全 文 ：第 9卷 第 2期
], 35年 6月
水 产 学 报
J O U R N人 L O F F I SH E R I E 3 O F C H I N A
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1 9 85
细基江蔺的光合作用及生产力
与温 、 盐度的关系 ’
王 永 川 黄 良 民
(中国科学院南海海洋研究所 )
提 要
木文报道了温度 、 盐度与细基江禽的光合作用 、 呼吸作用和生产力的关系 。实验结果表明 ,
在最适温度 ( 25 ’的 、 盐度 ( 26 兔 )时 ,净光合作用峰值为 13 . 83 微升 仇 / 毫克戈干重 ) ·小时 ,最大
生产力是 5 . 07 克碳 厂米舍 . 日。 随着温度 、 盐度的改变 ,其光合作用 、 呼吸作用和生产力都发生
变化。
测定藻休不同部位的光合作用速度表明 ,顶端部份为基部的 2 倍 , 为中段的 1 . 4 倍 。 呼吸
作用也有明显差异 。 可以认为这是由藻体不同部位新陈代谢的不均衡性所造成 。
海藻的光合作用和生长是受温度 、盐度 、光强度等环境因子的影响 。 有关这方面的研
究已有不少报道〔 , ’ 全 ’一 , . , , 表 明了海藻所处的条件不同 , 其光合作用强度和生长速度有明
显的差异 。 随着海藻资源的开发利用和海洋农牧化的发展 , 对重要经济海藻的实验生态
学 、 生理学 , 包括光合作用及其生长发育规律进行研究 , 很有必要 。 细基江篱 (贷蒯乙“ -
“ a 介” 嘛城娜 at 协 C ha o g 姚 X 讯 )是一种经济红藻 , 可以作为提取琼胶的原料 。 由于 目前
对它只有一些形态分类和自然生态观察的报道 〔冬 ’ ` 飞 ,对其生长发育的了解不够 。 为此 , 我
们开展了细基江篱光合作用和生产力的研究。 本文主要报道温度 、 盐度对细基江篱的光
合作用 、呼吸作用和生产力的影响 , 以及对该种在 自然海区生长进行测量的结果 , 并就有
关问题进行讨论 。
材 料 和 方 法
实验用的材料是细基江篱 ,一般是在早晨退潮时 ,在汕头内湾 ( 2 3 O 20’ N , 1 1 6 0 4 0, E )
的中潮带采集的 。 从海区运 回实验室约经 30 分钟至 1小时 , 立即把材料洗净 , 选择健壮
的藻体 , 再用消毒过的海水充分洗刷干净 , 然后剪成 4一 5 厘米长的藻段放入培养缸内培
养 。 培养海水的盐度为 2 5编左右 , 温度在 17 一 2 2 ” C之间 , 光照强度为 1 2 0 0勒克司 (光周
期是 12 小时 ) ,在藻段培养 2 4 小时之后开始测定 。
本文承李冠国教授和邹仁林副研究员审阅并提供宝贵意见 , 江蓄种的鉴定承张峻甫先生帮助 , 参加实验工
作的还有李少芬同志 ,在此一并致谢 。
1贫 水 产 学 报 9卷
自 1 8 91 年 1 2 月至 1 8 2 9年 4 月 ,应用检压技术测定了细基江篱的光合作用和呼吸作
用 , 测定方法与我们以前报道的基本相同 「, ,幻 。 但所用海水都经过耐酸漏斗过滤 , 加热至
刊一 8 0 oC 消毒 。 测定光合作用时 , 每瓶放置三段藻体 <分别有顶端 、中段和基部 ) , 光强度
为 9 0 0 0 勒克司 (用 z加一 D 型照度计测量 ) , 测定呼吸作用时 , 每瓶放置六段藻体在黑暗
中进行 。 盐度范围是 。一 4 5荡 (根据测出的比重换算 ) , 温度范围是 20 一 3 5℃ ( 士 。 . 5℃ ) 。
重复试样最少三次 , 一般为 5 至 6 次 以上 。 测定结果取平均值 。 实验数据进行显著性检
验 「幻 。 光合作用和呼吸作用的单位是微升 O : /毫克 (干重 ) · 小时 。
声 藻体倍增时闻是根据 X阴 w 拍五时「生幻 方法计算 。 测定自然生长速度的方法是每次 定
点测量 2 5 株藻休的长度 (厘米 ) , 取平均值除以间隔时间所得数据 。
生物量的测定是在垂直于沿岸的断面上 , 随机选点 , 将 。 . 2 5 平方米方框内的细基江
篱采集起来 ,分别洗净阴干去掉表面水份后再烘干秤重 , 取平均值 。 生产力是由光合作用
和呼吸作用的测定值 , 根据气体定律 ( P V = n R T ) 进行单位换算之后 , 由以下公式` , ,计
算 :
N P P =
N P 丫 苦x 饥 x 0 . 3 7 5
P Q x 1 0 0 0
N尸p 代表净生产力 (克碳 /米 , . 日 ) , N p 指净光合作用 (毫克 仇 / 克 (干重 ) . 小时 ) , ` 是
日光合作用时间 ( 12 小时 ) , 、 指生物量 (克 /米 , ) , P Q 是光合系数 (采用 H o f f l n : n 和 L叭 .
