免费文献传递   相关文献

Effects of large filtering zooplankton—Daphnia pulex on phytoplankton communities in a small tropical Lake

大型枝角类蚤状溞对小型热带湖泊浮游植物群落影响的研究


2006年4月10日至2006年4月22日,采用原位吊瓶实验的方法,在暨南大学校园明湖中进行了大型枝角类蚤状溞(Daphnia pulex)对浮游植物种群变化和群落结构影响的实验。实验初期,明湖浮游植物群落的组成是以飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)和单角盘星藻(Pediastrum simplex)为优势种。在室内将蚤状溞培养至体长2mm以上,将蚤状溞加入到装满湖水的4.5L的透明瓶中,设置4个梯度:0ind(A,对照),10ind.(B),20ind(C)和30ind(D),每个梯度有3个平行,将实验瓶置于水表层50cm处。12d后实验结束,不同处理之间的浮游植物种群数量和组成有了明显的差异。与对照组相比,飞燕角甲藻和颗粒直链藻(Meclosira granulata)密度在实验组B、C和D中下降明显;小环藻(Cyclotella)和栅藻(Scenedesmus)等小型浮游植物在牧食压力比较大的C和D瓶中密度低于对照组,而在牧食压力相对较低的B瓶中,它们的密度高于对照组,这可能是由于蚤状溞加速了水体的营养盐循环反过来促进这些小型浮游植物的生长。处理组中绿藻门的盘星藻数量没有明显的下降,这与盘星藻不能被浮游动物直接滤食有关。实验结果表明蚤状溞对浮游植物的群落数量和组成的影响程度与其自身的种群密度密切相关,也与浮游植物群落结构有关。由于飞燕角甲藻是一种细胞较大的种类,蚤状溞对它的抑制作用主要是通过机械伤害作用实现的。

An in situ experiment was carried out to examine the effects of large filtering zooplankton——Daphnia pulex‘s on phytoplankton community strcuture in a shallow entrophic lake on the campus of Jinan University. Ceratium hirundinella and Pediastrum simplex are dominant and blooming-forming phytoplankton species in this lake. Daphnia pulex were cultured in the laboratory to reach the body-size of 20 mm, then was transfered into the transparent bottles (4.5 L). Four gradients are set:0 ind(A), 10 ind(B), 20 ind(C) and 30 ind(D), with three replications for each concentration gradient. The bottles were tied together and were floated at a depth of 50cm below the surface water in the pond. After 12 days of the experiment, the phytoplankton abundance and composition in the experimental bottles were significantly different among three treatments. The densities of Ceratium hirundinella and Meclosira granulate declined significantly with the increase of the density of D. pulex in those treatments. The densities of Cyclotella and Scenedesmus in the treatment D were very low, but in the treatments B and C, where the predation from D. pulex were low or moderate, phytoplankton abundance were even higher than in the control treatment A; the density of Chloropyhta showed no clear decrease in all the treatments. The results indicated that the impact of the large zooplankton D. pulex on phytoplankton communities is not only closely related to its own population density, but also closely related to phytoplankton species. It can suppress the population abundance of C. hirundinella by a mechanistic damage; For small phytoplankton species, D. pulex can stimulate the their growth by promoting the nutrients cycle when the predation pressure from D. pulex was low or moderate.


