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海洋酸化对钙化浮游植物颗石藻的影响

作　者: 阮祚禧
导　师: 高坤山
学　校: 汕头大学
专　业: 海洋生物学
关键词: Emiliania huxleyi 海水酸化 钙化作用 光合作用 C/P比值 紫外辐射（UVR）
分类号: Q945
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


大气CO2浓度升高，使得溶于海洋的CO2增加，改变表层海洋碳酸系统的平衡，降低海水pH（海水酸化）和CaCOB3B饱和度。这种海洋酸化现象会影响钙化生物的钙化作用以及相关生态过程。颗石藻类作为主要的浮游钙化生物，在海洋碳循环过程中起着重要的作用。为此，本文探讨了CO2浓度升高（海水酸化）对赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的影响，并揭示了其在酸化状态下对阳光紫外辐射（UVR）的生理响应。主要结果如下：通过调整培系统中CO2分压（pCO2为350，780，1460 ppmv），调控培养液中的pH水平分别为8.2，7.9和7.6。在半连续培养过程中，我们检测了海水酸化对颗石藻生长、形态、光合和钙化固碳及其UVR敏感性的影响。在不同pH条件下，该藻的生长速率在0.7-1.1d-1之间变动，经一定时间（8天左右）的适应后，受pH变化的影响不显著(维持在0.9 d-1左右)。海水酸化对光合作用的影响也不显著，然而，其对钙化作用的抑制作用特别明显，使其降低42.3-89.4％。为此，颗石层（钙壳）厚度相应变薄21-33％。在酸化状态下生长的细胞，经受UVR辐射处理时，无论是钙化还是光合固碳速率，UVR导致的抑制作用均明显增大：在pH为8.2时，钙化作用、光合作用受UVR的抑制分别为5％和45％，pH下降到7.6时，抑制率分别增加到了15％和90％。由于UVR对钙化固碳的抑制率偏高，使得无机与有机固碳比值（钙化固碳C/光合固碳P）随酸化急剧降低。酸化状态下UVR导致的较高抑制率，与钙化壳变薄有关；颗石层能使细胞少接受20-25％的UVR。颗石藻的钙化壳（颗石层），起着滤除或减少有害紫外辐射的作用，这对其应付高强度的阳光辐射，减少光抑制非常重要。大气CO2浓度升高导致的海洋酸化，减少颗石藻的钙化量，会使细胞接受UVR的辐射量增加，UVR导致的损伤增大，PIC/POC值降低。为此，与颗石藻类相关的生物地球化学及生态学过程，会受到海洋酸化的影响。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 文献综述与研究目的  8-26
  第一节 颗石藻的生物学特性及其与关键环境因子的关系  8-16
    1. 颗石藻华及其形成条件  9-13
    2. 颗石粒的生物学功能  13-15
    3. 紫外线（UVR）对颗石藻的影响  15-16
  第二节 钙化藻类的钙化和光合作用及其机制  16-20
    1. 藻类的钙化作用  17-19
    2. 钙化作用与光合作用的关系  19
    3. 钙化作用与细胞结构  19-20
  第三节 海水酸化及海水碳酸化学变化  20-22
    1. 大气CO_2升高与海水酸化  20-21
    2. 海水酸化与CaCO_3饱和度  21-22
  第四节 海水酸化对钙化藻类的影响  22-24
    1. CO_2浓度升高的生态效应  22-23
    2. 海水DIC与藻类钙化作用的关系  23
    3. pH、CaCO_3饱和度与藻类钙化作用的关系  23-24
  第五节 研究的目的与意义  24-26
第二章 材料与方法  26-36
  第一节 材料  26
  第二节 方法  26-36
    1. 培养条件与方法  26-28
    2. 紫外辐射处理  28-29
    3. 细胞扫描吸收光谱  29-30
    4. 形态观察、细胞直径、颗石层厚度测定  30
    5. 生长速率测定  30-31
    6. 光合色素的测定  31
    7. PIC/POC测定  31
    8. 叶绿素荧光测定  31-32
    9. 光合放氧和暗呼吸速率测定  32
    10. 光合与钙化固碳速率测定  32-33
    11. 海水总碱度测定和海水碳酸系统的相关计算  33-35
    12. 数据处理  35-36
第三章 结果  36-56
  第一节 颗石层厚度对紫外线敏感性的影响  36-41
    1. 颗石层的透光特性  36-37
    2. 不同UVR处理后颗石藻的快速光响应曲线  37-41
  第二节 pH对颗石藻的影响  41-56
    1. pH与生长  41-46
    2. pH与颗石球形态及大小  46-50
    3. 细胞色素  50-51
    4. 光合作用和钙化作用对紫外线的敏感性  51-55
    5. PIC/POC  55-56
第四章 讨论  56-63
  1. 海水碳酸系统调控  56-57
  2. 海水酸化对颗石藻光合作用和生长的影响  57-58
  3. 海水酸化对颗石藻钙化的影响  58-59
  4. 海水酸化与UVR的耦合效应  59-60
  5. 海水酸化对PIC/POC的影响  60-61
  6. 海水酸化对颗石藻华的影响  61-63
主要创新点  63-64
参考文献  64-78
发表论文  78-79
致谢  79

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生理学
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