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休眠机制是藻类抵御外界不利环境条件的一种非常有效的生理机制,具有重要的生态学意义。在不利的环境条件下,水体中的浮游植物会形成休眠期细胞,沉落到海底。在合适的环境条件下,沉积物中的休眠细胞萌发并形成浮游生物,重新回到水体中,并可能大量繁殖,形成海洋赤潮灾害。因而,休眠期细胞的萌发很可能是赤潮形成的原因之一。本研究课题在2006年至2008年期间对广东大亚湾海域展开调查,首次研究了该海域沉积物中休眠期浮游植物的组成特点、群落分布,探讨了这些休眠期浮游植物的萌发与环境因子之间的关系,并结合自然水体中浮游植物的种类和数量特征,综合分析休眠期浮游植物的萌发与赤朝形成之间的关系。通过本课题研究,可以为大亚湾海域的浮游植物群落分析和赤潮发生机制提供基础数据和科学依据。主要研究结果如下:
(1)对大亚湾海域在四个季节中浮游植物的组成进行分析,共鉴定出硅藻95种,鉴定出甲藻49种。在细胞数量方面,各个站位夏季细胞数量明显比其它季节高。在春季,底层的细胞数量要多于冬季底层的细胞数量,也多于春季表层的细胞数量。在种类数方面,夏季的种类数最多,其次为秋季,较少的是春季和冬季。在春季,各个调查站位中在底层的浮游植物多样性指数要比表层的大。因此推测休眠期浮游植物在春季的时候可能逐渐萌发。
(2)在春季水体中,数量占优势的浮游植物主要有日本星杆藻(Asterione glacialis)、拟菱形藻属(Pseudo—nitzschia)、海链藻属(Thalassiosira)、角毛藻属(Chaetoceros)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)、骨条藻属(Skeletonema)等。在夏季水体中,数量占优势的主要有根管藻属(Rhizosolenia)、锥状斯氏藻(Scr ippsiella trochoidea)和拟菱形藻属,在离海岸较远的站位,优势种还有海链藻属、骨条藻属,各水层的优势种变化不大。在秋季水体中,数量占优势的主要有海链藻属、角毛藻属、拟菱形藻属、骨条藻属、米氏凯伦藻(Karcnia mikimotoi)和菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)等。在冬季水体中,数量占优势的主要有菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、具槽直链藻(Melosiranummuloides)和菱形藻属(Nitzschia),各水层的优势种变化不大。
(3)对沉积物样品进行稀释培养,共培养出休眠期浮游植物57种,其中硅藻44种,甲藻13种。在培养出的硅藻中,海链藻属、角毛藻属和骨条藻属在数量上占优势。在培养出的甲藻中,数量较多的是斯氏藻属(Scrippsiella)、亚历山大藻属(Alexandrium)和裸甲藻属(Gymnodinium)。硅藻在数量和种类上比甲藻多。
(4)在温度为20℃和光照强度为30001ux在条件下,沉积物中萌发出来的浮游植物的种类数最多。温度、光照强度对硅藻萌发的影响显著,而光照强度影响硅藻萌发的显著性比温度大。温度为15~20℃,光照强度为30001ux的条件可能是较适合硅藻萌发的条件。温度对甲藻萌发的影响显著,而光照强度对甲藻萌发的影响不显著,温度为15~25℃的条件下可能是甲藻较适合萌发的条件。
根据研究结果,并参考相关文献资料,推测认为硅藻属于r—选择生物,而甲藻属于k—选择生物。在适合的条件下,沉积物中的休眠硅藻大量萌发到水体,迅速繁殖,并可能形成赤潮;而休眠甲藻在合适的条件下逐渐萌发出来,并保持一定的数量,当环境条件合适的时候可能大量繁殖,形成赤潮。