温度如何影响海带幼苗生长及营养吸收？这项研究有新发现！

为探究温度对海带（Saccharina latissima）幼孢子体生长和营养吸收的影响，研究发现二者受温度显著影响，对理解海带养殖和生态意义重大。

　　# 温度对海带幼孢子体生长及营养吸收的影响：研究新发现
在广袤的海洋世界里，海带森林（kelp forests）宛如一片水下 “绿色王国”，它们不仅是众多海洋生物的温馨家园，还在海洋生态系统的营养循环中发挥着关键作用，对维持海洋生态平衡意义非凡。然而，近年来，全球气候变化的 “阴影” 逐渐笼罩海洋，海水温度持续上升，这给海带森林带来了巨大的生存挑战。许多地区的海带森林面积不断缩小，生物多样性也随之减少，这些变化不仅影响了海洋生物的生存，还对渔业和海洋生态服务造成了严重冲击。比如，2023 年，北大西洋的海表面温度（SST）创下历史新高，这一变化对海带的生长产生了显著影响。

为了深入了解温度对海带的影响，来自荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）的研究人员 Xiaowei Ding、Karline Soetaert 和 Klaas Timmermans 展开了一项关于温度对海带（Saccharina latissima）幼孢子体（juvenile sporophytes）生长和硝酸盐（NO3??）、磷酸盐（PO43??）吸收动力学影响的研究。相关研究成果发表在《Journal of Applied Phycology》上。

研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。首先，他们精心挑选了 72 株在实验室培育的海带幼孢子体，这些幼孢子体的亲本采集自荷兰特塞尔岛（Texel）附近海域。随后，研究人员将这些幼孢子体置于不同温度的环境中进行培养。实验设置了 5 个温度处理组，温度范围从 7.6°C 到 24.5°C。在实验过程中，研究人员运用了多种监测手段，如使用 MX Temp 和 Light HOBO 记录器每小时监测温度变化，确保实验环境温度的准确性。同时，通过 ImageJ 软件对海带的生长情况进行分析，精确测量其生长速率。此外，利用连续流动分析仪（QuAAtro）来测定海水中NO3??和PO43??的浓度，以此研究海带对营养物质的吸收情况。

1. 海带的生存与死亡情况

在实验过程中，研究人员发现不同温度处理下海带的生存情况差异明显。除了 15.7°C 处理组有 1 株海带死亡外，在驯化期所有个体均存活。但在整个实验期间，24.5°C 处理组的死亡率最高，15 天内有 50% 的个体死亡；15.7°C 处理组的死亡率为 33%；20.9°C 处理组的死亡率为 8%；7.6°C 处理组的死亡率为 17%；而 12.6°C 处理组的所有个体在实验期间均存活。这表明 12.6°C 可能是海带生长较为适宜的温度，而 24.5°C 对海带的生存构成了严重威胁。

2. 海带的生长速率

实验结果显示，在实验开始时，海带的平均大小为1.82±0.46cm2。在温度低于或等于 12.6°C 时，海带的生长速率（GR）虽有波动，但平均约为0.26cm2day?1。然而，当温度达到 15.7°C 及以上时，实验初期海带的 GR 出现负值。在 15.7°C 处理组，GR 随后逐渐上升并趋于稳定；20.9°C 处理组的 GR 起初为负，之后在 0% 附近波动；24.5°C 处理组的 GR 则在整个实验期间均为负值。通过方差分析（ANOVA）表明，温度对海带的 GR 有显著影响。进一步的 Tukey's HSD 检验发现，5 个温度处理组可分为低温组（7.6°C、12.6°C）和高温组（15.7°C、20.9°C、24.5°C），两组之间的 GR 存在显著差异，低温组的平均 GR 更高。

3. 海带的营养吸收动力学

不同温度处理下，海带对NO3??和PO43??的吸收速率呈现出不同的模式。与 GR 类似，NO3??和PO43??的吸收速率也可分为低温组和高温组。在低温组，NO3??和PO43??的吸收速率在整个实验期间均为正值；而在高温组，NO3??的吸收速率起初下降为负值，随后有所上升，PO43??的吸收速率则先上升后下降，但在所有温度处理下大多保持正值。温度对NO3??的吸收速率有显著影响，高温组的NO3??吸收速率低于低温组；而温度对PO43??的吸收速率影响不显著。在所有温度处理下，PO43??的平均吸收速率为0.06±0.06μmolcm?2day?1，7.6°C 时吸收速率最高，24.5°C 时最低。

4. 海带生长速率与营养吸收速率的关系

研究发现，在不同温度处理下，海带的 GR 与NO3??、PO43??的绝对吸收速率之间的关系存在差异。在高温组（15.7°C、20.9°C、24.5°C），GR 与NO3??的吸收速率无显著相关性；但在 7.6°C 和 12.6°C 处理组，二者呈现显著正相关。在 20.9°C 和 24.5°C 的高温环境下，海带出现NO3??释放现象，这与叶片的负生长速率相似。而 GR 与PO43??的吸收速率在 7.6°C 至 20.9°C 的处理组中呈现显著正相关，在 24.5°C 处理组无显著相关性。

综合研究结果，温度对海带的生长和营养吸收有着显著影响。较高的温度（如 24.5°C）会导致海带死亡率上升、生长受抑制，同时影响其对NO3??的吸收，甚至出现NO3??释放的现象。而PO43??的吸收速率受温度影响较小，且在多数温度下与海带的生长速率呈正相关。这表明海带对不同营养物质的吸收和利用可能存在不同的调节机制。

这项研究对于理解海带在气候变化下的生存状况以及优化海带养殖具有重要意义。在全球气候变暖的背景下，研究结果有助于预测海带森林的变化趋势，为保护海洋生态系统提供科学依据。对于海带养殖产业而言，研究结果可以指导养殖者合理控制养殖温度，提高海带的产量和质量，从而促进海带养殖业的可持续发展。同时，研究中发现的高温下海带营养物质的释放现象，也为进一步研究海洋生态系统的营养循环提供了新的视角。

不过，该研究也存在一定的局限性。例如，研究主要在实验室条件下进行，与自然环境存在一定差异。未来的研究可以进一步拓展到自然海域，深入探究海带在复杂自然环境中的生理响应。此外，虽然研究揭示了温度对海带营养吸收的影响，但对于氮（N）和磷（P）吸收的调控机制仍有待进一步研究，这将有助于更深入地了解海带的生理过程，为应对气候变化和优化海带养殖提供更有力的支持。