全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , , 一
初析赤潮成因研究的围隔实验结果
浮游植物群落演替与甲藻赤潮 ’
林 星 庄栋法 陈孝麟 唐森铭 咽家海洋局第三海洋研究所覆门 。。
【摘要 】 探讨了甲藻赤潮与浮游植物演替的关系 多次围隔生态系实验结果表明 , 在水体
相对稳定的生态系中 , 富营养后总是先发生硅藻的水华或赤潮 随后浮游植物会演替成占
优势的甲藻 , 甚至形成甲藻赤潮 维生素 , 的异常增多可能加速这种演替的进程 但这种
稳定水体若受到扰动 , 将干扰演替 , 使硅藻水华持续不断地发展 , 阻碍甲藻形成优势 这可
以 防止甲藻赤潮的生成
关镇词 赤潮 甲藻 围隔生态系 富营养 浮游植物演替
诬 触 脚
盛 , ,
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一 二 月沪户 , , 一
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”
,
一
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·
引 言
析讨论
甲藻形成的赤潮对人类生活造成的危
害常大于硅藻赤潮 应用围隔实验生态 系
研究赤潮成因时 , 围隔水体富营养后 , 几乎
都是先引发硅藻 的水华或赤潮〔月 以 前对
围隔生态系内生成甲藻赤潮的一般规律 了
解甚少 在赤潮发生机理的研究中 , 研究赤
潮发生的动力学和浮游植物群落的演替过
程对赤潮成因所起的作用是一个重要的课
题 从对富营养的围隔生态系跟踪观测的
结果 , 发现 甲藻赤潮与浮游植物的演替存
在着一定的规律 , 本文对此做些初步的分
方 法
本 文提及的 个实验 、 , 和 的 内容
列 于表 实验所 采用的方法步骤 、 装置 、 样品及
其测 试方法参阅文献 其中 实验是采用小尺
度围隔实验装置 , 用 的聚乙烯塑料捅作为围
隔捅 , 漂浮于陆基水池 中央 实验用水是经过陈
化后的天 然海水
,
以 回避 硅藻的水华 , 使实验时
引发除硅藻外的其他藻类的水华或赤潮 实验
的 围隔桶安有微型泵 , 以 · 一 , 的速率从
深处向表层抽水 抽 停 , 周而 复始
, 国家自然科学基金资助项 目
年 月 日收到 , 月 日改回
期 林 显等 初析赤潮成因研究的围隔实验结果 浮游植物群落演替与甲藻赤潮
衰 围隔实验的时间和内容
介 书 件 砚
一
一
动战氮养机营无富给度供程性等歇同间。 一
‘
连续富营养 , 三一 , 王一
, 矛一 拌
· 一 ,
对照 , 连续富营养
, 同 同程度富营养 , 加 。 产 · 一 ,
对照
与
富磷 ,
, 连续富营养
内、
结 果
富营养的围隔生态 系中浮游植物的
演替过程
, 实验的 袋因实验期间始终供给
富足的营养盐 , 浮游植物生长繁盛 , 先发生
硅藻的水华 , 主要是舟形 藻 肠 和
菱形藻 在实验 中期发生的是
以海洋原甲藻 , 和金
藻 赤潮 图 展示了甲藻和
硅藻的数量随时间的变化 , 两者的数量似
乎成互为消长的关 系 一 , 正逢硅藻
水华时 , 甲藻 数量很 少 随 后 硅藻数量 下
跌 , 甲藻数量开始增 多 以后 甲藻具有
较高的数 量 , 而 硅藻却数量很 少 以
后 , 硅藻再次逐步回升 , 第 甲藻又再次
数量很少
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锐一穴划拓称凌
图 袋中硅藻 王 、 甲藻 和微鞭毛藻 的密
度变化
飞 , ‘
几
表 , 实验时 , , 袋中浮游植物种 、属出现的时间
悦 “ 件 , 加 一 一
种 属 出现时间
一 一 一 一 一 一 一
十十
十
十
十
十
十
十
骨 条 藻 加介栩 。。。 印
细弱海链藻 了彻 “ ,
角 毛 藻 以 材
根 管 藻 已 抽
中肋月形藻 。功 哪 。
舟 形 藻 “ 介“勿
菱 形 藻 、 口
曲 舟 藻 尸介 , 心二
。
牡骊月形藻 彻、 ,
蜂腰双壁藻 。 户扬 , 、 加、 ,
