升溫與酸化對(duì)斜生柵藻防御和競(jìng)爭(zhēng)的影響.pdf

1、近年來(lái)，大氣CO2濃度不斷上升，據(jù)預(yù)測(cè)，大氣CO2濃度增加一倍，則全球氣溫也將升高5-6℃，而CO2濃度升高也會(huì)引起水體酸化，這對(duì)浮游植物的光合和生長(zhǎng)均有不同程度的影響。除了富營(yíng)養(yǎng)化，環(huán)境污染和全球的氣候變化引起的水體酸化和溫度的升高也會(huì)影響藻類(lèi)的生長(zhǎng)以及水域生態(tài)系統(tǒng)的平衡。競(jìng)爭(zhēng)和捕食是群落結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)建動(dòng)力，常相互作用。浮游藻類(lèi)作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，其種群變動(dòng)和群落結(jié)構(gòu)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有直接影響。藻類(lèi)間的競(jìng)爭(zhēng)作用則是影

2、響優(yōu)勢(shì)種形成的重要因素。面對(duì)捕食者的牧食，藻類(lèi)會(huì)形成一些反牧食防御策略（如形成群體）來(lái)減少損失。環(huán)境條件（如營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度、pH等）對(duì)藻類(lèi)的反牧食防御和競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果具有重要影響。本研究利用斜生柵藻與大型溞和與銅綠微囊藻之間的關(guān)系，來(lái)研究溫度升高和水體酸化對(duì)藻類(lèi)防御和競(jìng)爭(zhēng)的影響，為進(jìn)一步研究升溫和酸化對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響提供參考?；緦?shí)驗(yàn)方案是在斜生柵藻培養(yǎng)中添加大型溞濾液和銅綠微囊藻，改變溫度和pH值，培養(yǎng)一段時(shí)間，通過(guò)取樣和觀察分析

3、，來(lái)確定斜生柵藻誘導(dǎo)型防御和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)升溫和酸化的響應(yīng)。主要結(jié)果如下:
　　1、溫度升高和水體酸化對(duì)斜生柵藻誘導(dǎo)型防御的影響
　　隨著溫度的升高，未添加大型溞濾液的對(duì)照組和添加大型溞濾液的處理組斜生柵藻的種群增長(zhǎng)速率明顯加快，種群密度也在增加，在最適溫度(30-35℃)時(shí)達(dá)到最大，但是大型溞濾液對(duì)種群的增長(zhǎng)沒(méi)有顯著影響。在15-35℃溫度范圍內(nèi)培養(yǎng)下，每群體細(xì)胞數(shù)整體呈先上升后下降的趨勢(shì)。溫度越高，群體形成達(dá)到最大值的時(shí)間越短，

4、最大值持續(xù)時(shí)間越短，且群體大小下降的也快。在15-30℃培養(yǎng)溫度范圍內(nèi)，光合效率都是隨時(shí)間的變化先升高后下降，而在35℃培養(yǎng)下光合作用明顯受到了脅迫。
　　在pH5-9范圍內(nèi)，添加了大型溞濾液的斜生柵藻能生長(zhǎng)，并能產(chǎn)生誘導(dǎo)型群體。隨著pH減小，斜生柵藻的種群增長(zhǎng)率也明顯降低。斜生柵藻的每群體細(xì)胞數(shù)隨時(shí)間的變化，先增加再平穩(wěn)后下降。在pH5培養(yǎng)下，出現(xiàn)最低的每群體細(xì)胞數(shù)，即酸性環(huán)境會(huì)抑制斜生柵藻誘導(dǎo)型防御群體的形成。
　　2、

5、溫度升高和水體酸化對(duì)斜生柵藻與銅綠微囊藻競(jìng)爭(zhēng)的影響
　　隨著溫度升高，單獨(dú)培養(yǎng)的斜生柵藻種群密度明顯增加，在最適溫度時(shí)達(dá)到最大;銅綠微囊藻種群密度在低溫時(shí)受到抑制，溫度越高增長(zhǎng)越快?；旌吓囵B(yǎng)時(shí)，低溫(15℃)下，斜生柵藻處于絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)地位，其生長(zhǎng)不受銅綠微囊藻生長(zhǎng)的抑制;中高溫(20-30℃)下，通常是斜生柵藻先占優(yōu)勢(shì)，隨著培養(yǎng)時(shí)間的加長(zhǎng)，銅綠微囊藻逐漸超越，最后成為優(yōu)勢(shì)種，且兩種藻的生長(zhǎng)都會(huì)對(duì)另一種藻的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定程度的抑制作用

6、;在高溫(35℃)培養(yǎng)下，銅綠微囊藻一直處于優(yōu)勢(shì)地位，抑制了斜生柵藻的生長(zhǎng)。且隨著溫度的增加，兩種藻達(dá)到穩(wěn)定期的時(shí)間越短，且銅綠微囊藻越早占優(yōu)勢(shì)。光合作用方面，銅綠微囊藻的實(shí)際光合量子產(chǎn)量ψPSⅡ和最大光合效率ETRmax都是在20℃時(shí)最低，25℃最高，而斜生柵藻的ψPSⅡ和ETRmax隨溫度升高而降低。且相對(duì)于斜生柵藻和銅綠微囊藻單獨(dú)培養(yǎng)，混合培養(yǎng)的光合活性受到了不同程度的抑制。
　　隨著pH的降低，斜生柵藻和銅綠微囊藻的生長(zhǎng)和