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不同環(huán)境污染物條件下海洋浮游植物生長的粒徑效應(yīng)研究

發(fā)布時間：2020-10-20 03:11

　　浮游植物的粒徑在其生長過程中是一個重要參數(shù)，影響著浮游植物的生長速率、光合作用過程中細(xì)胞對光能的吸收和使用效率、浮游植物的細(xì)胞密度、浮游植物的運(yùn)動能力以及在生態(tài)系中的地位。影響浮游植物粒徑的因素主要有其自身因素、環(huán)境因素以及營養(yǎng)鹽、石油烴、重金屬等化學(xué)因素。隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類活動所產(chǎn)生的營養(yǎng)鹽、石油烴、重金屬等各種污染物的排�？偭恳苍诩眲≡黾樱呀�(jīng)嚴(yán)重影響了海洋生態(tài)環(huán)境，世界各地均出現(xiàn)赤潮報道，這嚴(yán)重威脅著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類的健康。因此研究不同環(huán)境污染物條件下海洋浮游植物特別是赤潮生物生長過程中的粒徑變化以及粒徑與生長速率、細(xì)胞吸光能力及細(xì)胞密度的關(guān)系，對于搞清海洋中的物質(zhì)和能量流動方向具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文首先利用顯微測微法計確定浮游植物粒徑分布的大致范圍，并以此為指導(dǎo)，利用庫爾特計數(shù)法得到浮游植物的粒徑分布狀況和中值等效球徑。本論文認(rèn)為描述浮游植物粒徑應(yīng)該首先是分布狀況，然后是中值粒徑大小，而在以往的研究中僅用細(xì)胞平均粒徑是不足的。在確定浮游植物粒徑分布形態(tài)的基礎(chǔ)上，利用Gauss函數(shù)描述浮游植物的分布形態(tài)從而進(jìn)一步確定浮游植物在統(tǒng)計學(xué)意義上的中值粒徑，這比以往研究中僅用簡單的加權(quán)平均求得浮游植物的平均粒徑于理論上更加合理。在此基礎(chǔ)上描述浮游植物特別是赤潮生物在各種條件下(如：f／2配方、不同濃度營養(yǎng)鹽、不同濃度石油烴和重金屬)粒徑分布狀況以及中值粒徑在整個生長周期內(nèi)的變化，結(jié)合Logistic生長模型求得浮游植物最大生長速率以及在最大生長速率時刻所對應(yīng)的浮游植物中值粒徑，從而求得浮游植物最大生長速率與粒徑之間的關(guān)系，為進(jìn)一步研究海洋生態(tài)系中的物質(zhì)流動方向提供理論依據(jù)。這比前人僅用比較法求得最大生長速率、用不確定時刻的平均粒度代表浮游植物粒度并在此基礎(chǔ)上求得的最大生長速與粒度之間的關(guān)系更為精確。通過比較顯微測微計法和庫爾特計數(shù)法測得的浮游植物粒徑結(jié)果，發(fā)現(xiàn)庫不同環(huán)瑰污染物條件下海洋浮游植物生長的拉徑效應(yīng)研究爾特計數(shù)法比顯微測微計法具有更高的精密度，兩種方法得到的浮游植物中值粒徑具有良好的線性相關(guān)性(擴(kuò)=0 .91);分析不同浮游植物的粒徑分布狀況發(fā)現(xiàn)，海洋浮游植物細(xì)胞粒徑分布分別呈“單峰”、“雙峰”或“三峰”型，符合Gau舊s 或復(fù)合Ga理彌分布函數(shù)，其中赤潮藻種粒徑分布比較復(fù)雜，主要呈“雙峰”或“三峰”型，這可能主要是由于赤潮藻種所特有的生長、分裂機(jī)理所致. 通過測量粒徑譜中不同粒徑浮游植物在相同營養(yǎng)鹽(業(yè)配方)條件下，生長過程中的粒徑變化、分布情況、最大生長速率(林.)以及吸光系數(shù)(的隨粒徑的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)在海洋浮游植物生長過程中，粒徑分布類型沒有變化，粒徑分布符合Gau舊s或復(fù)合Gau舊呂函數(shù)，并且其中值等效球徑(ESD)隨浮游植物生長不斷變化。