潮间带优势海藻-鼠尾藻生活史对策的研究

潮间带是地球上独特且最具环境压力的区域之一，栖息于此生境中营固着生活的海藻蕴涵着复杂多样的适应与进化信息。鼠尾藻是潮间带分布广泛的克隆海藻，前期研究发现，该种类生活史性状具显著的时空变化，暗示了生活史对策的多样性和影响因素的复杂性。本项目拟以"大尺度变化的视野，概括多项时空要素，综合分析生活史复合性状"的研究思路，对时空格局突出的环山东半岛沿海十二个鼠尾藻种群有关生长、繁殖方面的性状进行三个年度的生态学调查。采用主成分分析、多元协方差分析以及判别分析等数据分析平台，围绕生活史性状变化的时空特征、性状间的权衡关系以及地理纬度、海洋分区、栖息地向海开放度、极端气候事件各时空因素的相对重要性等内容，研究生活史对策，揭示生活史对策变化与时空要素的关系。最终能够认识鼠尾藻对潮间带环境选择压力的响应过程，阐明鼠尾藻生活史对策及变化的适应意义。

潮间带是海陆交接的地带，淹没和露空两种环境动态交替，环境因素剧烈变化，对潮间带固着生活的大型海藻构成巨大的环境胁迫。鼠尾藻是潮间带广泛分布的具有代表性的大型海藻，蕴涵着复杂多样的适应进化信息。本项目从种群生态学的角度，采用野外调查和试验室模拟相结合的手段，开展了鼠尾藻生活史对策的研究。具体包括：数量特征与空间分布；生殖分配的时空格局；生活史性状间的权衡；生活史早期阶段对潮间带环境胁迫的响应。研究取得的重要结果有：1）鼠尾藻适应潮间带异质性环境具有多样化生殖格局以及可塑生活史性状, 波浪冲击扮演了主要的角色；2）鼠尾藻有性生殖和营养繁殖两种方式并存，并存在功能权衡关系，在种群更新中呈异速生长关系；3）生殖分配具大小依赖性，繁殖期成熟个体停止生长为代价优先生殖；4）鼠尾藻对潮间带胁迫环境的光合响应过程，呈阳生植物的光合特征；5）鼠尾藻幼殖体对环境胁迫具较强的耐受力，干露是影响生长和生存的首要因素；6）鼠尾藻具高效的依赖叶黄素循环的热耗散能力和电子传递能力，以响应潮间带的光胁迫，防止光损伤。总之，本研究揭示了潮间带环境胁迫下的四个生活史对策：响应波浪冲击的多样化生殖格局以及可塑生活史性状；生活史性状的功能权衡策略, 包括以减少生长为代价优先维持生存、有限资源在无性和有性生殖功能之间的分配等；干露与其它环境因子交互作用降低了胁迫强度的策略（干露增强了耐热性）；以及依赖叶黄素循环的光保护策略。本研究证实的无性和有性的权衡，解释了许多潮间带海藻响应环境胁迫下种群变化的现象，如：海浪冲击下鼠尾藻种群的维系策略，鼠尾藻在遗传多样性以及种群繁茂两者的兼顾策略。这种可塑的生活史性状对于适应异质性的生境具有重要意义。本研究发现的严酷环境胁迫下以停止生长为代价优先生殖的策略为潮间带鼠尾藻场生态修复工程提供了技术依据，反映了利用幼殖体在潮间带进行鼠尾藻场修复的可行性，即在自然生境中采用幼殖体播种，局部构建人工藻床，通过有性生殖进行空间拓展，通过无性繁殖繁茂种群，以点带面，构建海藻场。在环境胁迫下以减少生长为代价优先维持生存的策略，在海藻中未见报道，但为陆地植物的最佳防御(Optimum Defense，OD)假说提供了证据。