w 、 l1[ 〕 测定的近缘种的值 i 、 2 ) 。
从 1 9 8 1年 10 月至 1 9 8 2年 6月还进行了汕头内湾的表层海水温 、 盐度定点连 续观
测 , 取月平均值和每月份所出现的最高或最低值 (气温取月平均值 ) 。
结 果 和 分 析
表 1 指出汕头内湾表层海水温 、盐度的月变化 。平均温度最低是在 2一 3 月份为 1 5℃ ,
最高在 6月份为 2 7 “ C 。 由于受韩江 、 榕江等河流和降雨的影响 ,表层海水的盐度变化比较
大 , 最高盐度可达 2 5编左右 ( 1 月份 ) , 最低出现过 2 . 2漏 ( 5 月份 ) 。 在 1一 4 月份平均盐
度为 1 5一 18 荡之间 , 平均温度在 1 5一 2 2 , C范围内 。
根据现场观察和自然生长速度的测量 , 汕头内湾的细基江篱在 1 月至翌年 4 月生长
最旺盛 。 自然生长速度为 。 . 27 厘米 /日 ,生物量 为 7 5克 /米 . 。 在 5 月下旬最高水温有时
达到 2 7一 30 “ O左右 , 但藻体色素仍正常 , 直至 6 月上旬还能生长。 以后 , 随着水温的继续
升高和 明照强度的增大 , 藻体从顶端开始 ,逐渐死亡 ,而最后整个藻体消失。 待到秋季 ,又
开始出现新的江篱苗 ,进行下一代的繁殖和生长 。
从细基江禽不同部位的光合作用和呼吸作用的测定结果 (表 2 )可以看出 , 顶端的光
合作用明显地比基部要高。 通过统计学检查 ,比较不同部位之间光合作用的差异性 , 表明
它们之间的差异是显著的 (见表 2 ) 。 顶端的光合作用为基部的 2 倍 . 中段的 1 . 4 倍 ,呼吸
强度也相应地较大 。
(1 ) 根据海洋调查规范的生产力换算公式修改得来 。
2期 王永川 、 黄良民 :细基江蔺的光合作用及生产力与温 、 盐度的关系
表 1汕头内湾表层海水温 、盐度的变化情况
年 月 温 度 (℃ )盐 度 (茄 )
最 高 最 低 平 均 气 温 最 高 最 低 平 均
1 98 1 1 O貂 2 0 2 6 2 5 2 0 . 0 1 4, 0 1 7 , 1
19 8 2 1 1 2 5 19 2 2 2王 1 9 . 5 1 3 . 4 1 6 , 6
1 2 2 3 12 1 7 1 6 红 . 9 1 3 . 4 1 7 . 2
1 2 0 10 1 6 I 6 功 甲 2 16 ` 9 17 ` 6
2 1 8 12 1 6 1 5 此 甲 9 6 . 1 1 6 。 0
3 盯 1O 1 6 16 2 2 . 4 7 . 9 14 . 7
4 2 5 1 9 2 2 跳 1 4 . 4 2 . 2 1 0 甲 g
5 3 0 22 2 6 2 7 I D
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7 6
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3 1 2
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2
6 8 2 2 3 2 7 2 6
表 2 不同部位的光台作用和呼吸作用比较
温 度 部 位 光合作用 士 标准 差 呼吸作用 士标准差 显 著 性
〔G P 士 S 刃 ) (R 士 S D ) 比 较 光合作用 J坪吸作用
2 5 七 基部 (丑 ) 9 。 8 1 士 0 . 石3 0 . 3 8 士 0 。 0 1 B 与M 尸< O 甲 0 1 P < 0 . 0 1
中段 ( M ) 14 。 1 8 士 1 。 2 1 0 .肋 士 O , 改 M与 T P < O , 0 1 尸< 0 。能
顶端 (T ) 工9 . 5 8 士 1 。 9 2 0 . 4 9 士 0 . 〔沁 T 与 B P < 0 . 0 1
基部 ( B ) 10 . 2 1 士0 。 9 8 0 . 4 3 士 O , 」卫 B 与 M P < 0 .口
中段 ( M ) 14 . 24 士工。 0 6 0 . 6续士 O , 12 M 与 T P < O 甲02
