大亚湾海域细菌生长效率的昼夜变化节律及其影响因素研究

细菌呼吸率与细菌生产力相关性低，它们昼夜变化的差异对微食物网功能结构以及海洋碳循环的评估均有不可忽视的影响。细菌生长效率（BGE）的研究有助于深入理解这些问题，但以往受测量方法限制，BGE昼夜变化特征的信息一直十分匮乏。本项目运用基于微电极法的BGE快速精确测量技术，选择南海近岸大亚湾海区开展BGE昼夜变化节律的研究；通过对BGE和主要生物、环境参数昼夜尺度的现场同步监测，结合受控条件下的室内模拟实验，研究主要环境和生物因素对大亚湾BGE昼夜变化节律的影响并试图找出其中的关键因子；通过自然海区BGE昼夜变化节律的分析，结合微电极测量法与经典耗氧法的实测对比研究，评价BGE等关键生态指标的昼夜变化节律可能对其较长时间尺度估算的影响。此项研究不仅有助于深入理解微食物环能量流动和物质循环在短时间尺度的动态变化特征以及异养细菌在此过程中的生态作用，还可为海洋关键生态过程、海洋碳循环研究提供科学依据

本项目以大亚湾海域为研究区域，将大面监测、定点连续监测以及室内模拟培养实验相结合，首次利用新的微呼吸测量技术对细菌生长效率的分布特征及特定水体的昼夜变化过程进行了实测分析，并针对异养浮游细菌生长效率短时间尺度波动节律和调控机制开展研究。项目执行严格按项目任务书进行，通过3年的研究工作，本项目基本摸情了在典型季节大亚湾水域BGE的昼夜变化节律，研究结果表明，与南海北部大尺度范围内的调查相比，大亚湾海域细菌生长效率、细菌生产力、细菌丰度、细菌呼吸率、初级生产力均较高。夏季与冬季细菌生长效率的平均值分别为0.14及0.22；在近岸水域BGE值较高，远岸较低。昼夜监测结果表明，BGE存在较大的昼夜变化，夏季其幅度在0.05-0.23、冬季在0.13-0.37之间波动，周日平均值分别为0.15和0.25。新的微呼吸测量技术与经典的溶解氧滴定法测量的细菌呼吸率具有较好的一致性，但在快速测量及短时间尺度研究中占有优势。细菌呼吸率与细菌生产力相比，前者高于后者，说明异养细菌首先满足自身新陈代谢对碳的需求，这也说明细菌呼吸率对浮游细菌需碳量的贡献更大。与细菌生产力相比较，细菌呼吸率的波动较小，也更不容易受环境因子的影响，因而两者可能存在不同的调控机制。在近岸海域，初级生产力高于浮游细菌需碳量，说明初级生产完全可以满足细菌生长对碳的需求。温度是大亚湾细菌生长效率昼夜变化的重要环境因子，而营养盐等环境因子对细菌生长效率影响较小，溶解性有机碳尤其是藻类初级生产产生的有机物质在调控细菌代谢方面是一个重要因子。细菌生产力的空间变化和时间变化是造成大亚湾海域典型海域异养浮游细菌细菌生长效率波动的关键环节。在近岸海域的研究结果表明人类活动和物理过程可对细菌生长效率造成显著影响。.项目执行期间参加了多次与项目相关的国内外学术会议；并作为高级访问学者赴美国访问半年；协助培养研究生3名。已发表核心期刊以上级文章12篇，其中5篇被SCI收录。项目整体执行情况良好，经费使用情况合理，已达到预期研究目标。