应用流式细胞计研究超微型浮游植物在中国东、黄海典型水域的分布

应用流式细胞计研究超微型浮游植物在中国东、黄海典型水域的分布

晁敏[1]2001年在《应用流式细胞计研究超微型浮游植物在中国东、黄海典型水域的分布》文中认为本文主要内容为流式细胞计在中国东、黄海对超微型浮游植物的检测结果报导,所做工作包括:2000年秋季及2001年春季的两个航次、2001年夏季(7月)在长江口区的定点长时观测,此外,还在春季航次E2站进行了现场营养盐加富培养实验。 在第一章中重点介绍了超微型浮游植物的主要类型、特点,和流式细胞计检测超微型浮游植物的原理与方法,本文所采用的主要研究方法如采样、测试及数据分析等均在这一章中给出,以便对在东、黄海的工作结果有清楚的理解。 第二章为在东、黄海所做工作的主要成果阐述,主要分析了由流式细胞计获得的超微型浮游植物细胞密度、单细胞荧光在各站位的分布特征,结果如下: 聚球藻(Synechococcus sp.)、微微型真核浮游植物广泛分布于中国东、黄海海域,原绿球藻(Prochlorococcus)在近岸鲜有分布。秋季及春季航次结果表明两季节超微型浮游植物群落结构有很大不同,秋季各站位聚球藻密度明显高于春季,秋季在黄海E2站的上混合层、东海E6站表层均检测到密度高值,最高分别达25.73×10~4 cells/ml、15.92×10~4 cells/ml,而在春季时聚球藻密度较大值是在东海E6、P2站,但在表层仅为2.46×10~4和2.01×10~4 cells/ml,其余站位平均值均在1.00×10~4 cells/ml以下。微微型真核浮游植物密度在两季节也有很大变化,秋季在黄海的密度以E1站最大,为0.31×10~4 cells/ml,在东海,由E4站向外密度逐渐增大,至P2为0.46×10~4 cells/ml,春季微微型浮游植物密度高值出现在E1、E5,平均为1.30×10~4和0.58×10~4 cells/ml,E1站相比秋季增加了一个数量级,E2站微微型浮游植物密度虽不是最高,但相比秋季也增加了一个数量级,而在东海外海站位E6、P2,其密度相比秋季时降低了一个数量级,总体来说在表层其密度分布趋势与秋季恰好相反。原绿球藻并不是分布于所有站位,两航次在黄海的E1、E2、E3站位均未检测到原绿球藻,秋季在东海的P3、E7、E6、P2四站位检测到了其存在,且密度由里向外逐渐增大,最后在P2站表层密度超过了聚球藻。在春季,仅在P2、P1站的混合层检测到,位置相比秋季外移,可能与长江冲淡水在此季节逐渐强盛有关,原绿球藻较少分布于低盐度水体。 从密度垂向分布来看,聚球藻、微微型真核浮游植物、微型真核浮游植物在各站位具有相似的密度深度剖面结构。秋季各类型在近岸站位如E1、E3等站具有均匀的分布结构,这与此时站位水体混合均匀有关,在外海站位,各型大量分布于上混合层,在温度跃层以下的华东师范大学博士毕业论文密度相比上混合层要小得多。春季叁型在外海站位的垂向分布同秋季,但在近岸站位不再为均匀的分布结构。 通过对流式细胞计测量的细胞荧光结果来看,在秋季的P3、E7整个混合层、E6站40米层,春季的P2站均发现有两群不同色素含量的聚球藻(High一PE和Low一PE)共存现象,极有可能分别属于不同品系,春季共存站位位置比秋季时更靠外,表明在秋季P3、E7等站位的共存是季节性现象,可能与此季节黑潮次表层水沿陆架坡涌升入侵到中陆架有关,水团的运动及混合使从外海迁移而来的High一PE与近岸的Low一PE得以共存,在春季,由于长江冲淡水的日渐强盛,在中陆架区的共存区域有所外移。 本文还尝试把流式细胞计分析的数据与叶绿素a分级数据结合,粗略估计微微型浮游植物各类型的叶绿素a贡献,对秋季结果分析表明,在秋季聚球藻是piCO一叶绿素a的主要贡献者,在E2、E7、E6站甚至是总叶绿素a的主要贡献者,分别达到69%、56%、 56%,不过本法还存在许多缺陷,有待于进一步探讨。 在长江口进行的定点长时观测结果表明,聚球藻、微微型真核浮游植物在叁采样层次的分布特点不同,聚球藻一般为表层<5米层<底层,微微型真核浮游植物为表层>5米层>底层。聚球藻密度在大潮期间有最大值,而微微型真核浮游植物密度高值则是在大潮前及大潮过后。对各型密度数据与温度、盐度、浊度相关分析结果表明,潮汐动力是影响近岸区超微型浮游植物群落结构的重要因素,盐度是控制聚球藻、微微型浮游植物在该区分布的关键因子,聚球藻密度与盐度显着正相关(P<0 .05),微微型真核浮游植物与盐度显着负相关(p<0 .05)。虽然没有观测到与浊度的显着相关关系,但由浊度造成的光限制作用是不容忽视的。 在第叁章,根据流式细胞计对在春季航次E2站现场营养盐加富培养结果,初步探讨了营养盐加富对超微型浮游植物群落结构的影响,结果表明,加氮对于聚球藻种群增长没有明显的促进作用,加氮、加磷对微微型真核浮游植物种群增长均有促进作用,但加氮的促进作 用更为显着,加氮对于微型浮游植物有显着的促进作用。 最后一章对于本文工作的成果、尚存在的不足之处及将来应开展的工作进行了总结性陈 述。

