围隔实验研究台湾海峡2005年夏季小型浮游动物对硅藻水华的摄食

为了研究小型浮游动物对近岸浮游植物藻华的摄食调控作用,于2005年7月,应用"稀释法"并结合高效液相色谱(HPLC)光合色素分析技术,研究了台湾海峡船基围隔实验条件下浮游植物生长率及小型浮游动物摄食率的日变动。结果表明:由于营养盐添加的影响,迅速形成了以尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)为优势种的藻华,生物量(叶绿素a)从实验初始7月6日的1.45μg/dm3迅速增加到7月8日的29.80μg/dm3,随后消退。镜检和光合色素分析的结果显示,实验期间一直以此硅藻占绝对优势。浮游植物的生长率在藻华峰值(7月8日)前保持了较高的生长速率(>1.0/d)且大于小型浮游动物的摄食率;小型浮游动物的摄食率也逐渐增加,7月7日时达到0.86/d,显示有57%以上的浮游植物现存量被摄食。7月8日后,水华迅速消退,摄食率除13日外,均大于浮游植物的生长率。小型浮游动物主要由急游虫(Strombidiumspp.)、侠盗虫(Strobilidiumspp.)等无壳纤毛虫、异养甲藻-螺旋环沟藻(Gyrodinium spirale)及砂壳纤毛虫等组成,其对浮游植物的生长迅速作出了反应,各类群的丰度在水华峰值后的7月9日均几达最大值,水华后期(11日)大型的无壳纤毛虫达最大值。小型浮游动物的这种组成及变动特点是其保持较高摄食率及一定程度上控制和促进藻华消退的原因之一。

硅藻介导钙化影响海洋生物泵的机理研究

作为海洋活动中主要的参与者,硅质硅藻约占初级生产和颗粒有机碳输出通量的40%.目前普遍认为,由硅藻的分布变化引起的碳通量变化可导致明显的气候变化.尽管硅藻驱动的碳封存途径已经基本确立,但目前尚无关于海洋硅藻诱导CaCO_(3)沉淀析出的文献报道.本文介绍了中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在光合作用下促进文石碳酸钙从人工和天然海水中析出的具体实验证据.通过对细胞表面利用pH微电极和Zeta电位的直接测量明确了中肋骨条藻通过创造高浓度的碳酸根离子(CO_(3)^(2–))和钙离子(Ca^(2+))的特定微环境,并通过对被吸附的Ca^(2+)的去水合作用,来实现在藻细胞表面对CaCO_(3)的介导析出.这种促进机制说明硅藻介导的钙化现象可能真实地发生在海洋中.在东海中肋骨条藻藻华期间,我们检测到总碱度(Total alkatinity,TA)偏离保守性TA-盐度混合,出现显著降低的现象.加上在其他海域报道的藻华期间类似的TA偏离保守混合的现象,进一步证实了硅藻介导的钙化现象可能真实发生在海洋中这一推断.该新发现的钙化途径建立了无机碳和有机碳通量间的新联系,有助于重新评估海洋碳输出通量和海洋CO_(2)封存效率.本文的发现,可能对于评估海洋碳循环和预计未来海洋酸化的潜在影响具有重要的意义.

台湾海峡南部上升流区浮游植物对磷的响应

取台湾海峡南部近岸上升流区表层海水,开展现场船基围隔实验.按照上升流区底层无机形态氮、磷和硅的浓度及比例,设置围隔袋中营养盐浓度,研究上升流输入的营养盐可能对海区表层浮游植物生物量及群落结构的影响,结合群体方法与单细胞酶标记荧光技术,检测浮游植物的碱性磷酸酶活性,指示海区浮游植物的磷营养生理状态.结果表明,营养盐的补充导致中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、角毛藻(Chaetoceros spp.)、冰河拟星杆藻(Asterionellopsis glacialis)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)和尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzshcia pungens)等硅藻成为优势种,并形成藻华.随环境中营养盐的耗尽,硅藻藻华迅速消退.上升流的形成及其减弱、消失,造成表层海水营养盐水平的改变,是导致此次硅藻藻华生消的主因.通过上升流补充的磷源不足以满足浮游植物的生长需求,海区浮游植物的生长遭受磷胁迫,磷成为该海区浮游植物生长的主要营养盐限制因子.