全 文 : 万方数据
生态科学 26卷
表I明湖浮游植物主要种类与丰度
浮游植物种类PhytoplaIlk‘∞8Pecics丰度B硼dan∞ 浮游植物种类Phytopl锄kt佣species丰度Ab岫d卸ce
绿藻c^_f口唧帅“ 硅藻曲啪哦咖
单角盘星藻^赫船加删j蛔pfEx+++小环藻(如fo耙妇舭 卅
双射盘星^鼢加册6l阳幽m删 + 颗粒直链藻最窄变种埘妇i,口gr硼“胁眦 ++
二形栅藻&删加时幽∞,嘶蚶 + 颗粒直链藻M如打ug硎咖埘 ++
四尾栅藻&删幽坍螂日瑚毋触H础I + 髓辑藻Fmgil∞妇sp. +
弯曲栅藻鼢edi册淞蚴醐时 + 钛辑操syn曲osp. +
网状空星藻‰妇仉删删fc“口f埘I ++ 舟弛N甜kuksp. +
球囊藻印蛔即叼口出 + 桥弯藻oⅧ68踟印 +
小球藻cA如旭妇印 + 蓝藻劬”叩^ym
绿球藻C丹,口阳∞卵删肇 + 隐球藻却枷“qpⅢ印 +
衣藻c^f4缈出mD,掰毋 + 细小隐球藻《P^唧口c4P£4捌打蛔 ++
纤维藻一础抑如”淞印. + 微囊藻^纰r珏q’f出#p ++
弓形藻&枷础r抽sP蚋 + 银灰平裂凛M嘶蜊甲瑚,鲋擅c口 卅
并联藻。硼扣卿细曲。出喇 + 蓝纤维藻D础帅∞cc唧括印. +
再牙禳&ten蕊nⅥmb渔船i口眦m + 假鱼腥藻A甜出Hd拍肼口∞ +
四角十字藻ow辔P"曲q猢加抽 + 色球藻c^阳删c埘焉P. +
四足十字藻chc辔阴面州MpP锄 + 甲藻与裸藻毋哪P枷矗丑昭砌印鱼肿
膨胀四角藻乃帆玷dbⅣm州栅山坍 + 飞燕角甲藻C旨mff埘l^mm击"Pfj口 卅
规则四角藻n肌蛾办伽哗抽陀 + 稿操藻Phoc∞∞. ++
三叶四角藻n加耐∞”州f0妇缸加” + 尾裸藻E喈k№Ⅻ础Ifd ++
凹顶鼓藻£缸机嬲跟 + 隐藻。弦幻搠D瑚3气P. +
广西角旱鼓藻&删,珊仉lmJKw佩,耙附F +
料,探讨热带湖泊中利用大型枝角炎调控浮游植物群
落的结构与数量组成的可能性。
l材料与方法
蚤状潘D印^H抽础如x采自广州市流溪河水库中,
分离后在实验实验室条件培养。培养箱(LRH.300.GII
型)内温度为23℃,以蛋白核小球藻为饲料。在由
O.45um纤维素滤膜抽率过的明湖水驯养2个月。实
验动物选个体大小在2.Omm左右的个体。
2006年4月10日开始实验,湖水水温为23℃(期间
有2日下降为19℃)。用5L定量采水器将表面湖水打入
体积为22L的塑料大桶中,用13号浮游生物网(孔径
114um)过滤后轻拌均匀,然后灌入4个4.5L透明塑
料瓶中.再分别加入数量为OjⅡd.,10j11d,20砒,30砌.