宋洪军[2]2007年在《南黄海夏冬两季超微型浮游植物初步研究》文中研究指明本文利用“我国近海海洋综合调查与评价专项”(908专项)ST-03区块调查获取的样品,应用流式细胞仪技术研究了夏、冬两季南黄海超微型浮游植物的分布特征,并结合叶绿素a数据分析了超微型浮游植物生物量与叶绿素a含量间关系。主要结论如下:聚球藻和微微型真核藻是主要的超微型浮游植物类群,本次南黄海夏、冬两季调查中未检测到原绿球藻。聚球藻细胞丰度夏、冬两季平均值分别为6.2×104 cells/mL和1.1×104cells/mL,夏季显着高于冬季;微微型真核藻细胞丰度平均值分别为9.8×103cells/mL与6.2×103cells/mL,夏季稍高于冬季。生物量比较,夏季,微微型真核藻生物量稍高于聚球藻,平均值分别为14.7μgC L-1与10.8μgC L-1;冬季,聚球藻生物量下降明显(平均值1.9μgC L-1),微微型真核藻生物量也有略微下降(平均值9.2μgC L-1)。聚球藻细胞丰度水平分布特点:夏季10m以上表层海域细胞丰度呈斑块状分布,苏北近岸海域明显较低;30m层则呈明显的近岸往外海方向升高的趋势;底层分布特点也呈斑块分布,苏北近岸与中北部海域为低值区。冬季则呈中部高、四周低的特点。聚球藻垂直分布特点:夏季,南部海域无明显的最大值层且各层细胞丰度都较低;中部海域站位的垂直分布特点不明显,水平方向上站位间差异更大;北部海域在跃层处形成最大值层,跃层下细胞丰度值随深度增加而下降;在离岸较远、水深较深的外海区域,聚球藻垂直分布较为复杂。冬季,各水层间丰度值差异不明显,同一断面内相对低值区一般出现在近岸站位和底层区。微微型真核藻细胞丰度水平分布特点:夏季表层和10m层分布特点较为相似,细胞丰度呈由近岸向外海减少的趋势;30m层呈明显的北部高、南部低的特点;底层特点也是由近岸向外海减少,但高低值分界线离岸较近。冬季特点是高值区分布于南黄海中部海域,南北两端海域丰度值较低。微微型真核藻垂直分布特点:夏季,南部断面垂向分布不明显,近岸站位真光层出现高值区,其它站位各水层丰度值均很低;中部海域特点为真光层细胞丰度值显着高于真光层以下;北部断面特点在跃层附近形成明显高值区,表层和跃层下丰度值较低;在离岸较远的外海区域,垂直分布不明显,水平方向站位间丰度值差异显着。冬季,垂向分布上各层次间丰度值差异不大。pico级(<2μm)浮游植物对浮游植物总叶绿素a贡献夏季达到一半左右,冬季则不足1/3。浮游植物总叶绿素a含量与pico级叶绿素a含量成正相关,与pico级叶绿素a占总叶绿素a比值成负相关。浮游植物总生物量较高时,大粒径浮游植物占优势;总生物量较低时,小粒径生物贡献更大。聚球藻生物量与pico级叶绿素a占总叶绿素a比值分布特征相似,以致两者间表现出较好的正相关关系。叶绿素a含量能较好的反映微微型真核藻生物量,对聚球藻生物量却不能很好反映。夏、冬两季聚球藻与微微型真核藻生物量间关系显着不同:夏季聚球藻生物量高时,微微型真核藻生物量较低;微微型真核藻生物量高时,聚球藻生物量也较低。冬季两生物量间存在显着的正相关关系。

