摘要
铁是海洋浮游植物光合固碳过程中不可或缺的营养元素，由于其在海洋中的溶解度很低，故铁成为海洋初级生产力的限制因子之一。在中低纬度寡营养海域的低铁水域中，浮游植物群落往往以海洋微微型蓝藻聚球藻（Synechococcus）和原绿球藻(Prochlorococcus）为优势类群。聚球藻和原绿球藻是丰度最高的海洋光合自养类群，为全球海洋贡献了约25％的初级生产力，具有重要的生态学意义。 全球变化背景下，人为排放CO2造成的海洋酸化引起了广泛关注，pCO2上升和pH下降一方面会影响着浮游植物的生长和生理过程，另一方面也可能会影响铁营养盐的生物可利用性。此外，全球气候变化造成的大气铁沉降增加，可能会增加表层海水的铁输入，但与此同时，暖化引起的海水层化加剧，将可能减少深层海水向真光层输送铁营养盐。当前大多数研究只探究了海洋微微型蓝藻对海洋酸化或铁营养盐供给变化其中单一因素变化的响应，海洋酸化和铁营养盐变化耦合对微微型蓝藻综合效应的研究仍相对匮乏。探究铁营养盐调控海洋微微型蓝藻对海洋酸化的响应将有助于我们进一步认知未来气候变化对海洋浮游植物群落和初级生产力的影响。 本文以聚球藻和原绿球藻为研究对象，选取了近岸型聚球藻Synechococcussp.WH5701,远洋型聚球藻Synechococcussp.WH8102和高光适应型原绿球藻Prochlorococcussp.MED4,开展了铁-酸化联合培养实验，探究海洋酸化耦合铁营养盐供给变化对海洋微微型蓝藻生长和固碳的影响。同时，通过混合培养探究低铁环境下海洋酸化对聚球藻WH8102和原绿球藻MED4竞争关系的影响，据此探讨海洋酸化对以微微型蓝藻为优势类群的浮游植物群落的影响。 铁-酸化联合培养实验结果表明，在铁充分条件下，微微型蓝藻的生长均对海洋酸化无响应。但在铁限制情况下，微微型蓝藻对海洋酸化的响应存在差异，其中远洋型聚球藻WH8102受酸化影响最为明显。当远洋型聚球藻WH8102生长受到中等程度到严重铁限制时（最大生长速率的45％～77％），海洋酸化显著促进了其生长、净固碳作用和铁利用效率，且当受到的铁限制加剧，酸化对其的促进效应越大。在近岸型聚球藻WH5701中，只有当其生长受到严重铁限制时（最大生长速率的31％～48％），酸化才对生长、固碳与铁利用效率起到促进作用。而海洋酸化对不同铁限制程度下的原绿球藻MED4生长均无影响。 混合培养实验结果表明，低铁环境下，在以原绿球藻为主、聚球藻为辅的微微型蓝藻混合培养体系中，聚球藻的生长速率较单独培养时下降了13％～38％，原绿球藻则无明显变化。这表明低铁环境下，在以原绿球藻为主要类群的微微型蓝藻群落结构中，聚球藻的竞争能力弱于原绿球藻。而酸化条件下，与原绿球藻混合培养的聚球藻的生长速率提高了13％～77％，这可能与酸化提高其铁利用效率有关。 从铁-酸化联合培养和混合培养的实验结果看，海洋酸化将更有益于铁限制寡营养海域远洋型聚球藻的生长和固碳，并有可能提高其在以微微型蓝藻为优势类群的浮游植物群落中的竞争力。
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