脆 杆 藻 尸 , ,
角 藻 〔》
裸 甲 藻 , ,‘,成” ,
多 甲 藻 尸。
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卵 甲 藻 了“ 二 ,’
海洋原甲藻 。、 , 二 川 ‘ , ,
金 藻 分 , , 六少
微鞭毛藻 一 仁 、
在实验中 , 袋内的浮游藻类的各个 种属 出现的时间列于表 硅藻在实验前
应 用 生 态 学 报 卷
里存在 , 随后消失 , 在 实验末期 又 出 其消退后 甲藻逐渐占优势 在富营养的围
现 以 一 出现的种属较多 与硅藻相 隔生态系中 , 这种演替现象和顺序曾多次
比 , 甲藻在实验中期出现的种属较多 所以 重现过 表 列出了 、 , 实验的一些结
无论从不同藻类的数量 , 还是从种属的多 果 这些围隔体内的浮游植物演替过程和
样性看 , 袋先发生的是硅藻的水华 , 待 , 是相似的 图
衰 各围隔体在实验前后期出现水华或赤潮的情况
口 诬 俪 代 叱 件
围隔体
一
实验前期 乎 实验后期
实验天数 水华优势种
而
最大数量
· 一
实验天数 赤潮优势种
为
最大数量
个 · 一 ,
· 一
镶然一一 舟形藻 口丽 以菱形藻 人
厂外 妙。原甲藻
叱己” ,王
陈化期
陈化期
菱形藻 介 山 等
颐藻 ‘ , ,
一 裸甲藻 勿 , 。苗 ,
浮动弯角藻
刀功 侧心 一 裸甲藻伪
, 记 ,’
一 新月菱形藻人 尸
菱形藻
一 海洋原甲藻尸 旧‘ 亡” ,枯
,
一 一 裸甲藻勿加 , 耐 ,
营养盐对围隔生态 系中浮游植物演
替的影响
的水体在 添加营 养盐并连续保持
无机氮在 一 拌 · 一‘的条件 下 先
发生 了以新 月菱形 藻
“ 为优势种的硅藻水华 在第 到达
高峰 , 数量为 ‘ 个 · 一 , , 占浮游植
物总量的 这 以后就开始减少 , 在第
数量很少 与此同时 , 甲藻从第 开
始迅速增长 , 到第 发生 了海洋原 甲藻
的赤潮 在 到达顶峰 , 有 , 个
· 一
,
, 占浮游植物总量的 图
,
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产 , 产水、 。
厂 八、 万
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时 间 二
图 桶和 桶中硅藻 、 甲藻 和微鞭毛藻 的密度变化
,
桶中的无机氮是间歇性供给的 , 实 并在第 形成一种裸 甲藻 汤
验开始时添加无机氮 , 待其 消耗将尽再添 祝 的赤潮 , 但很快衰退 , 到第 数
加 与 。 一样 , 硅藻在水华之后很快消退 , 量就很少 图 显然 , 营养盐供给的频率
在第 时数量很少 这时甲藻开始增殖 , 和多寡并不影响围隔生态系中浮游植物的
期 林 星等 初析赤潮成因研究的围隔实验结果 浮游植物群落演替与甲藻赤潮
演替 但 桶中甲藻赤潮的规模和持续时
间显然比 、 中的小而短
在 实验里 , 第 以后尽管 中
硝酸盐的浓度水平在 拜 · 一 , 以下 ,
但海洋原 甲藻数量仍在 , 个 · 一 ,
以上 , 且持续了 直至实验结束 桶中
裸甲藻增殖前 第 一 , 无机氮浓
度 在 一 拌 · 一 , 之 间 , 而 在增殖过
程 中 第 一 无 机 氮 浓 度 低 于
拌 · 一 , 这说明甲藻对增殖时水体中
营养盐的浓度并不苛求 , 但增殖前需要有
一定量的营养盐供给 而营养盐供给的多
寡会导致优势种的差异
维生素 。对围隔生态系中浮游植物
演替的影响
实验设计回避了硅藻的水华 , 可能
观测到硅藻水华后的演替过程 图 实
验前期 , 和 添加 的 都不 同程度
地发生 了以颤藻 ’ ’ 为优势种的
赤潮 桶的 甲藻从实验 开始就逐 渐减
少 , 从第 开始数量很少 以后 虽然在第
又再次增多 , 数量也仅与实验初始相
近 , 直到实验结束 的情况 , 出现数量
很少的时间较 晚 , 在第 , 再出现时
却比 早 在第 , 暴发了一种裸 甲
藻的赤潮 , 数量高达 丁
一
个 · 一 , , 占
浮游植物总量的 第 到达顶峰 ,
为 。, 个 · 一 , , 占浮游植物总 量 的
