淡水超微型浮游植物的生态学及其研究方法概述

但遗憾的 是 在 现 有 的 研 究 中 ， 大部分的 Ｐ Ｐ 的生长 ， 虽然 Ｐ 结论都是来自 于 高 纬 度 的 温 带 湖 泊 ， Ｐ 在热
９］ ， 带 和 亚 热 带 淡 水 水 体 中 的 重 要 性 可 能 更 为 显 著［
Ｔ ａ ｂ ． １ Ｅ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ｂ Ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｙ Ｐ ｉ ｃ ｏ ｈ ｔ ｏ ｌ ａ ｎ ｋ ｔ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｓ ｐ ｙ ｐ ｙ ｐ
６］ 表 １ 不同超微型浮游植物类型自发荧光的特性 ［
中， 在温带区域 ， Ｐ Ｐ 非常稀少 ； Ｐ Ｐ 丰度在夏季最高 ，
１ １］ ； 冬季最低 ［ 而在室内培养实验中 ， Ｐ Ｐ 需要较 高 的 １ ２］ 。 温度还影响 Ｐ 温度才能达到最大生长 ［ Ｐ 的种类 １ ３， １ ４］ ， 组成 ， 在几 个 研 究 中 发 现 ［ 蓝藻在夏天占优势
度为 ２％ ） 在冰箱中固定一个小 时 后 ， 抽滤到黑色滤 并将滤膜用无 荧 光 浸 油 固 定 在 载 玻 片 上 冷 冻 膜上 ， 放置一个 月 以 上 能 较 好 地 保 存 蓝 藻 的 荧 光 。Ｔ ｓ ｕ ｉ ｊ
６］ 等［ 研究了多聚甲醛和戊二醛混合物固定后于
其次 ， 据了浮游植物的大部分数量 ； Ｐ Ｐ 具有生长快 、 数量多 、 周转速率 高 的 特 点 ， 虽 然 个 体 微 小， 个体生 物量不是很高 ， 仍 然 可 维 持 相 当 高 的 生 产 力； 第 三， 它们是一些异养鞭 毛 虫 和 纤 毛 虫 的 直 接 食 物 ， 从而 间接被大型浮游动物所摄食 ， 借此进入经典食物网 ， 最终影响渔业 的 产 量 ；第 四 ， 某些种类的微型浮游 生物还常常与鱼类 等 经 济 动 物 的 病 害 、 污染等方面 有一定的联系
［ ８］
尝试直接将水样滴加在血
细胞计数板上进行 计 数 ， 这也不失为一种可行的方 法。 在 表 面 荧 光 显 微 镜 的 蓝 光 波 长 下 （ ４ ５ ０～４ ９ ０ ， 富含叶绿素的 Ｅ 波 Ｕ 细胞发出砖红色的荧光 （ ｎ ｍ） ， 长６ 波长 ８ ０ｎ ｍ） Ｐ Ｅ 细胞则发出明亮的桔黄色（ ， 波长 ６ ５ ３ ０ｎ ｍ） Ｐ Ｃ 细胞则发出弱红色的荧光 （ ０ ０～ ， ， 在绿 光 波 长 下 （ ６ ６ ０ｎ ｍ） ５ １ ０ ～５ ６ ０ｎ ｍ） Ｅ Ｕ 细胞 不发出或者发出很微弱的荧光 ， Ｐ Ｅ 细胞和 Ｐ Ｃ 细胞 ） ， 则发出较强的红色荧光 （ 见表 １ 细胞数目为两 Ｅ Ｕ 可以通过荧光 种激发光下细胞 总 数 的 差 值 。 因 此 ， 显微镜下蓝光和绿光的切换对超微型浮游植物 Ｐ Ｃ、 Ｐ Ｅ和 Ｅ Ｕ 这 ３ 个类群分别进行计数 。
［ ３］