宋书群[3]2010年在《黄、东海浮游植物功能群研究》文中认为浮游植物是海洋中最主要的初级生产者,启动了海洋生态系统的能量流和物质流,开启了海洋食物链。973项目“我国近海生态系统食物产出的关键过程及其可持续机理”提出开展从食物网的原核生物-浮游植物到顶级生物从个体到粒径谱、功能群和营养层的全程(from end to end)食物网研究,并将生物功能群的食物网营养动力学作为拟解决的关键科学问题,因此需要对浮游植物功能群的组成和生态特征进行研究。本论文基于2006年4月至2008年6月在黄、东海进行的9次多学科综合外业调查,利用浮游植物群落资料,研究了该海域浮游植物功能群的组成及生物量的时空分布特征,分析了浮游植物功能群与环境因子的关系、以及关键物理过程对浮游植物功能群的影响。根据营养功能将浮游植物划分为12个功能群:微微型浮游植物(PicoPl)、微型硅藻(NanDiat)、微型自养鞭毛藻(NanAutFl)、小型自养甲藻(MAutFl)、小型混合营养甲藻(MMixFl)、小型异养甲藻(MHetFl)、小型单体硅藻(MUniDiat)、小型无刺群体硅藻(MHairDiat)、小型有刺群体硅藻(MBranDiat)、产毒浮游植物(ToxPl)、不可食浮游植物(InedPl)、其它浮游植物(Others)。浮游植物水柱生物量在南黄海春季高于秋季;春季高值区位于山东半岛近岸水域,秋季高值区位于济州岛附近水域。在长江口和东海水域夏季最高,春季次之,秋季较低,冬季最低;高值区多分布在长江口-浙江近岸水域,外海高盐区生物量较低。在垂直方向上,浮游植物生物量主要分布在浅层水体。黄、东海浮游植物功能群组成时空变化较大:南黄海春、秋季MHairDiat都是最优势的功能群;长江口邻近黄东海,春末以MHetFl为主的甲藻功能群在群落占优,ToxPl有较高的比例;夏中,硅藻取代甲藻,MHairDiat成为最优势功能群,MBranDiat也有较高的比例;夏末,硅藻功能群占群落比例超过95%;东海陆架区秋冬季均以硅藻功能群为主,MHairDiat > MUniDiat > MBranDiat;长江口及东海近岸区甲藻功能群占优,5月份MMixFl > MAutFl > MHetFl,6月份MHetFl取代MMixFl成为最优势功能群。MHairDiat春季在山东半岛东端的海槽区出现全年最高值;春末到夏末,长江口及东海近岸区水柱生物量逐渐升高;生物量从秋季到冬季持续下降,秋季黄海冷水团水域生物量极低。MUniDiat在春季的分布与MHairDiat类似;从夏中至夏末,长江口及东海近岸区生物量持续升高;秋季,生物量在东海陆架区高于南黄海;冬季,东海陆架区生物量略有下降,在长江口附近形成高值区。MBranDiat春季在长江口邻近黄海生物量较高,在东海少有分布,春末开始东海生物量升高,高值区分布在杭州湾外;秋季生物量下降,在黄海分布在近岸,东海分布在外海;冬季生物量低、分布范围小。MHetFl春季在山东半岛近岸、长江口-杭州湾外有很高的生物量;夏季开始,生物量显着降低,冬季仅在东海陆架外缘有分布。MMixFl春季在东海高于南黄海,春末生物量在长江口及东海近岸区上升,夏季开始降低;秋季在南黄海的分布与春季类似,高于东海;冬季,东海陆架区生物量很低。MAutFl春末在长江口邻近黄海出现全年最高值,高生物量从夏季开始衰退,秋、冬季生物量均很低。ToxPl在春夏季生物量较高,春季主要分布在南黄海中部、长江口和东海近岸区;夏中长江口邻近黄海出现全年最大值,到夏末消失。InedPl夏末在长江口邻近黄海出现全年最高值,其生物量在外海高盐水域较高。浮游植物关键种的演替明显:南黄海关键种主要为硅藻,春季为太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、豪猪棘冠藻(Corethrom hystrix)等,秋季为斯氏几内亚藻(Guinardia striata)、圆筛藻(Coscinodiscus sp.)