东海青绿藻的生态学研究

青绿藻(Prasinophyceae)是一类微小的单细胞藻类, 是浮游植物的重要成员，由于其具有特殊的固碳机制（如最小的真核浮游植物Ostreococcus tauri拥有C4循环编码基因，可能存在C4-CCM机制）、较高的同化效率及不同的营养盐利用特性，因而对海洋生物泵及生源要素的生物地球化学循环起着十分重要的作用。目前中国近海尚缺乏青绿藻的系统研究。本项目针对"典型陆架边缘海青绿藻的生态作用"这一科学问题，以东海陆架为现场研究海区，采用现场调查、现场培养实验和室内培养实验相结合的研究策略，运用环境基因组学、寡核苷酸探针、光合色素及同位素示踪联用等先进技术，研究不同生态系统（河口－近岸上升流－陆架－黑潮）中青绿藻的组成、丰度、生物量及固碳速率的时空变动规律，探讨影响青绿藻生长和分布的关键过程和环境因子，评估青绿藻在典型陆架边缘海的生态作用。

青绿藻是超微型真核浮游植物中重要的一类成员，其具有较高的碳同化效率和不同的营养盐利用特性，在海洋生物泵及生源要素的生物地球化学循环中可能起着重要的作用。在本项目之前，缺乏对中国近海青绿藻的系统研究。本项目针对“典型陆架边缘海青绿藻的生态作用”这一科学问题，以东海和南海北部为现场研究海区，采用现场调查、现场培养实验和室内培养实验相结合的研究策略，对不同生态系统（河口－陆架－海盆）中青绿藻的组成（遗传多样性）、丰度和生物量的时空分布、对初级生产力的贡献和影响生长和分布的环境因子等进行了较为系统的研究。取得如下主要结果：（1）分析阐明了东海、南海北部和南海西部青绿藻的遗传多样性，Mamiellophyceae (Clade II)是东海青绿藻多样性和拷贝数的主要类群，Clade VII类群在南海中北部具有高的分布广泛性和拷贝数；（2）东海青绿藻特征色素--青绿藻素的准气候态分布显示，青绿藻在夏季长江口附近区域浓度最高，春、秋、冬三季在陆架上常见斑块状分布，浓度大约为50 ng/L左右，青绿藻重要类群在春季主要分布在长江口附近，总丰度高达22158 cells mL-1，在秋季则在陆架中部和外侧的表层和次表层出现较高丰度；（3）现场稀释实验和单种培养实验结果表明青绿藻是一个快速生长的类群，其生长率可达2 d-1及以上，其对东海初级生产者生物量和初级生产力的贡献较稳定，约为10%左右，但在南海北部，其贡献相对较低，而且随着初级生产力的降低而减少；（4）统计分析表明，相对于环境因子，空间因子能解释更多的青绿藻种群的变动，同时，单种培养实验结果显示当光强>150 µmol photons m-2 s-1时，青绿藻达到最大生长率，青绿藻等微微型真核藻类的生长率随着温度的增加而增大，最适生长温度和活化能（0.62±0.11 eV）均显著高于小型和微型浮游植物。已在FEMS Microbiology Ecology, Aquatic Microbial Ecology, Deep-Sea Research Part I和Marine Ecology Progress Series等主流杂志上发表论文8篇。