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大型海藻是近海生态系统中的重要初级生产者,对近海生态系统的物质循环和能量流动具有重要作用,在维持生态系统稳定方面具有重要作用,大型海藻根据其目标导向不同可分为以经济价值为主要导向的筏架式人工养殖的大型海藻和以生态作用为主要导向的天然海藻场的大型海藻,本研究试图从生理生态学的角度解答大型海藻光合活性对不同环境条件的响应,以期为人工养殖大型海藻高效养殖策略的制定和天然海藻场修复中的藻种搭配等提供理论依据。为了从生理生态学角度解答温度和光照对海带生长过程的影响特征,探索海带对温度和光环境的生理响应机制。本研究在测定养殖海域海带生长参数的基础上,设定了6℃、10℃、14℃和18℃四个水温梯度的海带暂养实验、以及它们在0、25、70、133、230、317、421、582、786μmol·photons/(m2·s)9个光化光梯度下的夜间叶绿素荧光参数测定。结果显示,(1)在6℃水温条件下,海带荧光参数Fv/Fm和Fv/F0最大,分别为0.71和2.40;在18℃水温条件下,其Fv/Fm和Fv/F0最小,分别为0.65和1.84;(2)暂养海带的光化学淬灭和非光化学淬灭值在18℃水温条件下达到最大,分别为0.92和3.29;(3)海带的光响应曲线随着光合有效辐射(PAR)的增强呈现先上升后下降的趋势;(4)海域养殖海带的最大叶长增长速率、叶宽增长速率和干重增重率分别为1.34 cm/d、0.33 cm/d和1.01 g/d。研究结果表明,海带干重生长率变化与不同水温条件下的光响应曲线变化一致,高温抑制了海带光合效率;当环境光合有效辐射大于样品光饱和点(Em)后,海带相对电子传递速率下降,光合作用受到抑制。为探究天然海藻场中大型海藻在不同水深梯度上的分布及不同水深梯度上大型海藻的生理活性,本研究通过潜水采样的方式,对天然海藻场7月至9月常见大型海藻在水深梯度上的定性采样,对所采集的样品进行光合色素含量和叶绿素荧光测定,其结果显示光合有效辐射(PAR)日变化较为稳定的状况,在8点至15点期间,平均在724-1007μmol·photons/(m2·s)之间,光合有效辐射最高点出现在14点。大潮汛期间水下光合有效辐射在1m以下显著低于小潮汛期间,在3m处接近为0μmol·photons/(m2·s)。常见10种大型海藻在水深梯度上的分布其总体趋势表现为在水深1 m和2 m水深处,藻种较为丰富,3.5 m以下常见藻种较少。以石莼和网地藻为代表的叶片状海藻在低潮时1m处较多,能够在退潮后的一段时间内裸露在阳光下并保持其活性,在3.5 m处出现的海藻较少,主要为马尾藻和铜藻。对处于不同水深的石莼进行光合色素分析在深度梯度为1 m、2 m和3.5 m处的石莼在叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素上并未呈现出显著性的差异。对海藻场采集到的九种大型海藻光合色素含量进行分析,叶绿素a在含量上总体呈现叶片状>枝叶片状>圆柱状的趋势,叶片状海藻石莼、海膜和网地藻光合色素含量最高,叶绿素a(Chl a)含量分别为1.59、1.26和1.78㎎/g,叶绿素b(Chl b)含量分别为0.57、0.48和0.63㎎/g,类胡萝卜素(Car)含量分别为0.38、0.29和0.36㎎/g。珊瑚藻光合色素含量最低,三种光合色素含量分别为0.48、0.16和0.11㎎/g。三个门类中,红藻门的三种藻非光化学淬灭指数较低,绿藻门和褐藻门三种海藻非光化学淬灭指数相当。随着光合有效辐射的增强,大型海藻相对电子传递速率总体呈现先上升后下降的趋势,而每种大型海藻对光的适应性不同,其半饱和光强和光饱和点也不同。相对电子传递速率在整体上呈现绿藻门>褐藻门>红藻门的趋势。9种大型海藻中瓦式马尾藻、铜藻和刚毛藻的光能利用效率最高,分别为0.34、0.35和0.32,珊瑚藻和密毛沙菜光能利用效率最低,都为0.15。珊瑚藻半饱和光强最小(20μmol·photons/(m2·s)),美叶藻半饱和光强最大(122.56μmol·photons/(m2·s)),刚毛藻和美叶藻没有明显的光饱和点。光饱和区间从大到小依次为刚毛藻>美叶藻>密毛沙菜>石莼>铜藻>马尾藻>珊瑚藻>网地藻>刺松藻。其结果表明,不同藻种的光适应性决定了其生存空间的位置,光合有效辐射为大型海藻在水深梯度上的分布的关键因素。