－２ ０℃ 下 长 期 保 存 对 超 微 型 浮 游 植 物 自 发 荧 光 的 影响 ， 结果发现该混 合 物 改 变 了 藻 红 蛋 白 自 发 荧 光 的强度和波长 ， 但 对 藻 蓝 蛋 白 和 叶 绿 素 ａ影 响 较 小 或者没有改变 。 在 众 多 文 献 中 ， 仍然没有一个最佳 的固定方法 ， 无论使用哪种固定剂 ， 在黑暗冷冻的环
而真核超微型浮游植物在冬天占优势 。 在贫营养的 呼伦湖和密歇根湖 ， Ｐ Ｐ 的春季高峰主要由真核超微
１ ５］ 。 型浮游植物 产 生 ， 而 当 时 的 水 温 也 达 到 最 低 值［ ［６］ 指出 ， 真核超微型浮游植物在 １ Ｓ ｏ ｍ ｏ ｌ等 １ ５℃ 以 ｇ ｙ 下时生长达到高 峰 。 总 的 来 说 ， 较高温环境有利于
＊
９ ７ １
对其超微结构的 对超微型浮游植物 进 行 种 类 鉴 定 ， 观察需要借助于扫描电镜和透射电镜 。
２ 淡水超微型浮游植物的生态学研究
在淡水生态系统中 ， Ｐ Ｐ 的丰度和生长率在不同 的季节和不同的区 域 都 有 很 大 的 差 异 ， 影响其变化 的环境因子主要有温度 、 营养盐的可获得性 、 摄食和 光照 。 ２． １ 温度 虽然很少将温度作为一个单因子来研究其对 一般的研究都涉及到温度与其它因子如 Ｐ Ｐ 的影响 ， 同营养盐的共同作用 。 但大量的研究结果有力地证
。
ห้องสมุดไป่ตู้
１ 淡水超微型浮游植物的保存和计数 方法
１． １ 超微型浮游植物的固定与保存 为防 止 细 胞 的 自 溶 和 荧 光 特 性 的 改 变 ， 对不能 立刻分析的样品要进行固定 。 关于样本的保存和固
； 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ０ ０ １ ２ ２ ２ ０ １ ０ ０ ３ ３ ０ － － － － （ ） 基金项目 ： 国家自然科学青年基金 “ 亚热带贫营养水库超微型浮游植物生态学研究 ” 项目编号 ３ ０ ８ ０ ０ １ ３ ４ ， ： 作者简介 ： 唐汇娟 （ 女， 湖北省黄冈人 ， 讲师 ， 博士 ， 主要从事水域生态学研究 ． １ ９ ７ ３～ ） Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｔ ａ ｎ ｈ ｃ ａ ｕ． ｅ ｄ ｕ． ｃ ｎ ＠ｓ ｇ ｊ
１ ７］ 。也 就 是 说， 在 寡 营 养 水 体 中， 微微型 梯度下降 ［
Ｐ Ｅ Ｐ Ｃ Ｅ Ｕ
０ ０ ６ ０ｎ ｍ；＊ ８ ０ｎ ｍ． ＊ 发射的红光波长为 ６ ～６ ＊ 发射的红光波长为 ６
流式细胞仪 （ 自２ Ｆ ＣＭ） ０世纪７ ０ 年代被发明 最早应用于 免 疫 学 、 血 液 学， 之后随着技术的 以来 ， 改进和应用范围的 推 广 ， 现已成为海洋超微型藻类 分析快速而准确的 工 具 ， 但是流式细胞仪价格非常 这在一定程 度 上 限 制 了 流 式 细 胞 仪 的 广 泛 使 昂贵 ，
７］ ４］ 。 潘洛安等 ［ 研究了不 境下都不能保存太长时间 ［