。长江口及东海水域,5、6月份关键种以甲藻为主,夜光藻(Noctiluca scientillans)、具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)等水华物种、柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)等产毒物种都有较高的生物量;夏季,甲藻式微,脆指管藻(Dactyliosolen fragilissimus)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、厚刺根管藻(Rhizosolenia crassipina)和环纹劳德藻(Lauderia annulata)等硅藻成为关键种;秋季,关键种为圆筛藻、圆海链藻(Thalassiosira rotula)、斯氏几内亚藻(Guinardia striata)等硅藻;冬季,关键种主要是圆筛藻等单体硅藻。夜光藻、具齿原甲藻、米氏凯伦藻春季在长江口附近水域易形成水华(赤潮),而太平洋海链藻等硅藻春季在南黄海也有爆发水华的可能。浮游植物功能群与环境因子的关系存在时空差异:MHairDiat在黄东海的分布主要受温度和盐度的影响,但春季在黄海、夏季在长江口及邻近黄东海可能受到营养盐的限制;MUniDiat的分布主要受营养盐影响,生物量在高营养盐水体较高,春季在南黄海主要受盐度影响;MBranDiat在春、夏季可能受营养盐限制,在夏末、秋季和冬季的分布主要受温度和盐度影响;MAutFl的分布春季在南黄海受磷酸盐影响,在长江口受铵盐影响,秋季在东海陆架区与营养盐密切相关,其它航次主要受温度和盐度影响;MMixFl的分布主要受温度或/和盐度的影响,春季在南黄海、秋季在长江口及东海陆架区的分布主要受氮盐的影响;MHetFl主要分布在近岸的表层水体,在外海高盐高温水体也能形成较高的生物量;ToxPl的分布与营养盐的关系在秋季不明显,春季在南黄海、夏季在长江口、冬季在东海陆架区主要受氮盐的影响;InedPl的分布主要受温度和盐度的影响,但秋、冬季在东海陆架区在高营养盐水体分布较多。黄海冷水团水域浮游植物生物量极低,温跃层的存在阻碍了营养盐向上输送,表层受营养盐特别是磷酸盐限制,仅适宜异养甲藻;底层受光限制,仅适宜底栖硅藻。长江冲淡水携带的大量营养盐支持了长江口水域的高生物量,生物量锋面出现在光和营养盐取得最佳权衡的水域。高盐、低营养盐的黑潮和台湾暖流控制区域,浮游植物难以形成高生物量。综合基于浮游植物功能群组成的聚类分析结果和群落生物量对黄、东海进行了生态区的划分:南黄海春季划分为4个生态区、秋季划分为3个生态区,长江口及邻近黄东海水域春末划分为2个生态区、夏季划分为4个生态区、夏末划分为3个生态区,东海陆架区秋、冬季均划分为2个生态区,长江口及东海近岸区春季划分为2个生态区、春末划分为3个生态区。春、秋季,基于浮游植物功能群对南黄海生态区的划分与基于浮游动物功能群的结果类似,但生物量分布模式不同;浮游植物功能群与中华哲水蚤的摄食、代谢、生殖行为有密切的关系。夏季,长江口外高生物量的MHairDiat和MBranDiat与底层的氧亏损有关。本文从生物量出发,报道了黄、东海浮游植物功能群、关键种的组成及时空分布,研究了各功能群与环境因子的关系,并基于浮游植物功能群对黄、东海进行了生态区的划分,这些结果为黄、东海食物产出关键过程的预测模型提供了基础数据。今后的研究需要综合多种分析方法,获取全粒径浮游植物资料,以全面分析浮游植物功能群结构;同时与高营养层次生物功能群进行整合研究,以更好的理解中国近海食物网的营养结构。

