浮游生物群聚呼吸率(CR)為水體中所有浮游生物群聚消耗氧速 率之總和,其中浮游生物群聚包含浮游植物、浮游動物、浮游細菌和 原生生物等。一般而言,體型較小的異營性細菌通常是潟湖中群聚呼 吸率的主要貢獻者(Sadro et al., 2011;Smith et al., 2003);然而,在某 些潟湖的研究發現,浮游植物才是群聚呼吸率的主要貢獻者(Aristegui et al., 1996)。會造成潟湖生態系變動的因素相當多,諸如內波、大氣
擾動、潮汐或經由大氣傳輸所沉降的物質影響……等等,各種因素都 會直接或間接的影響生物因子,進而產生迥異的結果,即便在同水域 但不同時空下,結果亦可能不盡相同。
本研究結果顯示,東沙環礁潟湖內的群聚呼吸率可能主要受控於 水體中浮游生物群聚生物量的多寡,此推論可由群聚呼吸率和葉綠素 甲或異營性細菌生物量之間的顯著相關得到應證(表九);此外,從季 節間的變化發現,群聚呼吸率和葉綠素甲或異營性細菌生物量之間有
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相似的變化趨勢,皆是春季最高,夏、秋次之,冬季最低(表三),故 推測在浮游生物生物量中,又以浮游植物和異營性細菌為主。然而,
本研究群聚呼吸率的變化在各季節皆不相同,影響其變異的生地化因 子亦可能不同,故若欲深入探究影響群聚呼吸率變化的主因,仍須各 別季節分開討論,方能進一步瞭解影響本潟湖有機碳循環的前因後 果。
春季時,潟湖的群聚呼吸率與葉綠素甲之間呈顯著正相關性(r=
0.64,p<0.01),顯示此時浮游植物可能為群聚呼吸率的主要貢獻者。
前文提及,浮游植物的生長可能受到光照強度、無機營養鹽濃度的多 寡或浮游動物攝食等因素影響,其中又以受限於營養鹽濃度可能性最 大。春季之浮游植物群聚以矽藻為主(圖二十三),推估春季浮游植物 可能因矽酸鹽的供給而大量生長,雖然此時節浮游植物與矽酸鹽並無 顯著相關,但群聚呼吸率和矽酸鹽之間卻有顯著正相關(r = 0.47,
p<0.05),此結果可間接推論矽藻應為春季時群聚呼吸率的主要貢獻
者。
夏季的群聚呼吸率並未與任何生地化因子有顯著相關(表六),然 而在夏季時有最高的異營性細菌生產力。本研究雖然沒有直接測量異 營性細菌呼吸率(Bacterial respiration rate;BR),但可藉由細菌生長效 率 BGE(Bacterial growth efficiency)=BP/(BR+BP)來推算出異營性細菌
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呼吸率;若將細菌生長效率假設為 0.6(del Giorgio et al., 1997),估算 出此時異營性細菌呼吸率約佔群聚呼吸率的 24.2%,顯示其對群聚呼 吸率的貢獻可能有限。因此,影響夏季群聚呼吸率變化的主因仍不清 楚。
秋季的結果顯示,潟湖的群聚呼吸率變化可能主要與水體中異營 性細菌生物量的多寡有關,此推測可由細菌生物量和群聚呼吸率的顯 著正相關得到驗證(r = 0.44,p<0.05)。在海洋生態系統中,異營性細 菌常是有機碳的主要消耗者,對有機碳的調節、輸出和轉化皆有關鍵 性的影響(Cole et al., 1988;Trabelsi et al., 2011),故異營性細菌生物 量亦常與水體中有機碳的含量有關。海洋中有機碳可分成溶解態有機 碳(DOC)和顆粒態有機碳(POC)二大類,而溶解態有機碳主要來源包 括浮游植物的泌液作用、浮游動物的濫食作用、水中生物的排泄作用 或生物死亡後釋放的有機物質等(Fouilland et al., 2013;Saba et al., 2011)。雖然本研究並無直接測量上述參數,但秋季的初級生產力或 浮游動物豐度與溶解態有機碳間皆呈顯著正相關(表七)。依學理而 言,在遠離陸源物質和人為干擾的系統內,初級生產力是產生溶解態 有機碳的主要來源之一。從地理位置來看,東沙環礁周邊沒有大型河 川輸入,應屬於缺乏外源性有機碳的海域。此外,一般珊瑚礁生態系,
初級生產力的主要來源通常是底藻和珊瑚共生藻(Falkowski, 1980),
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et al., 2008;Steinberg et al., 2012)。猶如先前探討有關浮游植物生長
的限制因子,在充足光照和浮游動物量稀少的狀況(表二,圖二十五 L),推測冬季浮游植物的生長主要受限於低營養鹽濃度,進而影響各 種浮游生物量。而造成低營養鹽濃度的原因,可能是此時潟湖與外海 水交換速率較快,導致潟湖內營養鹽濃度因稀釋作用而降低(Pan et al., 2012;Dumas et al., 2012;Wang et al., 2007)。可惜本研究或過往東沙 環礁的相關研究並無水體交換速率之相關數據,故無法驗證其可能 性。然而,特別值得一提的是,冬季的溶解態有機碳濃度為四季中最 高。就珊瑚礁海域而言,珊瑚的分泌作用所釋放的溶解態有機碳可能 是有機碳的主要來源(Ferrier-Pages et al., 2000;Haas et al., 2011 ),然 本研究並無直接證據可以證明此推論。