【摘要】：全球性氣候變暖和水體富營養(yǎng)化為藍(lán)藻水華的頻繁爆發(fā)和有毒有害藍(lán)藻物種的全球擴散提供了基礎(chǔ)條件;藍(lán)藻水華和藍(lán)藻入侵等生態(tài)問題也越來越受到生態(tài)學(xué)家們的關(guān)注。然而,有關(guān)入侵藍(lán)藻的生理生態(tài)學(xué)研究方面的報道總體相對較少,尤其是入侵藍(lán)藻在“新領(lǐng)地”中的生態(tài)競爭策略和生理響應(yīng)方面的研究仍鮮有報道。本文以上海臨港地區(qū)景觀水體中發(fā)現(xiàn)的未知新記錄水華藍(lán)藻為核心研究對象,以原位研究結(jié)合室內(nèi)實驗的方式,對其分類學(xué)特征、生活史、化感競爭策略、對高營養(yǎng)鹽添加的響應(yīng)、對浮游動物群落的影響,以及對陸生菊科植物化感作用的生理生態(tài)響應(yīng)等方面進(jìn)行了研究,以期為我國水華藍(lán)藻生物學(xué)的基礎(chǔ)研究積累資料,為入侵水華藍(lán)藻的水資源生態(tài)管理提供指導(dǎo)依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:1.對上海滴水湖附近景觀水體(隸屬于國家海洋局東海計量中心,下稱“東海池塘”)中的未知水華藍(lán)藻進(jìn)行分離和純化,獲得4株純化藻株;通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡等手段對其形態(tài)特征和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察;通過測定16S rRNA基因序列對其分子生物學(xué)特性進(jìn)行了解,結(jié)果表明,該物種為中國水華藍(lán)藻新記錄種——卵孢金孢藻。另外,通過cyr基因簇的擴增和測序,以及使用液相-質(zhì)譜聯(lián)用對其孢外濾液進(jìn)行測定,發(fā)現(xiàn)該地理種群可產(chǎn)生擬柱胞藻毒素(Cylindrospermopsin,CYN)。2.野外調(diào)查及室內(nèi)培養(yǎng)實驗表明,在東海池塘中影響卵孢金孢藻關(guān)鍵性環(huán)境因子為水溫,而并非營養(yǎng)鹽。該物種在夏初水溫達(dá)到20℃時在水柱中出現(xiàn),之后以藻殖段方式繁殖;在水溫27-32℃時,僅少量細(xì)胞分化成厚壁孢子(0.5%);秋季水溫低于27℃時,將誘發(fā)孢子大量出現(xiàn);水溫在21-27℃之間時,孢子分化率較高,24℃可能為野外生境產(chǎn)生孢子最佳溫度;當(dāng)水溫低于15℃,藻絲生物量極低,不形成孢子。地理分布分析表明,該物種起源于歐洲較溫暖的地區(qū)(地中海周邊湖、庫水體),近年來在全球范圍內(nèi)擴散趨勢明顯增強。3.通過野外觀察和室內(nèi)模擬實驗發(fā)現(xiàn),該物種可通過釋放代謝產(chǎn)物,對同水域的片狀微囊藻的生長、光合作用活力、細(xì)胞酶活力等形成化感抑制效應(yīng),從而取得競爭優(yōu)勢;但該競爭策略與水溫密切相關(guān),夏季高溫時,適宜該物種生長,化感效應(yīng)明顯;秋季低溫時,自身生長受到溫度限制,化感作用消失。4.為摸清卵孢金孢在營養(yǎng)鹽持續(xù)增加的條件或超富營養(yǎng)的條件下,是否會保持其優(yōu)勢地位,采用100L體積的大桶(39個)進(jìn)行不同濃度N、P添加實驗,以觀察超富營養(yǎng)狀態(tài)下卵孢金孢藻豐度及浮游植物群落的動態(tài)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn):高濃度營養(yǎng)鹽添加(加N或加P)均可促進(jìn)卵孢金孢藻和綠藻生物量的增加;尤其是NP組的增加趨勢顯著高于僅添加N或僅添加P組;但卵孢金孢藻的相對豐度卻隨添加濃度的增加而降低。小粒徑的綠藻(空星藻屬(Coelastrum spp.)、小球藻屬(Chlorella spp.)、四角藻屬(Tetraedron spp.)、柵藻屬(Scenedesmus spp.))的生物增加趨勢顯著高于絲狀的卵孢金孢藻,實驗結(jié)束時,小型綠藻占絕對優(yōu)勢,說明在高營養(yǎng)條件下小粒徑藻類更易取得競爭優(yōu)勢,綠藻占絕對據(jù)優(yōu)勢也可能成為小型超富營養(yǎng)水體中浮游植物群落演替的格局之一。5.為探究卵孢金孢藻對浮游動物的影響,以及后者對前者的響應(yīng),本文對野外浮游動物和環(huán)境因子高頻采樣數(shù)據(jù)(每周一次)進(jìn)行RDA和Fitting分析,結(jié)果表明:卵孢金孢藻是影響浮游動物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性因子,可對后者的豐度和多樣性產(chǎn)生影響。指示種閾值分析(TITAN)表明,當(dāng)卵孢金孢藻生物量達(dá)到19.370mg L-1時將引起浮游動物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化;同時發(fā)現(xiàn),隆腺n，

本文編號：2372271