基于HPLC技術的南海北部浮游植物色素與群落結構研究.pdf

1、海洋浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中主要的初級生產(chǎn)者,其群落結構反映了不同生物類群此消彼長的競爭關系,同時也反映了生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境因子對基礎生物生產(chǎn)過程的制約作用。浮游植物群落結構研究是揭示生源要素在生物地球化學循環(huán)中所起作用的基礎研究之一,在全球氣候變化問題日益突出的背景下,這一研究對了解不同浮游植物功能類群在碳循環(huán)中的作用具有重要意義。
　　 當前,以高效液相色譜技術(high-performance liquid chromatog

2、raphy,HPLC)進行色素分析,通過CHEMTAX軟件對獲取的色素數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,并由此獲取浮游植物群落結構信息的方法是這一研究領域的主要方法之一。本研究目的便是通過HPLC技術的利用,分析我國南海北部海區(qū)浮游植物的色素分布和群落結構,結合相關調(diào)查資料,揭示浮游植物對環(huán)境調(diào)控因素的響應,并為進一步研究各浮游植物功能類群在基礎生物生產(chǎn)和生物地球化學循環(huán)中的作用準備基礎資料。
　　 本研究在南海北部通過布設4條斷面,22個采樣

3、站點,與2009年2月11日至2月23日和2009年8月12日至8月24日分冬季和夏季兩個季節(jié),共采集浮游植物樣品230余份。利用在實驗室內(nèi)所建立的一套完整HPLC色素分析方法,分析了樣品中的14種特征色素,并通過這些特征色素對研究海區(qū)浮游植物群落中的9種主要類群進行了分析研究,主要結果如下:
　　 冬季,各種色素的垂直分布在調(diào)查海區(qū)呈現(xiàn)葉綠素α(Chlα)型、水柱均勻型、表層型和二乙烯基葉綠素α(DV Chlα)型4類不同的模

4、式。光合保護色素(photo-protective pigments,APP)/光合輔助色素(photo-synthetic pigments,APS)的平均值在50m以上為0.89±0.63,50m以下為0.16±0.06。APP在水體中隨深度的變化與光合有效輻射(photo-synthetically active radiation,PAR)的衰減模式關系密切。自近岸至開闊海域浮游植物群落結構演替明顯,近岸海域硅藻為優(yōu)勢類群,至開

5、闊水域逐漸過渡到以藍藻、原綠球藻、金藻、定鞭藻為優(yōu)勢類群;不同海域中浮游植物群落的垂直結構也有區(qū)別,在近岸和陸架海域硅藻在各水層中均占有較大比重,陸架海域中藍藻在上層水體中豐度較大,在陸坡及開闊海域,葉綠素次表層最大值(subsurface chlorophyll αmaxima,SCM)層以上水體中原綠球藻和藍藻的豐度最大,而在SCM層以下水體中金藻則為優(yōu)勢種群。調(diào)查期間部分海域存在中尺度渦流,特別是香港東南反氣旋渦的存在對海區(qū)浮游植

6、物群落結構產(chǎn)生明顯影響。
　　 夏季,各種色素的濃度分布與冬季調(diào)查期間具有一致性,APP/APS在50m及其以上水體中的值為1.11±0.88,在50m以下水體中的值為0.07±0.15,植物的光保護作用強于冬季。群落結構區(qū)域化特征明顯,50m以淺海區(qū)、陸架海區(qū)、陸坡和開闊海區(qū)等各個海區(qū)群落結構具有明顯差異。其中,以硅藻、原綠球藻、藍藻、金藻等的豐度變化最為明顯。相比冬季,夏季原綠球藻在各個海區(qū)的豐度都有增加,并且夏季原綠球藻的

7、分布范圍要大于冬季。受珠江沖淡水影響較大的東部海區(qū)(S1斷面)與受其影響較小的西部海區(qū)(S2斷面)間的浮游植物生物量和群落結構存在明顯差異。
　　 在以季風為主的氣候因素影響下,研究海區(qū)冬季和夏季的水文、化學環(huán)境差異較大。在光照、溫度、營養(yǎng)鹽等環(huán)境因素不同水平的綜合作用下,浮游植物群落結構和生物量產(chǎn)生不同程度的響應。硅藻等細胞粒徑較大的藻類適宜于近岸的高營養(yǎng)鹽、低溫環(huán)境,而原綠球藻等微微型藻類則在低營養(yǎng)鹽、高溫的開闊海域具有競爭