评估Halimeda incrassata对温度和光照的反应，以预测其在东北大西洋的扩散情况

《Aquatic Botany》：Assessing the response of Halimeda incrassata to temperature and light to predict its spread in the NE Atlantic

海月水母草在北大西洋及地中海的扩张受温度（20–32°C，最适26–28°C）主导，光照影响较小（70–120 μmol·m?2·s?1最适），其入侵可能改变底质结构和生物群落，需持续监测及酸化实验研究。

　　### 引言

**Halimeda incrassata** 是一种丝状钙质绿藻，主要分布在海洋的沙质底部，通过纤维状的根状结构附着在沙粒上。最初，这种绿藻主要分布在西大西洋的热带地区，从佛罗里达到巴西，包括巴哈马群岛、加勒比海的大小安的列斯群岛以及墨西哥湾。然而，近年来，**H. incrassata** 已经扩展到东大西洋，特别是在一些地中海岛屿和加那利群岛。这种扩展不仅改变了其原有的地理分布，也引发了对生态系统影响的担忧。由于其广泛的适应性，**H. incrassata** 在新环境中表现出强烈的扩张能力，可能对本地物种构成威胁。研究其对温度和光照的耐受性，有助于理解其扩展的潜在机制，并预测其未来可能影响的区域。

### 方法

本研究通过**ex-situ**实验方法，评估了**H. incrassata**在不同温度和光照条件下的生长和光合作用响应。实验材料来源于加那利群岛特内里费岛的**Porís de Abona**地区的**H. incrassata**种群，该地区位于7至15米深的沙质海底。实验共分为三部分：单独测试温度、单独测试光照以及两者共同作用的影响。

在温度实验中，共设置了12种不同的温度条件，从室温（18–21oC）到32oC，以模拟可能的环境变化。同时，光照强度被标准化为35–55 μmol photons·m?2·s?1。在光照实验中，测试了12种不同的光照强度，从5 μmol photons·m?2·s?1到180 μmol photons·m?2·s?1，以评估其对生长的影响。为了研究温度和光照的交互作用，选择了三个温度（20、24和28oC）和两种光照强度（100–120和20–35 μmol photons·m?2·s?1）进行组合实验。

在实验过程中，使用了不同的水箱和控制设备，以确保水温的稳定和适当的水循环。生长实验中，测量了生长体的表面积和段数的增长百分比。对于光合作用实验，使用了VWR?水箱，并通过测量氧气饱和度的变化来评估光合作用速率。所有数据均通过非线性回归模型和置换方差分析进行统计处理。

### 结果

实验结果表明，**H. incrassata**的生长对温度的响应呈高度显著的抛物线形状，其最佳生长温度范围为20–32oC，其中26–28oC是其生长的最适温度。在该温度范围内，表面积和段数的平均增长分别达到350%和500%。然而，光照强度对生长的影响相对较小，其最佳光照范围为5–180 μmol photons·m?2·s?1，其中40–120 μmol photons·m?2·s?1为最佳光照强度。

在光合作用实验中，温度和光照的响应同样呈现抛物线趋势。随着温度的升高，光合作用速率逐渐增加，但在32oC时出现下降，表明温度过高可能对光合作用产生负面影响。光照强度对光合作用的影响更为显著，达到70–120 μmol photons·m?2·s?1时，光合作用速率达到峰值，而在180 μmol photons·m?2·s?1以上时，光合作用受到抑制。

进一步分析表明，温度和光照的交互作用对光合作用有显著影响。在低光照条件下，温度对光合作用的影响更为明显，表明在光照不足的情况下，温度是决定光合作用效率的主要因素。然而，单独考虑温度和光照时，它们对生长的影响较为显著，而它们的交互作用则不显著。

### 讨论

**H. incrassata**的广泛分布和快速扩展表明，它可能具有较强的环境适应能力。尽管其原生范围是热带地区，但其在东大西洋和地中海的扩展表明，它能够在较低温度下生存。这种扩展可能与海洋变暖有关，也可能受到人类活动的影响，例如航运、旅游和全球贸易。这些因素可能导致该物种被引入新的环境，并在适宜的条件下迅速扩展。

**H. incrassata**的生长和光合作用响应与许多其他绿藻相似，表明其对环境变化的适应性较强。然而，与某些其他**Halimeda**物种相比，其对光照的依赖性较低，这可能与其在深水区域的分布有关。在加那利群岛，**H. incrassata**已经能够在65米深的水域中生存，这表明其对光照的耐受性较高。

此外，**H. incrassata**的扩展可能对本地生态系统产生深远影响。作为生态系统工程师，它能够改变环境和社区结构，与本地物种如海草、其他大型藻类和花园鳗形成竞争。其生长可能影响沉积物的粒径分布，进而影响埋藏在沙中的动物种群。因此，**H. incrassata**的扩展可能对生态系统的功能和服务产生重大影响。

### 结论

研究结果表明，**H. incrassata**的生长主要受温度控制，最佳生长温度为26–28oC。光照强度对其生长的影响相对较小，最佳光照范围为70–120 μmol photons·m?2·s?1。然而，该物种能够在较宽的温度和光照条件下生存，表明其具有较强的环境适应能力。随着海洋温度的上升，**H. incrassata**的扩展可能进一步加速，特别是在北纬40o以南的区域。因此，建议对**H. incrassata**的扩展进行密切监测，并评估其对本地物种的影响。

### 资助

本研究得到了加那利群岛政府生态事务、气候变化和能源部门以及特内里费群岛议会环境与可持续发展讲席的资助。