的蚤状漫.构成4个密度梯度,记为A、B、c和D。4
个梯度的初始蚤状潘密度分别为Oind..L.1,2.2砌,·L_‘,
4.4ind.·L~。6.6iIld.·L~。每一梯度设置3个平行,共12
个实验塑料瓶。用剩余的湖水用于实验前的浮游植物
定量分析。取水样500mL,用福尔马林固定。将此12
个塑料瓶用尼龙绳捆绑在一起,用一个浮球固定于明
湖中50cm深处。12d后实验结束,从每实验瓶中摇匀
之后取浮游植物定量水样500nlL,用福尔马林现场固
定。取瓶时A和D两个梯度组中各丢失1瓶。
生物量的计算方法为:浮游植物定量浓缩至20~
40mL,用0.1mL浮游植物计数框于奥林巴斯(Bx51)
显微镜200×下定量计数12J。浮游动物浓缩为25~35nlL,
全部计数。
2结果
2.1实验水体浮游植物的组成
实验期间,明湖正发生飞燕角甲藻水华。水呈深
棕色。浮游植物的优势种主要有飞燕角甲藻f&Ⅻ椭
胁硼曲训a)、盘星藻(№枷珊sp.)、小环藻(o℃枞舡)
和颗粒直链藻(胁c舾蛔鄂∞tr‰,),其中,飞燕角甲藻的
密度达到763.1cell.mL~,盘星藻的细胞密度达到
1745.4cell·mL.1,小环藻的细胞密度达到246.5cell-mL-1,
万方数据
2期 望甜.等:大型枝角类蚤状潘对小型热带湖泊浮游植物群落的影响实验研究
颗粒直链藻的细胞密度达到222.9cdl·mL.1。飞燕角甲
藻成体个体长约为135¨m,最宽处为40岬,藻细胞由
两个大小不同的锥体组成,上锥体长50“m,下锥体
{
蚕l
萋萋
蠢耋
7C◆一Ch—_Lh—}一Pe*^D
} ▲/\
/ j,多≮|
f // \\
[必\.\1
|《\ 、\\L——————————■———-——■-——·——二_—,
^ B C D
围l优势浮游植物的种群变化
啦lch_n窖∞0f_bundanceoft№dom岫antphy幻phn№nh
岫elIIsl垭bonl髑.
c卜飞燕角甲漂。粕咖^加州幽I讹lMP颗粒直链藻M如蛔F硎h!-,P神星蕞Pl础甜妇州印Ap_-隐球藻|呻r胁1眇"p.
^ B C D
田2小型浮游植物细胞的密度变化
Fi92ch如咿Inab蛐d蚰ceof出eom棚phy蛔pknh蛐jn岫
elpe—me刚_IbonI啊
长85I皿,锥体相接处为角甲藻最宽处。盘星藻由大小
不同的群体组成,群体直径从50岫~130岬不等。
小环藻的直径约为25删“厚度约为22.5¨m。颗粒直
链藻长度在150~180岬之间,藻细胞直径为5岬a,
单个细胞长为40哪。盘星藻是群体,单个群体的细胞
数约为32个,尽管水体中的细胞密度较高,但群体数
量不如飞燕角甲藻。主要浮游植物种类见表l。
2.2蚤状潘对浮游植物主要种类种群的影响
2.2.1优势浮游植物种群的变化实验结束后,不同处
理组之间的浮游植物数量有显著差异,不同浮游植物
种类对浮游动物的响应也不同。与初始密度相比,飞
燕角甲藻和颗粒直链藻有明显的下降趋势,下降程度
与蚤状潘密度成反比;在D组中,盘星藻和隐球藻下
降,在B和C两处理组中种群密度度盘星藻和隐球藻,
明显增加。
2。2.2小颗粒浮游植物的数量变化小颗粒藻类(粒径
为lIlm~30¨m)是滤食性枝角类蚤状溢的主要食物。
实验结束后,不同处理组与对照之间,小颗粒浮游植
物的数量有很大差异(见图2)。在两组蚤状潘密度较
大的C和D处理中,几乎没有小球藻和衣藻,小环藻和
栅藻的种群密度也有下降明显,但B组瓶中的密度要
高于对照组(A)。
围3实验结束后浮游植物组成的对比
¨93Thec哪posmonofphytophⅡktoⅡInthet件a协eⅡ臼蚰d
conn试
2.2.3浮游植物群落的组成的对比从图3可以看出,不
同门类的浮游植物数量变化趋势不同,浮游植物的总
浓度变化不明显。和对照组相比,在B蚤状潘浓度较