同固定剂及保存时间对微微型浮游生物样品测定的 影响 ， 研究 指 出 ， 尽量现场测定微微型浮游生物样 品， 否则应当将样品固定并保存于液氮中 ， 待返回实 以保证数据的可靠性 。 验室后尽快进行测定 ， １． ２ 超微型浮游植物的计数方法 超微型浮 游 植 物 （ 由于光合色素的存在而 Ｐ Ｐ） 具有自发荧光的能 力 ， 可以在表面荧光显微镜下直 接计数 。 在表面荧光显微镜下 ， Ｐ Ｐ 可以分为类似小
第１ ９卷第８期 ２ ０ １ ０年８月
长江流域资源与环境 Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｙ ａ ｎ ｔ ｚ ｅ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． １ ９Ｎ ｏ ． ８ Ａ ｕ ．２ ０ １ ０ ｇ
超微型浮游 植物类型 激发光 蓝光 绿光 （ ４ ３ ６ｎ ｍ） （ ５ ４ ６ｎ ｍ） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ 发射光 橙光 红光 （ ５ ４ ０ｎ ｍ） （ ６ ０ ０～６ ８ ０ｎ ｍ） ＋＊ － ＋＊ ＋＊ － ＋
＊ ＊
但对热带和亚热带淡水 水 体 中 Ｐ Ｐ 的 研 究 极 少。今 后需要加强对热带和亚热带水体超微型浮游植物的 从而更好的了 解 超 微 型 浮 游 植 物 在 水 生 态 系 研究 ， 统中的作用 。 ２． ２ 营养盐 根据对世界范围内湖泊和水库 （ 主要是温带 ） 的 ） 数据的总结 （ 见图 １ 表明 ： 尤其是超微蓝藻的丰 Ｐ Ｐ， 度沿着贫营养水体 向 富 营 养 水 体 逐 渐 升 高 ， 但其生 物量和生产率在整个浮游植物中的贡献率沿着这个
淡水超微型浮游植物的生态学及其研究方法概述 第 ８ 期 唐汇娟 ： 球藻的真核超微型浮游植物 （ 和原核的超微 Ｅ Ｕ－ Ｐ Ｐ） 淡水 中 的 Ｐ 比真核 蓝藻 ， Ｐ 主 要 由 超 微 蓝 藻 组 成， Ｐ Ｐ 的 丰 度 通 常 高 １ 个 数 量 级。而 根 据 蓝 藻 所 含 色 素特点 ， 超微蓝藻又可以分为 ２ 大类 ， 富含藻红蛋白 （ ） 的蓝藻 （ 和富含藻蓝蛋白 （ Ｐ ｈ ｃ ｏ ｅ ｒ ｔ ｈ ｒ ｉ ｎ Ｐ Ｅ） Ｐ ｈ － ｙ ｙ ｙ ［ ６］ ） 的蓝藻 （ ｃ ｏ ｃ ａ ｎ ｉ ｎ Ｐ Ｃ） 。 ｙ 由于超微型浮游植物个体太小 ， 不易沉淀下来 ， 因此需要过滤到滤 膜 上 进 行 计 数 ， 一般认为滤膜孔 能较好地截 径为 ０． ２μ ｍ 的黑色核孔膜（ Ｃ ｏ ｓ ｔ ａ ｒ ）
［ ２］
常用于固定浮游植物 定剂的使用存在较 多 的 争 议 ， 的鲁哥试剂会明显 影 响 荧 光 特 性 ， 甲醛会改变细胞
４］ 。淡水超 并会对 细 胞 的 荧 光 产 生 负 面 影 响 ［ 形状 ，
微型浮游 植 物 最 常 用 的 固 定 剂 有 多 聚 甲 醛 和 戊 二
［ ５］ 醛 。Ｓ 最终浓 ｃ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ｂ ｅ ｒ ｇ等 发现采取冷戊二醛（
