光合作用是地球上至关重要的生物化学反应,也是地球上最大规模的把CO2和H2O合成有机物并释放氧气的过程,光合生物通过光合作用为地球上所有生命活动提供能量来源,对人类及一切其它生物的生存都具有至关重要的意义。在生态学尺度上,可以说植物的光合作用是维持地球生态平衡的基础过程。大型海藻是海洋中的大型植物,多年生的大型海藻可以大面积覆盖潮下岩礁质海岸带,其形成的海藻场广泛分布于世界温、寒带海洋。其中褐藻门(Phylum Phaeophyta)与绿藻门(Phylum Chlorophyta)的大型海藻是藻场生态系统中的重要支撑物种,也是近岸海域重要的初级生产力来源,其为多种螺贝类、经济鱼类幼鱼提供了良好的栖息地,还可以吸收水体氮、磷等营养盐,可以用来净化富营养化海水。同时,大型海藻被认为是解决温室气体问题(吸收和固定CO2)的有效物种。第一,大型海藻是拥有极大生物量的初级生产者,它通过光合作用吸收CO2,然后通过收割海藻,将CO2移除。第二,大型海藻在固定CO2后,通过凋落物分解的方式,将C逐渐移除,像进入沉积物,作为食物源进入食物网。这些大型海藻生态功能的基础,都是其作为植物角色所进行的光合作用,大型海藻在藻场生态系统乃至整个岛礁海域的生态系统中,都发挥着无与伦比的作用。其生前吸收CO2,合成有机物贮存在藻体中,但只有10%-15%的大型海藻被植食者直接采食,然而85-90%的大型海藻是变成了碎屑,进而被输运至更远处的栖息地。本研究以枸杞岛海藻场为研究区域,以其中的常见大型海藻为研究对象,利用叶绿素荧光技术探明不同门类大型海藻的光合特性,同时利用碳氮稳定同位素技术,分析了大型海藻在藻场底部的自然分解过程,为大型海藻光合特性及凋落物研究提供了宝贵的基础数据。研究结果如下:1.孔石莼(Ulva pertusa)、斯氏刚毛藻(Cladophora stimpsonii)、舌状蜈蚣藻(Grateloupia livida)、多管藻(Polysiphonia urceolata)和羊栖菜(Hizikia fusiformis)的Fv/Fm值都偏低,且都低于同类型研究同属或同种的大型海藻Fv/Fm值,说明这5种大型海藻的潜在最大光合能力都受到了抑制。其中,孔石莼与羊栖菜都受到了较为严重的温度胁迫。2.从诱导曲线中可以看出,当大型海藻适应光化光照射后,Y、q P和r ETR最后都趋近于稳定状态。光合活性q P、相对电子传递速率r ETR和实际光能转换效率Y都呈现出褐藻>绿藻>红藻的现象。虽然潜在最大光合能力孔石莼与斯氏刚毛藻代表的绿藻高于鼠尾藻和羊栖菜代表的褐藻,但是在适应了光照的情况下,褐藻的光合能力还是要比绿藻高。3.在快速光曲线中,鼠尾藻和羊栖菜拥有较高的最大相对电子传递速率r ETRm和较高的耐强光能力Ek,这表明在同样的光环境下,鼠尾藻和羊栖菜的固碳能力和固碳效率更高,紧随其后的是孔石莼。4.大型海藻凋落物分解期间,藻体有机C、N含量整体呈现越来越少的趋势,但在45天的分解时间内,有机C的直接释放与N的固持—释放格局是基本一致的,两者存在极好的线性相关;藻体凋落物的δ13C较新鲜海藻变动不大,但δ15N值变化显著,不同分解阶段变化更为复杂,若忽视了混合单一藻种δ15N或混合凋落物δ15N变化,会对食碎屑生物的营养级计算造成偏差,进而影响整个食物链结构。