大型海藻是近海岩礁生境主要支撑物种,由大型海藻构成的海藻场是近岸岩相海岸带重要的生物栖息地,其生态功能可与珊瑚礁、红树林和湿地等生境媲美,并与之共同构成近岸海洋生态系统。大型海藻通过光合作用,将环境中无机碳转化为有机碳,并释放氧气,同时在生长的过程当中,吸收氮磷等生源要素,不仅提高了海洋初级生产力,同时为草食及碎屑食物链提供营养,还有助于全球生态系统中生物地球化学循环,有效防止水体富营养化和降低大气中温室气体浓度。此外,由大型海藻组成的生物群落即海藻场,对栖息地营造、提高近岸海域生物多样性,优化海洋生态系统结构和功能,保持生态系统稳定都具有重要意义。现代工农业发展及生活排污影响,我国近岸陆源污染逐渐加剧,严重影响了海洋环境,致使近岸海域水体富营养化加剧、赤潮和绿潮等现象频发;另一方面,近年来随着大型海藻在食品、医药、工业和农业等多个领域应用广泛,受经济利益驱使,沿海渔民趁退潮时,长期无序采集羊栖菜（Hizikia fusifarme）、裙带菜（Undaria pinnatifida Suringar）、石花菜（Gelidium amansii Lamouroux）、鼠尾藻（Sargassum thunbergii）等潮间带大型海藻,致使近海海藻分布面积与生物量均不同程度锐减。全球能源消耗增加,大气中CO2浓度增加,海洋中溶解CO2和HCO3-升高,致使水体CO32-和p H值下降,海洋酸化,使近岸岩礁区域海藻退化甚至消失,珊瑚藻白化等现象发生,使海藻场生态系统初级生产力下降,进而影响与之相关的海胆、鱼类等草食性底栖生物群落结构。为恢复近海生态系统功能,维持海洋生态健康、系统可持续发展,亚洲大型海藻主要利用国家如中国、日本、韩国等,相继开展了以海藻场生态系统修复为主要手段的海藻场重建、生态功能利用研究。但当前国内外相关研究主要集中在海带（Laminaria japonica）、江蓠（Gracilaria）等单一养殖经济海藻,对天然海域海藻场,从生理生态学角度解析影响大型海藻分布、群落结构、光合生理活性对环境条件响应等相关研究较少,研究尚不够具体与深入。开展大型海藻光合生理活性研究,对近海海藻场生态功能重建、区域海洋环境问题的缓解,低碳经济的发展,乃至实现碳中和目标的实心都具有重要支撑。本文以枸杞岛潮下带天然藻场典型大型底栖海藻优势种为研究对象,通过水肺潜水现场采样,对底栖大型海藻光合色素和叶绿素荧光活性进行测定,探究不同的大型海藻对环境因素的生理响应情况。以海藻场优势种铜藻为例,详细分析测定了关键生长阶段光合活性和色素组成及含量,尝试探究处于不同生长阶段铜藻对环境条件的生理响应机制。对海藻场生态效应的研究,一方面是通过分析嵊泗马鞍列岛海域枸杞岛海藻场潮下带底栖大型海藻和筏架附生海藻生物量和海藻体内总有机碳（TOC）含量,评估该海域大型海藻的固碳能力,并在此基础上,结合全国沿海大型海藻调查结果,对我国沿岸海域潮下带底栖大型海藻的固碳能力进行了初步评估;另一方面,检测分析潮下带大型海藻对重金属吸附富集作用,评估其重金属净化等生态效应。主要研究结果如下:（1）通过水肺潜水,利用水下调制荧光仪,现场测定了枸杞岛海藻场褐藻、绿藻、红藻三种门类共9种大型海藻叶绿素荧光参数,发现在自然海域条件下,绿藻门和褐藻门中三种大型海藻Fv/Fm参数未表现出显著性差异,红藻门三种大型海藻Fv/Fm参数两两之间均表现出显著性差异。9种大型海藻Fv/Fm表现为刺松藻＞石莼＞铜藻＞膨胀刚毛藻＞羊栖菜＞鼠尾藻＞密毛沙菜＞珊瑚藻＞缢基蜈蚣藻,相对电子传递速率呈现褐藻门＞绿藻门＞红藻门的变化趋势,其中鼠尾藻最大相对电子传递速率最高。三大门类中褐藻相比较固碳能力较强,9种海藻中鼠尾藻、膨胀刚毛藻、羊栖菜固碳效率较高;在进行人工藻场构建时,在考虑生态系统多样性的前提下,应该优先选用光合潜能大、光合速率高、固碳效率强的鼠尾藻、羊栖菜等经济海藻。（2）通过分析铜藻幼苗期、快速生长期铜藻体内色素含量和叶绿素荧光参数,结果发现在铜藻生长关键阶段,随着温度降低,铜藻株高增加,株密度减小。铜藻在不同生长阶段,叶片色素含量没有明显差异,在不同温度条件下,铜藻生长状况良好,均未收到环境抑制,相对电子传递速率（r ETR）和非光化学淬灭（NPQ）8月＞10月＞1月。铜藻在8月份幼苗期具有更高的最大相对电子传递速率(r ETRmax)、饱和光强（Ik）,表现出最强的耐受强光和光合能力。（3）养殖筏架全年共采集附生海藻49种,隶属11目20科33属,其中红藻门35种;绿藻门11种;褐藻门3种。不同季节大型海藻更替明显,夏季生物量最高,为5529.40g/m~2,全年均有分布海藻有6种,其中红藻门4种,褐藻门和绿藻门各一种。3个门类中,褐藻门大型海藻体内TOC含量较高,说明固碳能力相较于其他两个门类强,不同海藻固碳能力也存在一定差异。筏架附生海藻全年总固碳量为89.86t,相当于减排CO2约326.33t。养殖筏架附生海藻组成的微生境具有良好的固碳等生态效应。（4）通过声学侧扫和潜水调查,夏季潮下带大型海藻19种,隶属3门16属,主要以红藻为主,褐藻次之,绿藻最少。枸杞岛海藻场分布面积约22.33公顷,潮下带大型海藻生物量约为650.71t（湿重）,估算枸杞岛海域潮下带大型海藻固碳量约为38.28t,相当于减排CO2约129.07t。结合全国沿海调查结果,初步估算中国沿海潮下带大型海藻固碳等生态效应,发现全国沿海潮下带大型海藻年固碳量为10.2万t,氮磷量分别为0.51万t和0.14万t,具有重要的固碳、净化水质等生态效应。（5）采用探索性数据分析手段,探讨了不同海藻对重金属的富集特征,为海洋重金属污染治理及重金属监测指示生物选择提供依据。结果表明,不同大型海藻体内重金属含量不同,聚类分析结果显示,褐藻门海藻对重金属的综合富集能力较高,红藻门次之,绿藻门最弱。利用主成分分析法对重金属的含量分析,19种海藻对重金属的富集能力综合排名为:多管藻＞密毛沙藻＞瓦氏马尾藻＞厚网藻＞麒麟藻＞鼠尾藻＞气生硬毛藻＞海膜＞羊栖菜＞缢基蜈蚣藻＞铜藻＞网质蜈蚣藻＞石莼＞SP珊瑚藻＞带形蜈蚣藻＞蜈蚣藻＞粗枝软骨藻＞舌状蜈蚣藻＞叉珊藻。重金属会对大型海藻光合作用的毒性影响,以及大型海藻抵御重金属的毒性影响的机制等还有待研究。