顶端 (T ) 19 . 9 1 士3 。 40 0 . 6 1 士 0 . 0 2 T 与 B P < 0 甲0 1
图 1 表明细基江篱的总光合作用和呼吸作用与盐度的关系 。 在盐度为 26 汤时光合作
用强度最大 , 分别为 1 1 . 3 2 ( 20 OC )和 1 2 . 6 5 ( 3 o0 C ) ,盐度低于 26 荡时 ,光合作用随着盐度的
增加而升高 ,当盐度高于 26 荡时 ,则随着盐度的增大而下降 。 二种温度 ( 20 · C和 30 OC )下所
测得的光合作用一盐度曲线都有这种现象 。 统计学检验表明盐度对细基江篱光合作用的
影响是高度显著的 ( p < 。 . 0 01 ) 。
细基江篱的呼吸强度是随盐度的增加而下降 , 在盐度为 O荡时呼吸强度最大 ( 图 1 ) 。
统计学检验表明盐度对呼吸作用的影响是显著的 ( P < 。 . 0 1 ) 。
从图 2 看来 , 当盐度为 13 编时 ,细基江篱的呼吸强度随温度的升高而上升 , 其温度系
数 Q , 。 ( 2 0一 3 o 0 C )为 1 . 6 1 , 总光合作用是随温度的升高而增加 ( 2 0一 3 3· C ) , 在 3 5 OC时光
合作用下降 , 统计学检验表明差异显著 ( P < 。 . 0 1 ) , 光合作用的温度系数 Q: 。 ( 20 一 3。。 C )
为 1 . 2 0 。 而在盐度为 26 荡时 , 从测得的温度 曲线来看 , 呼吸强度是随温度的升高而增大 ,
差异显著 ( P < 。 . 0 1 ) , 呼吸作用的温度系数 Q l 。 ( 2 0一 3。 , C )为 1 . 5 1 ,而其光合作用的温度
曲线虽有变化 ,但应用统计学检验测定结果 , 表明差异不显著 ( P > 0 . 0 5 ) ,总光合作用的温
度系数 Q l 。 ( 20 一3 0℃ )为 1 . 1 2 。 分析侧定结果可见 ,在 2宁 C时 (盐度 26 编 ) , 净光合作用
最大 , 显示出细基江篱光合作用的最适温度是在 2 5 O C左右 (见表 3 ) 。 但是温度达到 3 0a 0
时光合作用强度仍较高 , 这说明细基江篱的光合作用是能忍受较高温度的。
图 3 指出细基江篱的生长倍增时间与盐度之间的关系 。 最快生长速度是在 26 一 32 荡
1邹 水 产 学 报 9 卷
1
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盆度 (阿砂 徽度汉 〕J
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图 1细基江篱的光合作用和
呼吸作用与盐度的关系。
垂直短棒表示 1但标准差 。
图 2细基江禽的光合作用和
呼吸作用与温度的关系 。
垂直短棒表示 1厂 2标准差 。
表 3 温度与净光合作用 、 生产力和倍增时间的关系 (盐度 26几 )
止丫笠匕…翌兰…} 0 18 .1 !”6 } 拐 · 8 3 {
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1 1 .解 {
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G P :R比值 净 生 产 力
(克碳 /米艺 · 日 )倍增时 间 (天 )
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石。 6
盐度下 , 当用时间表示时 ,理论上 6 天可以加倍 , 一般是在 7 天以上 。 在温度为 3。。 C , 盐度
低于 6编时 ,生长最缓慢 , 需要 2 5 天才能倍增藻体的重量 。
从生产力方面来看 , 在二种温度 ( 2。“ C和 3。 , C )条件下 , 细基江篱的生产力与盐度之
间都存在着相关关系 ,盐度为 26 一 32 编时其生产力最大 , 高于或低于此盐度范围时生产力
降低 (见图 4) 。 为了进一步揭示细基江篱的生产力与盐度之间的相关性 , 作者采用最小
