【摘要】： 海洋赤潮問(wèn)題已經(jīng)成為困擾世界沿海國(guó)家的重要環(huán)境問(wèn)題之一。本論文針對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域赤潮發(fā)生機(jī)制研究,為闡述光照效應(yīng)在該海域赤潮發(fā)生中的作用,應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與模擬計(jì)算相結(jié)合的方法,著重研究了該海域典型赤潮生物[中肋骨條藻(Skeletonema Costatum Cleve)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)]生長(zhǎng)的光照效應(yīng)。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法,測(cè)定了該海域主要赤潮生物中肋骨條藻、東海原甲藻等7種浮游植物生長(zhǎng)的最適光照及相關(guān)溫度效應(yīng),并在浮游植物生長(zhǎng)光照模型的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了水生生態(tài)系統(tǒng)浮游植物生物量分布光照效應(yīng)的半定量評(píng)價(jià)方法,并據(jù)此對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域2種重要赤潮藻(東海原甲藻和中肋骨條藻)生物量的垂直分布、平面分布與光照的關(guān)系進(jìn)行了研究;進(jìn)一步利用長(zhǎng)期序列資料,探討了近50a來(lái)光照效應(yīng)與長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生物量年代變化規(guī)律的關(guān)系。主要得出如下結(jié)論: 1)改進(jìn)的水生生態(tài)系統(tǒng)浮游植物生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法是建立在浮游植物光照效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上,綜合反映了浮游植物生長(zhǎng)特性和海水中的光照特性。“浮游植物生長(zhǎng)光效水柱累積指數(shù)”指標(biāo)可以用于半定量分析浮游植物平面分布的光照效應(yīng);生長(zhǎng)的“最適光效深度”指標(biāo),輔以浮游植物生長(zhǎng)光效指數(shù)的斷面分布可以用于半定量分析浮游植物垂直分布的光照效應(yīng)。 2)證實(shí)了在長(zhǎng)江口及鄰近海域,在營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度等環(huán)境因子適宜的情況下,海水中的光照強(qiáng)度是限制赤潮進(jìn)一步向近岸方向擴(kuò)展的關(guān)鍵因素。 用生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)得到的生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行的模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),浮游植物生長(zhǎng)光效水柱累積指數(shù)由近岸向遠(yuǎn)岸逐漸增加,與調(diào)查結(jié)果的比較表明,光照是限制長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生物量高值區(qū)向近岸方向擴(kuò)展的關(guān)鍵因素。赤潮在“赤潮高發(fā)區(qū)”這個(gè)特定海域發(fā)生是水體光照和營(yíng)養(yǎng)鹽權(quán)衡的結(jié)果。 3)光照的適宜性是中肋骨條藻(Skeletonema Costatum Cleve)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)分別在表層和次表層大量繁殖,形成高密度區(qū)進(jìn)而發(fā)展成為赤潮的重要原因之一。 用生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)得到的生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行的模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),中肋骨條藻生長(zhǎng)的最適光效深度位于0.4m左右的表層,東海原甲藻的位于水深4m左右(春夏季節(jié))的次表層;這與調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的中肋骨條藻的高密度區(qū)經(jīng)常在表層,東海原甲藻的高密度區(qū)經(jīng)常在次表層一致。這表明在營(yíng)養(yǎng)鹽等其它因子適宜時(shí),光照的適宜性是中肋骨條藻和東海原甲藻分別在表層和次表層大量繁殖,形成高密度區(qū)進(jìn)而發(fā)展為赤潮的重要原因之一。 4)自20世紀(jì)50年代末至21世紀(jì)初,長(zhǎng)江口及鄰近海域海面太陽(yáng)輻射與浮游植物生物量的年代變化規(guī)律有一定的相關(guān)性,光照效應(yīng)對(duì)浮游植物生物量的長(zhǎng)期波動(dòng)規(guī)律有一定影響。 長(zhǎng)江口及鄰近海域CDNet-PPT、Chl-aSur、Chl-aEu、PP的年代變化規(guī)律與海面太陽(yáng)輻射之間存在相關(guān)性,特別是年均Chl-aSur、Chl-aEu、PP三者與海面太陽(yáng)輻射之間具有顯著或極顯著的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系(依次為p0.01,p0.05,p0.05);而且年均CDNet-PPT、Chl-aSur、Chl-aEu、PP與海面太陽(yáng)輻射波動(dòng)規(guī)律存在一定的相似性,根據(jù)夾角余弦計(jì)算的相似性系數(shù)分別為0.53、0.66、0.81、0.57。這種高相關(guān)性在一定程度上說(shuō)明,光照效應(yīng)對(duì)浮游植物生物量長(zhǎng)期波動(dòng)規(guī)律有一定影響。 總之,通過(guò)綜合分析長(zhǎng)江口及鄰近海域浮游植物生物量平面分布、垂直分布和年代變化的光照效應(yīng),證明光照是影響該海域赤潮發(fā)生的重要因素。改進(jìn)的“浮游植物生長(zhǎng)光照效應(yīng)分析法”可以用于海洋、湖泊浮游植物生態(tài)學(xué)研究,對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物生長(zhǎng)光照效應(yīng)研究具有重要意義。論文所得到的研究結(jié)果,對(duì)深入認(rèn)識(shí)該海域赤潮發(fā)生機(jī)制有重要學(xué)術(shù)價(jià)值,對(duì)該海域赤潮發(fā)生控制過(guò)程研究有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：X55
【圖文】：