海洋浮游植物卜~與EsD的關(guān)系符合Allomctric函數(shù)模型:林~ =a*Es護(hù)(非線性擬合相關(guān)系數(shù)為0.573)，a=2.lox一05，b=一25;。與Esn 的關(guān)系也符合Allometric函數(shù)模型但是，其b二--0 .76。進(jìn)一步分析表明，ESD較小的海洋浮游植物生長不太符合AllO]叮etric函數(shù)，而更加符合Hill函數(shù)模型: 五SDb “__== aX— “..‘LO】，r，r、O 凡十2乙OLj (其中b=.3.33，a=7.19xl04，k=6.18)。營養(yǎng)條件的改變并不改變浮游植物生長過理中的分布類型，其分布類型可以被一個或復(fù)合Gal招s所描述，ESD不僅隨浮游植物生長不斷變化，而且隨PO4一P 濃度增加，裸甲藻或新月菱形藻ESD均減小;但隨著NO3一濃度的增加，ESD 開始減小，當(dāng)濃度分別超過一定t時ESD則反而增加。分析表明，“秘與ESD 的關(guān)系符合Allometric函數(shù)模型:”~二a，EsD“(非線性擬合相關(guān)系數(shù)Rz分別為0.91，0.85)，說明即使在單種浮游植物內(nèi)部，粒徑分布范圍比較窄的情況下，也存在生長速率與細(xì)胞ESD的指數(shù)負(fù)相關(guān)關(guān)系。此外，細(xì)胞即時e與ESD成負(fù) 相關(guān)的關(guān)系，說明在無其他污染物存在下，兩種浮游植物細(xì)胞￡與ESD之間存在“包裹效應(yīng)”。在不同濃度石油烴條件下，本論文研究了新月菱形藻、裸甲藻和旋鏈角毛藻最大生長速率(林~)、細(xì)胞吸光性能與其中值等效球徑(ESD)的關(guān)系。結(jié)果表明，高濃度石油烴普遍抑制浮游植物生長，而低濃度可促進(jìn)裸甲藻和旋鏈角毛藻生長，但對新月菱形藻沒有促進(jìn)作用。分析表明，3種海洋浮游植物生長曲線符合Loglstic生長模型，非線性擬合相關(guān)系數(shù)分別為0.989士0.005，0.993士0.002，中國海洋大學(xué)博士學(xué)位論文 0.994士0.013。在海洋浮游植物生長過程中，沒有觀察到粒徑分布類型變化。進(jìn)一步講，海洋浮游植物粒徑分布符合Gauss或復(fù)合Gauss函數(shù)，而且中值等效球徑 (ESD)不僅隨浮游植物生長不斷變化，而且隨石油烴濃度而變化。一般而言，高濃度石油烴條件下，在生長延緩期，ESD隨細(xì)胞生長而急劇減小，而達(dá)到指數(shù)生長期后，隨細(xì)胞生長又逐漸增大，但不能達(dá)到正常水平，這可能是由于石油烴濃度逐漸降低，以及浮游植物細(xì)胞逐漸適應(yīng)石油烴存在環(huán)境所致。際ax與ESD 的關(guān)系符合“U”形曲線關(guān)系，并不符合Alf
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：X173
【部分圖文】：

原理圖,原理,粒徑效應(yīng),小孔管

不同環(huán)境污染物條件下海洋浮游植物生長的粒徑效應(yīng)研究有溝殼的細(xì)胞等)，該方法的測量結(jié)果可能偏低(Grover，1982);另外由于該器使用流體力學(xué)的方法將樣品吸入小孔管后進(jìn)行測量，溶液中存在的其他顆粒有可能干擾測定，因此如果能夠先用其他方法如顯微測微計法先確定待測物質(zhì)大致粒度范圍，首先將待測物質(zhì)與干擾物質(zhì)的信號峰加以區(qū)分，再利用其簡單速的優(yōu)勢才能達(dá)到準(zhǔn)確的測量效果。4.流式細(xì)胞法流式細(xì)胞法(FIowCytometry，簡稱FCM)主要是根據(jù)在流體作用下，細(xì)胞射光大小和角度差異確定浮游植物粒徑。

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