滸苔光合固碳影響因子及海區(qū)評(píng)估研究.pdf

1、近年來，大氣中CO2濃度急劇升高，導(dǎo)致溫室效應(yīng)的同時(shí)，還導(dǎo)致海洋酸化。為此，各國都在尋找 CO2減排最佳途徑。有研究表明，大型海藻對(duì)大氣CO2減排和減少海水中溶解性無機(jī)碳（dissolved inorganic carbon,DIC）含量起著重要作用。因此，利用綠潮藻進(jìn)行光合固碳，不失為CO2減排的理想途徑之一，同時(shí)也可以減少海洋富營養(yǎng)化及海水酸化。但目前關(guān)于生態(tài)因子對(duì)滸苔光合固碳、改變海水pH的影響以及海區(qū)暴發(fā)綠潮區(qū)域海水無機(jī)碳體系參

2、數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定研究尚未見報(bào)道。
　　為此，本文選擇黃海綠潮優(yōu)勢(shì)種滸苔為研究對(duì)象，首先，研究了氮（N）、磷（P）加富對(duì)其生長及光合固碳能力的影響。共設(shè)置高氮高磷（HNHP）、高氮低磷（HNLP）、低氮高磷（LNHP）、低氮低磷（LNLP）4組N、P水平，分別測(cè)定了滸苔生長率、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、光合速率及吸收DIC能力。繼而探討了溫度和光照強(qiáng)度對(duì)滸苔光合固碳能力及引起海水pH變化的影響。測(cè)定了6個(gè)溫度梯度組（10、15、20、25、30、3

3、5℃）、7個(gè)光照強(qiáng)度梯度組（20、40、60、80、100、150、200μmol·m-2·s-1）滸苔光合固碳及提升海水pH速率48小時(shí)內(nèi)變化。最后對(duì)海區(qū)漂浮滸苔 Fv/Fm、ΦPSII、Fv/F0、NPQ、rETR等葉綠素?zé)晒鈪?shù)，葉綠素含量，Rubisco活性及光合速率進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，并研究了海區(qū)綠潮暴發(fā)區(qū)域海水DIC，包括-、2-及總?cè)芙釩O2（CO2(T)）含量及 pH變化。結(jié)合室內(nèi)研究結(jié)果，對(duì)大規(guī)模暴發(fā)的綠潮藻固碳量進(jìn)行了評(píng)估

4、。本文主要結(jié)果如下：
　　N、P加富能顯著促進(jìn)滸苔生長，同時(shí)也提高了其光合固碳能力及海水 pH。1) N、P加富顯著增加了滸苔相對(duì)生長率（p<0.05），其中HNHP組相對(duì)日生長率是LNLP組的1.55倍。2) HNHP組 Fv/Fm、Fv/Fm、ΦPSII、Fv/F0、α及 rETRmax值均最高，且都顯著高于 LNLP組（p<0.05）。3）加富 N或 P均能顯著提高藻體光合速率（p<0.05），其中HNHP組光合速率最高，達(dá)

5、到114.0μmol(C)·g-1(FW)·h-1，是LNLP組的1.52倍。4）N、P加富促進(jìn)了滸苔對(duì)海水中DIC的吸收及提升海水 pH的能力，其中 HNHP組 DIC吸收能力最強(qiáng)，吸收量高達(dá)0.70 mmol·L-1，是LNLP組的1.63倍（p<0.05），同時(shí) HNHP組pH提升能力最強(qiáng)，pH提升量為1.43，是LNLP組的1.40倍（p<0.05）。
　　溫度和光照強(qiáng)度對(duì)滸苔光合固碳及提升海水pH能力的影響極顯著（p<0

6、.01）。光照強(qiáng)度60μmol·m-2·s-1時(shí)，溫度20~30℃之間滸苔固碳速率較高[5.87~5.01μmol(C)·g-1(FW)·h-1]，其中25℃時(shí)固碳速率最高[5.01μmol(C)·g-1(FW)·h-1]、海水pH提升速率最快[0.075 g-1·(FW)·h-1]。溫度20℃時(shí)，滸苔固碳能力最適光照強(qiáng)度為100μmol·m-2·s-1，其固碳速率達(dá)49.95μmol(C)·g-1(FW)·h-1，海水pH提升速率為0

7、.086 g-1·(FW)·h-1。溫度和光照強(qiáng)度對(duì)滸苔固碳及提升海水pH能力存在極顯著交互效應(yīng)（p<0.05），兩者最佳組合為：25℃-100μmol·m-2·s-1。最佳組合條件下，滸苔固碳速率高達(dá)53.10μmol(C)·g-1(FW)·h-1，海水 pH提升速率達(dá)到0.091 g-1·(FW)·h-1。
　　滸苔漂浮到江蘇濱海海域時(shí)藻體狀態(tài)良好，對(duì)DIC的吸收能力較強(qiáng)，能促進(jìn)海水無機(jī)碳體系循環(huán)，提高海水pH值。
　　

8、1）藻體Fv/Fm、ΦPSII、Fv/F0、NPQ、rETRmax分別為0.67、0.57、2.16、0.34、88.40；葉綠素a（Ca）、葉綠素b（Cb）、總?cè)~綠素（CT）含量依次為0.91、0.65、1.56 mg?g-1，Ca/Cb為1.40；Rubisco活性為11.9μmol(CO2)·g-1(FW)?min-1。
　　2）覆蓋區(qū)域不同位點(diǎn)海水無機(jī)碳體系各參數(shù)均出現(xiàn)不同程度的變化，從滸苔覆蓋邊緣到覆蓋中心，海水中DIC

9、、-濃度均逐漸降低（p<0.05），而海水pH卻逐漸升高（p<0.05），覆蓋中心pH高達(dá)8.52。3）2008~2013連續(xù)6年暴發(fā)的綠潮藻生物量累計(jì)約達(dá)9832.8×104 t濕重，據(jù)計(jì)算，可固定 CO2量達(dá)1843.67×104 t。如果按照15元/噸CO2征收，將能減少2.76×108元碳稅，這將一定程度上降低征收碳稅對(duì)能源價(jià)格、能源供應(yīng)與需求造成的對(duì)經(jīng)濟(jì)增長等方面的影響，同時(shí)可能減小納稅人的納稅壓力，從而將綠潮災(zāi)害變?yōu)榫G色寶貝