几种大型海藻生理生化特性对大气CO-2浓度和温度变化的响应

几种大型海藻生理生化特性对大气CO_2浓度和温度变化的响应大气CO₂浓度和温度变是影响大型海藻生命活动的两大重要环境因素。目前，大型海藻生理生化特性对CO₂浓度升高的响应已有较多研究，关于温度变化对大型海藻的影响也陆续见到报道。然而，CO₂浓度和温度同时升高对大型海藻生理生化特性影响的研究较少。本文以广东汕头潮间带生长的石莼、坛紫菜和龙须菜三种大型海藻为研究材料，探讨大型海藻生理生化特性对大气CO₂浓度和温度相互作用的响应，并研究了CO₂和温度对大型海藻极端温度耐受力的影响，为评估大型海藻在全球气候变化背景下的生理生态功能变动提供科学数据。主要研究结果如下：1)高CO₂促进石莼的生长；CO₂对可溶性蛋白（SP）、可溶性碳水化合物（SC）、叶绿素a（Chla）和类胡萝卜素（Car）等生化组分含量的影响与生长温度有关。经10℃低温6h处理，石莼受到光抑制；经35℃高温6h处理，25℃与正常空气生长的石莼表现出较高的最大光量子产量（Fv/Fm），光能利用效率（α），非光化学淬灭（NPQ）和光化学淬灭（qP），25℃与高CO₂生长的石莼最大相对电子传递速率（rETRmax）和饱和电子传递速率（Ek）大于其他生长条件下的石莼。经40℃高温处理6h，15℃生长的石莼光合机构受损；相对于25℃与正常空气生长的石莼，25℃与高CO₂生长的龙须菜Fv/Fm、a、NPQ、qP的下降程度较小，而且具有较高的rETRmax和Ek。CO₂浓度升高使得石莼抗高温的能力增强。2)与25℃生长的坛紫菜相比，15℃下生长的坛紫菜RGR、Chla、Car、SP和SC含量更高，而且高CO₂对RGR、Chla和Car含量的促进作用更大。低温10℃胁迫3h，坛紫菜未发生光抑制；高温35℃处理3h使坛紫菜rETRmax、Fv/Fm、α值均下降，15℃生长的藻下降的程度中比25℃生长的藻大；15℃生长下，高CO₂生长的坛紫菜Fv/Fm和α下降程度小于正常空气下的坛紫菜。高温40℃使坛紫菜rETRmax、Fv/Fm、α、NPQ及qP均急剧下降。CO₂浓度升高使得坛紫菜耐高温性能提高。3)CO₂升高、温度升高以及温室效应（CO₂和温度同时升高）促进龙须菜的生长，温室效应下的促进作用更大。温室效应使龙须菜具较高的光合速率（Pn）和呼吸速率（Rd）以及较低SP和SC含量。CO₂对Chla和Car含量没有显著影响，高温使其上升；藻红蛋白（PE）和藻蓝蛋白（PC）不受CO₂和温度的影响。龙须菜Fv/Fm、α、Pn和Rd值，在32℃处理3h后略有上升，在36℃处理3h后下降，而在40℃处理20min后降到极低。正常温度（20℃）生长的龙须菜最高耐受温度在32℃-36℃之间，而高温（24℃）生长的龙须菜在36℃-40℃之间。CO₂或温度的升高对龙须菜Pn和Rd未产生显著促进作用，但是温室效应则提高了龙须菜耐热性能。综上所述，CO₂浓度和温度变化相互作用影响大型海藻生长与光合作用等生理生化特性，同时，这种影响具有种间差异性。高CO<s