小的实验瓶内,除了角甲藻之外,各门类的浮游植物
的密度有上升趋势。在其他实验瓶内硅藻和绿藻随着
蚤状溢的密度增加,数量有下降的趋势。而蓝藻在B、
C组实验瓶中浓度高于对照组,在D蚤状涵密度最大的
实验瓶内,其种群的密度较低,有了明显的下降。
3讨论
3.1蚤状潘对浮游植物数量的控制
从图I可以明显看出,实验结束后,与对照组
比,实验瓶中浮游植物的种群数量有了明显变化,
优势种中飞燕角甲藻和颗粒直链藻的数量下降。大
型滤食性浮游动物枝角类通过其对浮游植物的直接
滤食能够控制水体中浮游植物的种群数量、改变其
群落结构【4触o】。然而在不同枝角类密度梯度的处理
之间,浮游植物的种群数量有波动。从图l可以看出,
在加入枝角类后,并非所有密度的实验瓶内浮游植物
的数量都有下降。在B,C较小和中等密度的枝角类
实验瓶内,浮游植物的数量甚至高于对照A瓶(对照
组)。这说明,浮游动物的存在对浮游植物的影响可以
㈣妻}枷蓦三
撕m
o
l-1丑.=8
O
O
O
0
O
O


"
m
o
j暑篁8善I置口8口8口e童d埘hqd
一.1暑篁3趟船霉暴霉批糌鞋
万方数据
106 生态科学 26卷
是负面,也可能是正面。特别是浮游动物的存在可能
会通过加快的营养盐循环的促进浮游植物的生长,从
而弥补浮游动物的捕食导致的下降【",l⋯。在B,C瓶
中主要浮游植物种类盘星藻、隐球藻、小环藻和栅藻
的增加可能就是这种效应的结果。但浮游植物的这种
补偿作用只是在一定捕食强度范围之内的,当捕食强
度过大时,如在蚤状潘密度最高的D组实验瓶中除了
群体非可食性盘腥藻之外,各种浮游植物的密度都下
降到很低的水平。
蚤状湮对实验瓶中的不同种类浮游植物的影响的
方式可能不同。在处理组中,飞燕角甲藻种群数量随
着蚤状潘密度的增加而下降。对蚤状潘来说,该湮牧
食其可利用的浮游植物,但个体大而营养价值低的飞
燕角甲藻并不能被其利用。而飞燕角甲藻下降的原因
可能是因为飞燕角甲藻是具有鞭毛能够运动的藻类,
当蚤状潘在水中不停地以高速率滤食的过程时,可能
会碰到飞燕角甲藻,在两者发生接触时,蚤状淹高强
度的滤食行为可能会对飞燕角甲藻的细胞造成机械伤
害,从而导致藻细胞的死亡。
3.2蚤状淹对不同藻类摄食的选择性
在图2中.栅藻,小环藻和小球藻等小型种类是枝
角类可滤食的种类,这些浮游植物的种群密度在蚤状
湮密度较低的B组中反而高于没有蚤状涵的A瓶中的
数量,在中等蚤状潘密度的C组中,仍然保持了较高
的种群密度。当蚤状潘种群密度较大时(D瓶),这些
浮游植物被完全捕食。而蓝藻和细胞群体较大的绿藻
(盘星藻)在A、B和c组中仍然维持在较高的密度。
不同处理组之间的绿藻的密度不同,但没有
明显的趋势,最终在D瓶也维持在较高的水平
826.9cell%L.1。在c和D处理中。尽管可利用的绿藻
如小球藻、栅藻、绿球藻和衣藻数量极低,而优势种
类中的盘星藻仍维持较高的密度。盘星藻为大型群体
藻类,单个群体的直径在50¨m~130um之间,难以
被蚤状潘直接滤食,同时该种类受蚤状潘的滤食行为
的伤害远低于甲藻。
3.3关于原位吊瓶实验的合理时间长度
对于原位的吊瓶实验而言,其结果与实验周期密
切相关。本实验的持续时间为12d,比文献中的实验
时间略长【7J。在D组实验瓶中,在消耗掉可利用的浮游
植物之后,蚤状潘难以维持自身的种群数量,导致了
蚤状潘的死亡率很高。在B和c组,由于后期蚤状潘的
种群数量有了很大的增加,有可能显著促进行营养盐
的循环。从而导致这两个梯度的实验瓶中浮游植物数
量的明显增加。因此,需要对原位吊瓶实验的合理实
验时间长度进行研究,确定不同水温等条件下的最佳
实验周期,以保障能够观察到清晰的浮游植物密度梯
度,减少实验动物本身生长和代谢对实验结果的产生
的影响。
参考文献
lll蒋燮治,堵南山.1979.中国动物志,节肢动物门-甲壳
纲淡水枝角类【M】.北京:科学出版社.