季倩[4]2008年在《长江口邻近海域水体及底栖微微型浮游生物研究》文中研究说明本论文首先介绍了微微型浮游生物的定义,对聚球藻、微微型真核浮游植物、原绿球藻、异养细菌和病毒在水体中的分布概况做了简要归纳,阐述了海洋底栖环境的研究现状,并提出了本文的主要研究目的。其次介绍了流式细胞术的发展历程,FACScan型流式细胞仪的主要工作原理,以及水样中微微型浮游生物、异养细菌和病毒的流式细胞术测定方法。通过实验,探讨了流式细胞术测定沉积物中异养细菌和病毒的方法,并给出了主要的实验步骤及注意事项。最后根据2006年6月、8月、10月长江口外缺氧区,2006年11月、2007年2月东海中陆架,2006年12月、2007年8月对海南岛东侧河口海域的调查研究,在认知长江口及毗邻海域微微型浮游生物分布状况的同时,探讨其与环境条件之间的相互关系,以及应对复杂环境作出的反应,进一步了解微微型浮游生物在生物地球化学循环中的作用。2006年长江口外缺氧区的调查研究显示,在低氧形成前后,微微型浮游生物的群落结构发生明显变化,聚球藻和病毒的丰度明显增加,且病毒的增加量远大于聚球藻,微微型真核浮游植物的丰度则急剧下降,而异养细菌丰度的变化不明显。对长江口外低氧事件发生前后,低氧区微微型浮游生物和水体物理条件的相关性分析显示,当水体层化明显,水柱中微生物的生命活动以及有机质的降解消耗水体溶解氧,为水体低氧的形成创造了有利条件。在低氧过程中,异养微生物对微食物环的碳能流动贡献较大。对东海中陆架的调查研究显示,冬季,东海陆架区主要受到黑潮水团的控制,微微型浮游植物的丰度在10~3数量级,异养细菌和病毒丰度在10~5数量级。从初冬到末冬,聚球藻和病毒丰度减小一个数量级,而微微型真核浮游植物、原绿球藻和异养细菌的丰度则有所增加。微微型浮游植物生物量的主要贡献者由聚球藻变为原绿球藻,而微生物碳生产量的主要贡献者始终是异养细菌。水体营养盐浓度及微生物相关性分析显示,磷对微微型浮游生物的限制性较大,营养盐浓度增加伴随着微微型浮游植物丰度的下降,而异养微生物可以选择利用无机、有机营养盐。对海南岛东侧南海海域的调查研究显示,原绿球藻在微微型浮游植物中占绝对优势。异养细菌丰度比病毒丰度大一个数量级,两者数量由沿岸向外海增加。对万泉河、文昌河文教河流域上游至入海口的研究调查显示,受到恶劣天气,如台风的影响等,流域有大量的微生物分布,且从河流上游至河口,微生物丰度逐渐降低。冬夏两季,河流水体中微微型浮游生物的分布有着明显的差异,冬季文昌河文教河流域微微型浮游植物丰度小于万泉河水域,而异养细菌和病毒的丰度则大于万泉河水域。夏季流域除入海口有一定量的微生物外,流域上游没有检测到微微型浮游植物。在对长江口、陆架及红树林底栖环境的研究中得知,沉积物含有大量的异养细菌和病毒,异养细菌和病毒丰度均在10~6数量级,对沉积物中有机质的降解利用起着重要作用。可以将长江口外及东海陆架海区的底栖环境分为四个主要区域:长江冲淡水影响区域、江浙沿岸区域、东海内陆架区域、东海中陆架区域。沉积物中微生物丰度及沉积物含水量随着深度的增加,逐渐下降。沉积物中异养微生物的丰度与有机质含量的多少存在一定的正相关性。红树林沉积物含水量小于海洋沉积物,与其特殊生境有关,同时异养细菌和病毒呈负相关,而陆架沉积物中异养细菌和病毒有明显正相关性。沉积物病毒与异养细菌丰度的比值(VBR)大小可以反映沉积物中营养盐程度的高低,由长江口至台湾海峡附近,VBR随纬度减小呈现下降的趋势,从侧面反映了长江冲淡水的影响范围内,营养物质在输运过程中的滞留、沉降效果。

参考文献:

[1]. 应用流式细胞计研究超微型浮游植物在中国东、黄海典型水域的分布[D]. 晁敏. 华东师范大学. 2001

[2]. 南黄海夏冬两季超微型浮游植物初步研究[D]. 宋洪军. 国家海洋局第一海洋研究所. 2007

[3]. 黄、东海浮游植物功能群研究[D]. 宋书群. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2010

[4]. 长江口邻近海域水体及底栖微微型浮游生物研究[D]. 季倩. 华东师范大学. 2008

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应用流式细胞计研究超微型浮游植物在中国东、黄海典型水域的分布
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