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三种大型海藻对海水中营养盐供应变化的生理响应研究

作　者: 程丽巍
导　师: 刘兆普；邹定辉
学　校: 南京农业大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 龙须菜石莼羊栖菜营养盐吸收生化组成
分类号: S917.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近海海水富营养化是目前海洋严峻的生态环境问题,大型海藻对氮营养盐的响应方面已经有很多研究。同时,针对氮、磷营养盐因子共同作用对大型海藻的生理生态影响方面的研究也引起了学者们广泛的兴趣。但是,大型海藻如何响应环境氮、磷营养盐变化以及氮磷营养盐吸收特性及营养盐代谢规律对研究大型海藻生理生化及对富营养化海域的修复作用十分重要,需要进一步的深入探索。本文在综述了有关大型海藻对海洋环境中氮、磷营养盐浓度升高的响应以及氮、磷对其生理生态影响的基础上,力图探讨氮、磷相互作用对大型海藻龙须菜、石莼以及羊栖菜生理生化、环境因素对营养盐吸收速率以及营养盐吸收代谢规律的影响,以期为这三种主要的大型经济海藻作为修复富营养化海水的推荐品种提供一定的理论基础。主要研究工作包括以下方面：(1)不同氮磷水平对三种大型经济海藻生理生化特性的影响；(2)光照及温度水平对不同营养盐限制状态下大型经济海藻营养盐吸收的影响；(3)光照和温度水平下氮饱和和氮限制状态下石莼的硝态氮吸收动力学研究。主要的研究结果如下：Ⅰ.氮磷同时加富条件下,龙须菜和石莼生长显著增加,可溶性蛋白含量升高；龙须菜的光合作用增强,色素含量显著增加。而氮加富使得羊栖菜生长受到抑制,可溶性蛋白含量显著降低。同时,三种海藻的可溶性糖含量在营养盐加富条件下均降低。这些结果都说明：氮磷同时加富可以促进龙须菜和石莼的生长和体内氮库的积累,而羊栖菜对氮的耐受力较低,氮加富对其生长起到负作用。Ⅱ.龙须菜、石莼和羊栖菜对营养盐的响应不同：三种海藻的营养盐吸收速率在高营养盐浓度下较大。龙须菜和羊栖菜吸收效率在10℃和20℃下较高,而石莼在30℃条件仍可以保持较高的吸收速率。光照强度对其吸收效率也会产生影响,较低光强下的吸收能力和吸收效率均高于黑暗和高光强条件。可见,温度、光照及底物浓度等环境因子都会影响三种海藻对氮、磷的吸收特性。Ⅲ.石莼在营养限制后对硝态氮吸收速率明显增大,而光照和温度通过影响藻体光合作用等其他生理过程间接影响海藻对营养的吸收,20℃时有利于营养盐的吸收。而在适当温度范围内,光照强度越大,石莼对硝态氮的吸收速率越高。而在高温条件下,光强升高并不能促进营养盐的吸收。可见,藻体的生理状态是影响藻体硝态氮的吸收的一个主要因素。同时,温度、光照等环境因子都会影响三种海藻对氮、磷的吸收特性。综合以上结果,光照、温度和营养盐浓度等环境因子对龙须菜、石莼和羊栖菜的生理特性,尤其是营养盐吸收特性,都会产生显著的影响。本文试验结果表明龙须菜和石莼较适宜用作环境修复的品种,认为在把这两种海藻作为环境修复的品种进行研究和应用时,一定要考虑其生长的环境因素。

