大型海藻是海洋生态系统的重要组成部分,是海洋初级生产者,海藻通过光合作用吸收海水中的CO2,释放出氧气,同时起到净化水质的作用。近年来,由于人类大量使用化石燃料,使大气中CO2含量急剧升高,一定程度导致了海水酸化,影响了海洋的生态平衡。建设人工鱼礁藻场,不仅仅能够为海洋生物提供生息场,恢复和养护鱼贝类等生物资源,大型藻类还可吸收海水中的CO2,优化海洋生态环境,起到碳汇的作用。本文以獐子岛人工鱼礁藻场的大型藻类为研究对象,分析大型藻类的群落特征,估算了藻场的碳汇能力,对优势种的光合作用吸收无机碳能力进行测算,旨在为人工鱼礁藻场建设提供理论依据。本文从三个方面研究了獐子岛人工鱼礁藻场大型海藻的固碳作用:(1)大型海藻的优势度、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数等群落结构特征。(2)獐子岛人工鱼礁藻场的碳汇作用。(3)藻场优势种光合作用对海水无机碳体系的影响。主要研究结果如下:(1)在獐子岛人工鱼礁藻场的3个区(獐子岛、大耗岛、褡裢岛),共采集到大型海藻11种,分别为红藻门4种、褐藻们6种、绿藻门1种。6月份獐子岛、大耗岛、褡裢岛三个人工鱼礁藻场的大型海藻平均生物量密度为341.52g/m2、354.57g/m2、307.87g/m2,10月为158.37g/m2、140.63g/m2、206.35g/m2。6月优势种为海带、裙带菜,10月为孔石莼。6月份(春季)大型海藻Shannon-Wiene丰富度指数大小依次为獐子岛>大耗岛>褡裢岛,10月(秋季)为獐子岛>褡裢岛>大耗岛;6月份(春季)大型海藻Shannon-Wiene多样性指数指数大小依次为大耗岛>獐子岛>褡裢岛,10月(秋季)为褡裢岛>獐子岛>大耗岛;6月份(春季)大型海藻Pielou均匀度指数大小依次为大耗岛>獐子岛>褡裢岛,10月(秋季)为大耗岛>褡裢岛>獐子岛。方差分析显示,三个站点丰富度指数、多样性指数、均匀度指数差异不显著。(2)对采集到的大型海藻进行固碳作用分析。结果表明,这些大型海藻的含水率变化范围为78.44%~92.43%,平均为85.64%;对大型海藻进行干燥测定其含碳量,结果显示这些海藻的TOC变化范围为27.6%~39.8%,平均含量为35.71%。根据对三个站位大型海藻碳汇量的估算,獐子岛人工鱼礁底栖大型海藻年固碳量为66.2g/m2/年,大耗岛人工鱼礁底栖大型海藻年固碳量为48.89 g/m2/年,褡裢岛人工鱼礁底栖大型海藻年固碳量为68.72 g/m2/年。其中裙带菜13.59 g/m2/年、海带13.25 g/m2/年、孔石莼9.39 g/m2/年。对三个人工鱼礁区大型海藻年固碳能力的估算和各环境因子进行相关性分析,结果表明,大型海藻的固碳量与叶绿素a含量和水深呈显著正相关,相关系数达到0.986和0.936;与水体硝酸盐和溶解氧含量高度正相关,相关系数为0.880和0.837;与温度负相关。从不同季节大型海藻固碳作用与环境因子的相关性分析可以看出,大型海藻固碳作用受到环境因子(叶绿素a、溶解氧、硝酸盐)的影响。(3)孔石莼、海带、裙带菜的光合作用对海水无机碳的影响。采用照度计测定光照,便携式水质分析仪测定海水温度、盐度、p H、溶解氧,总碳TC、总无机碳IC、总有机碳TOC用岛津TOC-VC S H总有机碳分析仪进行测定。结果表明,三种大型海藻利用无机碳的速率依次为海带>孔石莼>裙带菜。孔石莼吸收IC的速率为0.744μg/g DW·h,裙带菜吸收IC的速率为0.49μg/g DW·h,海带吸收IC的速率为0.83μg/g DW·h。试验中孔石莼的增长率为(11.5±0.2)%,裙带菜的增长率为(6.9±0.57)%,海带的增长率为(6.83±0.99),试验前后孔石莼、海带、裙带菜碳、氮、硫元素含量差异不显著。