海洋浮游植物群落的比生長率

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1、第20卷第9期地球科學(xué)進展Vol.20No.92005年9月ADVANCESINEARTHSCIENCESep.，2005文章編號：1001-8166（2005）09-0939-07*海洋浮游植物群落的比生長率12孫軍，寧修仁（1.中國科學(xué)院海洋研究所海洋環(huán)境與生態(tài)重點實驗室，山東青島266071；2.國家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州310012）摘要：系統(tǒng)地介紹了海洋浮游植物群落比生長率（μ）及其相關(guān)概念。介紹和比較分析了研究μ的細(xì)胞分裂周期法、生物化學(xué)指示物法、模型法和去除攝食者稀釋法這4類方法，推薦去除攝食者稀釋法作為中國

2、近海μ研究的重要方法。比較各海區(qū)μ的分布規(guī)律，初步發(fā)現(xiàn)：①μ與群落物種組成密切相關(guān)；②μ在大洋低于近岸；③μ在近岸中等營養(yǎng)高于富營養(yǎng)水域；④小粒徑浮游植物μ高于大粒徑浮游植物。但還有很多未知的情況，尤其是在中國海區(qū)此類工作還很薄弱，需加強，為更深入了解海洋生態(tài)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：浮游植物；比生長率；群落；初級生產(chǎn)力；生物量中圖分類號：Q948.1文獻標(biāo)識碼：A海洋浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中最重要的初級量，是變化的。而初級生產(chǎn)力則是比生長率與生物生產(chǎn)者，其生物量和生產(chǎn)力的變化，在很大程度上會量的乘積。由上式可以看出浮游植物比生長率、

3、生影響整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。近年的各種物量和初級生產(chǎn)力這三者存在的必然聯(lián)系。浮游植大型國際海洋綜合研究項目的結(jié)果表明，浮游植物物的比生長率之所以難估算主要是由于：①浮游植［1］［2］在碳通量、云反照率（cloudalbedo）和海水光通物的群落生物量很難測算；②初級生產(chǎn)力的大部分［3］量與熱通量上影響著全球氣候。浮游植物的所以溶解有機態(tài)的形式流失，這也造成初級生產(chǎn)力與有這些作用都是和它的初級生產(chǎn)過程和生長密切相群落生長率很難形成線性相關(guān)。關(guān)的，所以研究浮游植物的生長具有重要的意單一的浮游植物種群的“生長率”是比較容易［4～

4、6］義。確定的。絕大多數(shù)的浮游植物單一種群的生長是符合指數(shù)增長模型的：1海洋浮游植物比生長率及其相關(guān)概念NNeμtt＝0長期以來一直困擾海洋學(xué)家的一個問題就是浮其中，Nt是t時刻浮游植物生物量；N0是初始浮游植物自然群落生長率的測定問題。一般海洋浮游游植物生物量；t是生長的時間；μ是比生長率。當(dāng)植物的“生長率”是由下式計算的：浮游植物的種群在最合適的環(huán)境條件下生長時，μ1dCt就成為一個不變的參數(shù)，一般稱為最大比生長率μ＝Cdttμmax或內(nèi)稟生長率（intrinsicgrowthrate）。每一個浮其中，Ct是t時刻浮游植物生物

5、量；dCt/dt是光合作游植物物種的最大比生長率是不同的，這對許多浮用速率。μ就是通常我們所說的“生長率”，實際上游植物物種可以共存于同一水體中是很重要的［7］。－1μ應(yīng)該叫做比生長率，它的單位是d。μ是一個參與浮游植物比生長率相關(guān)的還有一個概念，就*收稿日期：2004-06-07；修回日期：2005-05-30.*基金項目：國家自然科學(xué)基金項目“膠州灣浮游植物對透明胞外聚合顆粒物產(chǎn)量的貢獻研究”（編號：40306025）；國家自然科學(xué)基金重點項目“南?；A(chǔ)生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)的物理—生物海洋學(xué)耦合過程及其對碳循環(huán)的影響”（編號：90211

6、021）資助.作者簡介：孫軍（1972-），男，甘肅華亭人，研究員，主要從事海洋浮游生物生態(tài)學(xué)研究.E-mail：sunjun＠m(xù)s.qdio.ac.cn940地球科學(xué)進展第20卷是倍增時間，它是指浮游植物種群生物量增加一倍2.1細(xì)胞分裂周期法所需要的時間。它的計算如下式：這種方法是基于浮游植物細(xì)胞周期生長的模tln2式，是離散種群模型的一個假說。如果浮游植物種d＝μ群中正在分裂細(xì)胞在整個種群中的比例已知的話，其中，td是倍增時間。就可以應(yīng)用下式求出浮游植物的比生長率［12～14］。曾經(jīng)一些生物海洋學(xué)家在討論浮游植物的生長ln（1

7、＋f）μ＝時常用每天倍增的次數(shù)作為浮游植物生長的指td［8］μ其中td是細(xì)胞分裂周期時間，比如2次有絲分裂的標(biāo)，也稱為“μ”，但它等于。ln2期間；f是未分裂細(xì)胞占整個種群的比例。如果要精確估算比生長率，需要對生物量有一這種方法由于比較復(fù)雜和繁瑣，使用的人不多。個精確的測量，但實際研究中也要考慮精確測量的Rivkin［15～17］近年來經(jīng)常使用這種方法來估算真核可操作性。涉及浮游植物比生長率估算的生物量測藻類的比生長率。這種方法通常是將同位素標(biāo)記的量類型主要有：細(xì)胞豐度、葉綠素a、干重、種群體胸腺嘧啶脫氧核苷加入浮游植物的自然群落

8、中進行積、顆粒碳、顆粒氮、顆粒磷、ATP、類胡蘿卜素、蛋白培養(yǎng)，然后將不同種的細(xì)胞分離出來，通過同位素的［9］質(zhì)、糖、脂肪、熱值等。這些生物量指標(biāo)中最常用測量，用以檢測正在分裂細(xì)胞占種群的比例。另外，的是細(xì)胞豐度和葉綠素a，但由于現(xiàn)今生態(tài)系統(tǒng)動Ri