全文目录

摘要 8-10ABSTRACT 10-12缩略语 12-14第一章文献综述 14-36 1 大型海藻营养盐吸收特征及影响因子 14-23 1.1 海水中氮、磷营养盐的存在形式及生物可利用性 14-15 1.2 大型海藻对氮、磷的吸收方式 15 1.2.1 吸附 15 1.2.2 被动传递 15 1.2.3 主动传递 15 1.3 大型海藻氮、磷吸收动力学 15-16 1.4 大型海藻吸收动力学的研究方法 16-17 1.5 大型海藻氮、磷的吸收及其相互作用 17-18 1.5.1 大型海藻氮的吸收 17 1.5.2 大型海藻磷的吸收 17-18 1.5.3 大型海藻氮、磷之间的相互作用 18 1.6 影响大型海藻氮、磷吸收的因素 18-23 1.6.1 物理因素 18-21 1.6.2 化学因素 21-22 1.6.3 生物因素 22-23 2 大型海藻对氮、磷营养盐因子的响应 23-26 2.1 氮、磷营养盐对大型海藻生长的影响 23-25 2.2 氮、磷营养盐对大型海藻光合作用的影响 25 2.3 氮、磷营养盐对大型海藻生化组成的影响 25-26 3 大型海藻与近海海域氮、磷富营养化 26-29 3.1 我国近海海域富营养化的现状 26-27 3.2 近海海域富营养化的原因 27-28 3.3 大型海藻对氮、磷富营养化海域的生物修复 28-29 4 研究对象、研究目的和意义 29-36 4.1 研究对象 29-33 4.1.1 龙须菜 30-31 4.1.2 石莼 31-32 4.1.3 羊栖菜 32-33 4.2 研究目的和意义 33-36第二章不同氮、磷水平对三种大型经济海藻生理生化特性的影响 36-46 1 材料与方法 36-39 1.1 试验材料 36 1.2 试验设计 36-37 1.3 测定项目与指标 37-39 1.3.1 相对生长速率的测定 37 1.3.2 光合速率的测定 37-38 1.3.3 生化指标的测定 38-39 1.4 数据处理 39 2 结果与分析 39-43 2.1 不同氮、磷水平对三种海藻生长的影响 39-40 2.2 不同氮、磷水平对龙须菜光合特性的影响 40-41 2.3 不同氮、磷水平对三种大型海藻生化指标的影响 41-43 2.3.1 色素含量 41-42 2.3.2 可溶性蛋白和可溶性糖含量 42-43 3 讨论 43-45 3.1 不同氮、磷水平对三种大型海藻生长的影响 43-44 3.2 不同氮、磷水平对龙须菜光合作用特性的影响 44-45 3.3 不同氮、磷水平对三种大型海藻生化组成含量的影响 45 4 小结 45-46第三章光照及温度水平对不同营养盐限制状态大型经济海藻营养盐吸收的影响 46-60 1 材料与方法 46-47 1.1 试验材料 46 1.2 试验设计 46-47 1.3 营养盐吸收测定方法 47 1.4 数据处理 47 2 结果 47-55 2.1 不同光照和温度条件下三种大型海藻对氮营养盐的吸收 47-51 2.1.1 氮饱和营养条件下大型海藻对氮营养盐的吸收 47-49 2.1.2 氮饥饿营养条件下大型海藻对氮营养盐的吸收 49-51 2.2 不同光照和温度条件下三种大型海藻对磷营养盐的吸收 51-55 2.2.1 磷饱和营养条件下大型海藻对磷营养盐的吸收 51-53 2.2.2 磷饥饿营养条件下大型海藻对磷营养盐的吸收 53-55 3 讨论 55-58 3.1 营养盐浓度和营养盐限制条件态对大型海藻营养盐吸收的影响 55-56 3.2 光照、温度环境因子对大型海藻营养盐吸收的影响 56-57 3.2.1 对氮吸收速率的影响 57 3.2.2 对磷吸收速率的影响 57 3.3 光照和温度交互作用对大型海藻营养盐吸收的影响 57-58 4 小结 58-60第四章光照和温度水平下氮饱和和氮限制状态下石莼的硝态氮吸收动力学研究 60-68 1 材料与方法 60-61 1.1 试验材料 60 1.2 试验设计 60-61 1.3 试验方法 61 1.4 数据处理 61 2 结果 61-64 2.1 不同光照和温度条件下氮饥饿的石莼硝态氮吸收动力学特征 61-62 2.2 不同光照和温度条件下氮饱和的石莼硝态氮吸收动力学特征 62-64 3 讨论 64-66 3.1 营养盐限制条件对石莼吸收动力学的影响 64-65 3.2 光照、温度环境因子对石莼吸收动力学的影响 65-66 3.3 光照和温度交互作用对石莼吸收动力学的影响 66 4 小结 66-68全文结论 68-70全文创新点 70-72存在问题与展望 72-74参考文献 74-84攻读硕士学位期间发表与待发表论文 84-86致谢 86

三种大型海藻对海水中营养盐供应变化的生理响应研究

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