12】 章宗涉,黄翔飞.199l’淡水浮游生物研究方法【M】.北
京:科学出版杜
13lB锄dro蛆Bo吨w’KD叩J,“越2002.1却·d0帅c呲口l
of口bvt0口I锄kt∞:山erolof虹me∞“矗lakedcp血and
nDphicsta埘J】.胁hw口蛔r肋蛔:47:2282+2295.
141 BretIMT,wi∞kowsl【ikLIIbnowFS,“以1994.
Speci黜—epend即t|kc恒ofzoopl田lk主衄∞pI址l-ctonic
ec08yscemplo∞ssesincasuelakc,cahforⅡia【J】.上j坍"D』p∥
口树o∞鲫耀御枷75:2234_2254
151CdsⅡ眦TL,B∞verJ&1990.Applicabih可ofp№ic
biom蚰ipul“onfbm啪ginheuⅡophlc枷∞jn nle鲫bhDpics哪.拍柚∞6坩慨200,20l:i77.185.
MCh五stoph盯R‰in札2002,C彻t鼎t.出pendeIIte胁出of
Dap-lnmpulex鲫pOnd∞osyst啪fIlnch∞:obs廿v撕叫l
粕dex删m蛐协e“d髓cefJl.0咖妇抽,131:549-55
用 K丑gamiM,YbshidaT,Bah dⅢTG“以.2002.Direct蜘d
indir∞te圩醅bofz唧knb加恤aIl沮lc伪n口osi石∞jnin
sn鲫ingex卿m朋ts【J]0如。如g概133:356-363
191khm舭JTs锄dgr∞cD.1985.species_spec证Icnt鼯of
掣口wm蛐d蒈曲gloss哪。唱丘eshwateralg卵【J】.
L加m州唧删0e唧,Dj卿如~30:34蛳.
110lStem盯R砒1986.Helbivo托s’小嘣鲫dindirect舷出∞
aIgalpopulati明s【J】.&细I∞,23l:605-607
【11lstefn盯R砒1989.Thc叫eof乒aa哪inphytoplaIlk吣n
姐圮e嚣siomhS‘蛐盯U(cd)PIankton∞olo科:虮lcce昭i衄
缸口lanlcIIm∞mm帅i矗c&Sp—ng盯’B刚i柚HeideIb啦New
York107-170
【12lS姗SSS,N衄di丑iS,GuladRn2005L琥hi咖ry
st眦egies0f’clad∞cranB:ccmpari∞8of州caI丑lld
怔mpe糟cctmrJl.月诹打n6f0如2幻.542:315.333
【13lGuox.2000,Arede∞一曲衄ofMe∞cycl叩sp hpci删isHll,
1943阳dna懈叩M船∞yclopsu姐efi嵇c航198l
(copepoda,cycl印i血e)【J】毋如抽如gf口,418:33-43.
1141UrabcJ.1995.DirccI蚰din曲喇of∞叩Iank咖l∞∞s衄
s嘶chimcfy明.&删"ce,2:286·296.