（ ） １ ０ ０ ４ ８ ２ ２ ７ ２ ０ １ ０ ０ ８ ０ ９ ７ ０ ０ ５ 文章编号 ： － － －
淡水超微型浮游植物的生态学及其研究方法概述
唐汇娟
（ ） 华南农业大学动物科学学院水产系 ， 广州 ， ５ １ ０ ６ ４ ２ 摘 要 ：对淡水超微型浮游植物的研究方法和生态学进行了 概 述 。 为 防 止 细 胞 的 自 溶 和 荧 光 特 性 的 改 变 ， 淡水超 微型浮游植物通常采用多聚甲醛和戊二醛作为固定 剂 并 在 低 温 下 保 存 。 在 表 面 荧 光 显 微 镜 下 可 以 观 察 到 含 藻 红 、 素的蓝藻 （ 含藻蓝素的蓝藻 （ 以及以 叶 绿 素 为 主 要 色 素 的 超 微 型 真 核 浮 游 植 物 （ Ｐ Ｅ 细胞 ） Ｐ Ｃ 细胞 ） Ｅ Ｕ 细 胞） ３种 类群 。 在淡水生态系统中 ， 影响超微型浮游植物变化 的 环 境 因 子 主 要 有 温 度 、 营 养 盐 的 可 获 得 性、 摄 食、 光照以及 高温有利于超微型蓝藻 、 低 温 利 于 真 核 藻 类 的 生 长。超 微 型 浮 游 植 物 的 丰 度 随 着 水 体 的 环境的污染 。 总体而言 ， 营养增加而增加 ， 但其贡献率却减少 。 淡水超微型浮 游 植 物 的 研 究 主 要 集 中 在 温 带 水 体 ， 对热带和亚热带水体的 研究需要加强 ， 而我国对淡水超微型浮游植物生态学研究基本处于空白 。 关键词 ：淡水 ； 超微型浮游植物 ； 生态 文献标识码 ：Ａ
， 简称 Ｐ Ｐ ｉ ｃ ｏ ｈ ｔ ｏ ｌ ａ ｎ ｋ ｔ ｏ ｎ Ｐ） 超微型浮游植物 （ ｐ ｙ ｐ ［ １］ 指的是粒径范 围 在 ０ ． ２～２μ ｍ 的 浮 游 植 物 。Ｐ Ｐ 是迄今发现的最小的光 合 作 用 者 ， 自２ ０ 世纪７ ０年 代末被发现以来 ， 各国科学家对其在水生生态系统 中的分布和作用开 展 了 卓 有 成 效 的 工 作 ， 现有的研 究表明 ， Ｐ Ｐ 广泛分布于包括南极在内的各种水体 在水体的物质 循 环 和 能 量 流 动 中 起 着 十 分 重 要 中， 的作 用 。首 先， 在 初 级 生 产 者 中， Ｐ Ｐ 是非常重要 ， 的贡献者 因为在水域中 Ｐ 常占 Ｐ 的分布密度极大 ，
［］ 用 。Ｓ ａ ｒ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ等 ９ 通 过 流 式 细 胞 仪 和 荧 光 显 微 镜
浮游植物在整个浮 游 植 物 中 占 有 最 重 要 地 位 ； 随着 营养程度的增加 ， 其生物量在浮游植物总生物量中 所占的比重下降 ， 但其细胞数量仍然是在富营养条
［８］ 件下最 大 。 Ｖ 在研究了３ ｒ ｓ等１ ２ 个湖泊后发
［０］ 明了较高的温度对 Ｐ 发现 ， 在极地水体 Ｐ 有利 ， Ｌ ｉ１
留超微型浮游植物 颗 粒 。 根 据 水 体 中 Ｐ Ｐ的丰度大 。 小确定过滤体积 ， 抽滤时的压力小于 ＜１ ３ ３ ． ３ ２ ２ｈ Ｐ ａ 目前大多 数 的 研 究 者 是 采 用 这 种 过 滤 的 方 法 来 计 数， 但 Ｗ ａ ｋ ａ ｂ ａ ａ ｓ ｈ ｉ等 ｙ