二乘法闭配置盐度一生产力 的曲线关系 , 得到它们的回归方程 。 当温度为 2 0a c 时 , 回归
方程为 :
N P P 二 0 . 8 9 2 8 + 0 . 1 7 0 7 5 一 0 . 0 0 2 7 2 2 5 , ( 0簇 S荡叹 4 5 , 2 0 O C )
其相关系数 : = 。 . 8 9 ( P < 。 . 01 ) , 回归标准误差 : = 0 .浇 。 当温度为 3 00C 时 , 进行分段
拟合 ,得到回归方程为 ;
2期 王永川 、 黄良民 :细基江篱的光合作用及生产力与温 、 盐度的关系
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ǎ从à屁留整衰
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图 3
盆度 (肠介
生长倍增时间与盐度的关系
圈口
ǎ?。艾白.暇\耳ù感只化州舟
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八日是\冻à农礼洲资
忍0 3 U盐度 (肠公
图 迄 盐度对生产力的影响 .
( 1 ) 万 P P = 1 . 3 5 7 0 + 0 . 1 1 0 7 9 , ( 0 ( S偏 《 2 6 , 3 0 o C )
护 = 0 . 9 9 6 ( P < 0
.
0 1 )
, s = 0
.
1 2
( 2 ) N r P = 1
.
9 1 6 1 + 0
.
1 6 3 2 5 一 0 . 0 0 2 8 2 1 5 , , ( 2 6 < S 编 《 4 5 , 3 0“ C )
犷 = 0 . 9 9 8 ( P < 0
.
0 1 )
, 忿= 0
.
0 3
它们的相关曲线见图 5 。
从上述实验结果和通过回归分析初步得到如下结论 : ( 1) 盐度对细基江篱的光合作
用 、 呼吸作用和生产力都有显著影响 , 它们之间存在着相关关系 。 ( 2) 细基江篱在测定的
水 产 学 报 9卷
冲叫, “ 目, . . . . - - - - - -
5尸
班、 海广_ \ ·` 3”
公 / 产户 .~ 、 声
尸 / 睽。产以\.米\省积é只化分
O一一万丁一 加 a0 如盐度 ( % 。 )
图 5 盐度与生产力的回归相关图
盐度和温度范围内都能生长 ,但最适盐度是在 2 6一 32 魅之间 ,最佳温度为 2 5O C左右 。 ( 3)
根据自然生长的观察和室内的实验结果 , 都表明该种能适应较高温度 。 ( 4) 藻体不同部
位的新陈代谢存在着显著的差异 。
讨 论
温度对海藻生长的影响是取决于海藻的种类和它的习性 。 因而 , 不 同种类或是相同
种类但生长在不同地区的海藻对温度的适应性也都有所差异 。 细基江篱是广东沿岸的特
有种 , 它对温度也有一定的适应范围 。 从室内所测定的光合作用强度和野外观察的结果
表明 , 细基江篱的生长最适温度为 2学 c 。 但它能忍受较高的温度范围 。 当 温度 达 3『 C
时 ,光合作用强度仍较大 。 生长在汕头自然海区的细基江篱 , 在 5 月下旬时 , 最高水温有
时可达 30 吧 , 但藻体还能生存 。 樊恭炬等 〔 , , 研究过该种的果抱子萌发体在不同温度条
件下的生长情况 , 指出 2 5 , C的水温条件是果抱子萌发体生长的最适温度 。 但在 3 5 , C水温
条件下 , 尚有部分抱子能萌发成盘状体。 由此可见 , 细基江篱是一种较能耐高温的种类 。
这对于具有热带 、亚热带特点的广东沿海 , 将是一种较好的人工养殖种类 。 同时 , 我们也
观察到 , 随着温度的继续升高 ,藻体的热损伤也就开始 ,并逐渐死亡 。 直到 6 月底 ,藻体在
汕头内湾 已全部消失 , 这与李伟新的观察结果 〔` 二相近 。 C a正。 等 ( 1 9 7 2) 认为藻体在高水
温条件下 ,细胞原生质的凝结物和酶的活性是与较低水温时不一样 , 因而引起藻体死亡 。
盐度也是影响海藻生长的一个重要因子 。 从实验的结果表明 , 细基江禽最适宜的盐