实验结果表 明 , 添加维生素 会加
速浮游植物的演替进程 , 甲藻较快地成为
优势种 , 并暴发了赤潮困
水体受扰动对浮游植物演替的影响
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图 桶和 桶中蓝藻 、 甲藻 和微鞭毛藻 , 的密度变化
卯 ,
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随后 发生了上述的演替 , 出现 了海洋原
甲藻赤潮 而 桶的硅藻赤潮一直持续发
展 , 直到实验结束 , 没有出现 甲藻的优势 ,
而且在第 甲藻数量很 少 图 实验
表明 , 由于水体受到扰动 , 干扰了富营养的
围隔生态系中首先硅藻而后 甲藻占优势的
浮游植物演替过程川
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图 桶中硅藻 、 甲藻 和微鞭毛 藻 , 的密
度变化
,
,
上述富营养的围隔生态系的水体是较
为稳定的 。 实验时 , 和受扰动的 桶
在实验初期都发生 了新月菱形藻的赤潮
富营养的围隔生态 系的浮游植物演
替过程
上述实验是在不同的年分 、 不同季节 ,
随机捕捉海区的自然生态系进行的 光照 、
气候 、 盐度以 及浮游植物的结构组成的差
应 用 生 态 学 报 卷
异 , 均未影响该生态系富营养后首先发生
硅藻的水华 , 而后 甲藻占优势 , 甚至出现 甲
藻赤潮的演替顺序 这也许是围隔生态系
中的一个 规 律 , 与 得 到 的规律相
同 有人也提出过 甲藻赤潮 出现在硅藻
水华之后的观点〔
· ·
而 年厦门西海
域赤潮的发展过程与此完全相似〔’ 所以
这个规律可能有其普遍意义 因为在一些
半封闭的港湾 、 水产养殖区的水体 , 多与围
隔生态系的水体相似 , 较为稳定 , 浮游植物
可能发生与围隔生态系中相同的演替
营养盐对甲藻赤潮生成的影响
类似 桶的情况 , 如不连续供给富足
的营养盐 , 不会影响演替过程和顺序 , 但会
导致 甲藻赤潮生物优势种的差异 这是 由
于不同种 甲藻对营养盐的需求不同 实验
表明 , 甲藻增殖对营养盐有一定的需求 , 但
并不苛求 把赤潮 生物 划分为
富 、 中 、 寡 种类 型 裸 甲藻属 中间型 ,
与我 们实验结果一致 认为甲藻具
徊游性 , 可移动到所需要的营养盐浓 度的
水层 , 进而 发展成赤潮 〕 这是海洋原 甲
藻能在低 环境中持续维持赤潮的原因
维生素 对演替过程的影响
维生素 增 多 , 加速 了演替进程 , 并
暴发了裸 甲藻的赤潮 这可能是 由于 甲藻
都需 要 , ‘
·
川 认 为 , 是控
制 湾 浏 叮
赤潮的重要 因子〔’」 、 等人也提及演
替过程与 , 的关系问题〔’“ 〕
演替顺序 , 硅藻数量持续维持在高水平上 ,
并阻碍甲藻形成优势 由于 甲藻 自身的营
养能力和生活 习性决定 , 甲藻对营养盐浓
度并不苛求 维生素 可能是甲藻赤潮暴
发的一个重要因子二
参考文献
飞一,‘胜刁, ,门」,三乙,︸﹄匕月了
几‘﹄
〕
〕
结 论
多次围隔生态 系实验结 果表 明 , 围隔
水体富营养后 , 便发生硅藻的水华或赤潮 ,
随后发生浮游植物的演替 , 最后 甲藻占优
势或形成赤潮 但如果水体交换性能好 , 又
有持续不断的营养盐供给 , 将会扰乱这个
〕
〔 〕
杜 琦 厦门西海域赤潮的研究 睡南大学
学报 , 赤潮研究专刊 一‘
沈国英 、 施并章 海洋生态学 厦门大学出
版社 , 厦门 , 一
郑 重
、 李少葺 、 许振祖 海洋浮游生物学
海洋出版社 , 北京 , 一
林 显 、 庄栋法等 初析赤潮成因研究的围
隔实验结果 几个主要理化因子与硅藻赤潮的
关系 海洋与湖沼 , 待发表
林 显
、
陈孝麟等 海洋围隔生态系中赤潮
发生前后浮游植物群落结构的初步分析 生态学
报 一
林 显
、 庄栋法等 添加维生素 对围隔
生态系内浮游植物群落动态影响的初探 台湾海
峡 , 气
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