速率达到最大,为1.30μmol·g dw-1·h-1。5研究了不同营养盐因子对鼠尾藻氮、磷吸收速率的影响。(1)不同氮、磷浓度对鼠尾藻氮、磷吸收速率的影响。培养液设置总无机氮浓度为1、5、20、80、200μmol·L-1,氮磷比为15:1,相应磷的浓度为0.067、0.33、1.33、5.33、13.33μmol·L-1;(2)不同氮磷比和氮浓度组合对鼠尾藻氮、磷吸收速率的影响。培养液总无机氮浓度为5、20、80、200μmol·L-1,每个氮浓度下氮磷比值分别为1:1、5:1、15:1、50:1和150:1五个梯度,共20个实验组合;(3)不同氮化合态比例对鼠尾藻氮、磷吸收速率的影响。按总氨氮、硝酸氮所占比例不同分为5个不同处理,分别为氨氮:硝酸氮=10:1、3:1、1:1、1:3和1:10,各处理的总无机氮浓度为30μmol·L-1,磷浓度为2μmol·L-1,氮磷比为15:1。研究结果表明:(1)氮、磷浓度对鼠尾藻氮、磷吸收速率影响极显著(P<0.01)。鼠尾藻对氮、磷吸收速率随着溶液中的氮、磷浓度的升高而升高,在本研究条件下,未出现吸收饱和现象。在氮浓度为200μmol·L-1时,氮吸收速率最大,为2.48μmol·g-1·h-1 ;在磷浓度为13.33μmol·L-1时,磷吸收速率最大,为0.11μmol·g-1·h-1。(2)不同氮磷比、氮浓度对鼠尾藻氮、磷吸收均具有极显著的影响(P<0.01),且二者对氮、磷吸收速率的交互作用极显著(P<0.01)。氮最大吸收速率发生在氮浓度为200μmol·L-1、氮磷比为5:1时,而磷的最大吸收速率发生在氮浓度为80μmol·L-1、氮磷比为5:1时。(3)鼠尾藻对氨氮和硝酸氮两种化合态氮的吸收速率与其在培养液中所占总氮的比例成正相关,总氮吸收速率在氨氮:硝酸氮为10:1时较低,其它处理的吸收速率无显著差异(P>0.05);鼠尾藻对总磷的最大吸收速率出现在氨氮:硝酸氮为3:1时,之后磷吸收速率随着氨氮比率下降而下降。