度是 26 编 ,在不超过它本身所适应的盐度范围内 , 高盐度对其光合作用是比较有利的 , 而
2 期 王永川 、 黄良民 : 细基江禽的光合作用及生产力与温 、 盐度的关系
低盐度则相反 。 当盐度为 。系时 , 光合作用强度最低 ,这与 F ar h比 和 M at ih 0 0 0 10L “ , K je -
川。舰 和 p b五 I n 盯 , “ J , M a t ih o on 和 玩w 肥 . 幻等采用其它海藻为实验材料所得的结果是
相似的。 但是 , 从呼吸作用的测定结果来看 , 细基江篱是在盐度为 。筋时呼吸强度最大 ,
这与他们的看法恰好是相反 。 细基江篱在低盐度条件下 , 由于它的总光合作用偏低 , 呼吸
强度增大 , 因而它的生长是缓慢的 。 这与 aD w . 等川 测定的另一种江篱 (住 “ 犷犷“ o sa )
所得结果相似 。 王水川 、潘国瑛等曾在南澳岛对江篱 (仔 . 哪犷卿卯 s们在不同生境下的生长 ,
进行周年的观察 , 其结果表明 , 在低盐度 (5 编以下 )的环境 ,江篱虽然能生存 ,但生长很差 。
G es 。
~ 和 S
e五ar m 力 ( 1 9 7 1) 认为海藻在低盐度条件下 , 光合作用强度减弱是由于藻体从
海水中减少吸收光解作用和光化学反应所必需的氯离子 。 0郎 at 和 M a怡` ( 1 9 6 5) 证实 ,
在低于 2 2荡盐度下 , 光合作用强度的减弱是由于突然减少光合作用过程中二氧化碳的效
应的结果 。 从以上的结果表明低执度对细基江篱的生长是不利的。
综上所述 , 温度 , 盐度等生态因子对细基江莆的生长是有显著影响的 。 在最适温度
( 2 5o )C
,盐度 ( 26 荡 )的条件下 ,生产力最大可达 5 . 0 7克 /米“ ` 日 。藻体倍增时间为 6一 7 天 。
但生长在不适宜的条件下 , 藻体倍增时间甚至于延长到 肠 天 。 因此 , 掌握每种海藻对环
境条件的生理要求 ,选择最合适的海区和季节 ,进行人工养殖 , 对于提高海藻生产力 , 促进
人工养殖事业的发展是很有意义的 。
从藻体不同部位的光合作用和呼吸作用强度的测定结果来看 ,不管是顶端或是基部 ,
它们都能生长 。 今后 , 如果我们能进一步解决江黄藻体的度夏问题 , 使藻体全年都能生
长 , 那么 ,在人工养殖过程中 ,可利用江黄具有再生能力的特点 , 采用切割的方法 , 让藻体
继续生长 , 以避免由于藻体过长被风浪冲击而流失 。 同时 , 根据测定的结果也表明 , 细基
江篱顶端的光合作用明显地高于基部和 中部 ,而且呼吸强度也存在着差异 , 这一结果与其
他研究报告 [’, 川 相近似 , 反映了大型底栖海藻不同部位的新陈代谢水平存在着不均衡
性。 今后 , 在鱼堤 、虾池增殖江篱时 ,用藻体的顶端部分作为藻种进行繁殖 ,将可望能达到
增产的目的 。
参 考 文 献
[ 1 ]
[ 2 ]
〔 3 ]
[ 4 〕
[ 石 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 3
〔马 3
[ 10〕
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1 62水 产 学 报 9卷
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[ 1 1〕 万 o f fm a n 、 W . E . 已 n d C . J 甲 D a w e 吕 , 1朋 o , 卫 h o 七。昌y n t h 七i e r a t e昌 a 扛d P r i犯 a汀 p ro d u e t io n b y t w o
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2期 王永川 、 黄良民 :细基江禽的光合作用及生产力与温 、 盐度的关系 6 1 3
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