万方数据
大型枝角类蚤状溞对小型热带湖泊浮游植物群落影响的研究
作者: 望甜, 肖利娟, 韩博平, WANG Tian, XIAO Li-juan, HAN Bo-ping
作者单位: 暨南大学水生生物研究中心,广州,510632
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2007,26(2)

参考文献(13条)
1.Sterner R W Herbivores direct and indirect effects on algal populations[外文期刊] 1986
2.Lehman J T;Sandgren C D Species-specific rates of growth and grazing loss among freshwater algae
1985
3.Kagami M;Yoshida T;Bahadur T G Direct and indirect effects of zooplankton on algal composition in
in situ grazing experiments[外文期刊] 2002(3)
4.Guo X A redescription of Mesocyclops pehpeiensis Hu,,1943 and notes on Mesocyclops uttneri
Kiefer,,1981 (Copepoda,Cyclopidae)[外文期刊] 2000
5.Crisman T L;Beaver J R Applicability of planktonic biomanipulation formanaginh eutrophication in
the subtropics[外文期刊] 1990
6.Sarma S S S;Nandini S;Gulati R D Life history strategies of cladocerans:comparions of tropical and
temperate taxa[外文期刊] 2005
7.Sterner R W The role of grazers in phytoplankton suceession 1989
8.Brett M T;Wiackowski K;Lubnow F S Species-dependent effects of zooplankton on planktonic ecosystem
processes in castle lake,California 1994
9.Benndrof J;Boing W;Koop J Top-down control of phytoplankton:the role of time scale,lake depth and
trophic state[外文期刊] 2002(12)
10.蒋燮治;堵南山 中国动物志,节肢动物门·甲壳纲·淡水枝角类 1979
11.章宗涉;黄翔飞 淡水浮游生物研究方法 1991
12.Christopher F Steiner Context-dependent effects of Daphnia pulex on pond ecosystem
function:observational and experiments evidence[外文期刊] 2002(4)
13.Urabe J Direct and indirect of zooplankton on seston stoichiomery 1995

本文读者也读过(10条)
1. 孙权 一种简便的蚤状溞观察方法[期刊论文]-生物学通报2004,39(2)
2. 王静.唐亚.孙辉.王旭 嘉陵江中游江段枝角类的区系分布及其环境意义[期刊论文]-江西水产科技2004(1)
3. 张会新.施心路.陈凤虎.ZHANG Hui-Xin.SHI Xin-Lu.CHEN Feng-Hu 哈尔滨地区淡水枝角类的初步调查[期刊论
文]-动物学杂志2005,40(2)
4. 李共国.虞左明 大型深水湖泊——千岛湖枝角类的多样性[期刊论文]-动物学杂志2002,37(3)
5. 张跃伟.刘存歧.邢晓光.王军霞.张亚娟.ZHANG Yue-wei.LIU Cun-qi.XING Xiao-guang.WANG Jun-xia.ZHANG
Ya-juan 河北白洋淀的枝角类和桡足类[期刊论文]-四川动物2008,27(5)
6. 刘正文.吴庆龙.陈源高.王卫民.刘兴国.陈希亮.熊庆元.涂艳青 徐家河水库枝角类优势种群与近太湖新银鱼关
系的初步研究[期刊论文]-海洋与湖沼2002,33(2)
7. 李共国.吴芝瑛.虞左明.Gongguo Li.Zhiying Wu.Zuoming Yu 疏浚工程前后杭州西湖枝角类群落结构的变化[期
刊论文]-生物多样性2005,13(3)
8. 薛俊增.叶麟.蔡庆华.刘建康.XUE Jun-Zeng.YE Lin.CAI Qing-Hua.LIU Jian-Kang 三峡水库坝前段蓄水前后枝
角类的周年变化[期刊论文]-水生生物学报2006,30(1)
9. 徐兆礼.王云龙.袁骐.XU Zhaoli.WANG Yunlong.YUAN Qi 东海浮游枝角类生态学研究[期刊论文]-生态学杂志
2006,25(6)
10. 薛俊增.韩新芹.蔡庆华.刘建康.XUE Jun-Zeng.HAN Xin-Qin.CAI Qing-Hua.LIU Jian-Kang 香溪河库湾枝角类
的种类组成及垂直分布[期刊论文]-水生生物学报2006,30(1)


本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_stkx200702002.aspx