圖 1-1 近 1000 年來(lái)太陽(yáng)活動(dòng)周期數(shù)據(jù)來(lái)源：(Lean et al. ,1995; 阮雪琴 和 馬福慧,1995; Crowley,2000; Keller,2004)我國(guó)海洋海面太陽(yáng)輻照強(qiáng)度的研究自上世紀(jì) 70 年代開(kāi)始，至今已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，不少科學(xué)家通過(guò)調(diào)查直接觀(guān)測(cè)(李維亮 et al. ,1986; 張新玲 etal. ,2001; 王舉 et al. ,2005)或利用相關(guān)氣象資料計(jì)算了中國(guó)近海的太陽(yáng)輻射狀況(蔡學(xué)湛,1987; 翟盤(pán)茂,1990; 翟盤(pán)茂,1992; 閻俊岳 et al. ,1993)，對(duì)我國(guó)海洋太陽(yáng)輻射總體特征有了基本的認(rèn)識(shí)。然而長(zhǎng)期以來(lái)，由于相關(guān)海洋氣象資料和海面輻射觀(guān)測(cè)資料的缺乏(王舉 et al. ,2005)，限制了對(duì)海面太陽(yáng)輻照狀況的系統(tǒng)了解，尤其是對(duì)海面太陽(yáng)輻照年代際變化特征的研究尚未見(jiàn)報(bào)道，進(jìn)而限制了對(duì)海洋光照和浮游植物群落以及生物量年際變化特征關(guān)系的研究。1.1.2 海水的光學(xué)特性研究進(jìn)展太陽(yáng)光在水中的透射深度受上層水體光學(xué)性質(zhì)的影響，上層海水本身、海水

中國(guó)海洋大學(xué)博士學(xué)位論文光照水平進(jìn)行了詳細(xì)研究(Riley,1957; Labry et al. ,2001)，但是在我國(guó)由于海陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)的缺乏，造成了對(duì)東海等我國(guó)海域真光層內(nèi)光照總體水平尚不清1.2 浮游植物生長(zhǎng)的最適光照研究進(jìn)展1.2.1 浮游植物生長(zhǎng)－光照關(guān)系曲線(xiàn)浮游植物的生長(zhǎng)與光照強(qiáng)度的關(guān)系雖然因種類(lèi)不同而有所差異，但是一呈“先升后降”的拋物線(xiàn)關(guān)系(沈國(guó)英 和 施并章,2002)（圖 1-2），即過(guò)低的強(qiáng)度不足以滿(mǎn)足生長(zhǎng)需要，在低的光照強(qiáng)度下浮游植物的生物量隨光照強(qiáng)度強(qiáng)而增大；隨著光照強(qiáng)度的繼續(xù)升高，在某一光照強(qiáng)度浮游植物生物量達(dá)到最此光照強(qiáng)度為生長(zhǎng)的最適光照；之后，光照強(qiáng)度繼續(xù)升高發(fā)生強(qiáng)光抑制，生反而下降。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 陳龍;黃海大海洋生態(tài)系船舶壓載水特定物種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D];大連海事大學(xué);2011年

2 黃江嬋;近50年?yáng)|海海水中營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)空分布特征[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

3 張璇;長(zhǎng)江口及鄰近海域營(yíng)養(yǎng)鹽的歷史演變及其在赤潮中的作用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

4 丁雁雁;溫度、光照對(duì)東海幾種典型赤潮藻生長(zhǎng)及硝酸還原酶活性的影響[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2739569