本文主要研究了大型经济海藻生长、营养盐吸收与环境因子的关系，不同环境条件下对氮磷营养盐的吸收动力学特征，大型海藻对赤潮微藻的生长抑制效应，从实验室受控系统结合现场宏观试验研究大型海藻栽培对海区去富营养化和生态修复功能，通过在封闭式围隔海区、网箱养殖开放海区和富营养化严重的近岸海域现场建立海藻生态修复功能区，就大型海藻对富营养化海区的生态修复功能进行了研究与评价。主要研究结果如下： 1.系统研究了大型经济红藻真江蓠生长、营养吸收动力学及其影响因素 (1)在实验室条件下，研究了温度、盐度和光照强度等生态因子对真江蓠生长的影响。结果表明，温度、盐度和光强对真江蓠生长的影响极显著；真江蓠生长适宜温度范围为20～30℃，适宜盐度范围为15-25 psu，适宜光照强度60～120μmol·m-2·s-1。温度、盐度和光照强度3者对真江蓠生长存在显著交互效应，3者的最佳组合为温度25℃，盐度20 psu和光强为90 μmol·m-2·s-1。且首次在杭州湾北岸上海金山海域成功进行真江蓠全浮动式网袋栽培，藻体生长速度较快，平均特定生长率SGR为9.2％·d-1。 (2)真江蓠对氮、磷营养盐的吸收动力学研究表明，4h内氮磷饥饿的真江蓠对不同起始浓度的NH4-N、NO3-N、：NO2-N和：PO4-P吸收速率均符合饱和吸收动力学特征，最大吸收速率和半饱和常数随着吸收时间的延长而降低。真江蓠在环境NH4-N、NO3-N、NO2-N和PO4-P浓度分别升高至15μmol·L-1、40μmol·L-1、20μmol·L-1和20μmol·L-1时接近或达到最大吸收速率。进入稳定吸收过程后，真江蓠对介质NH4.N、NO3-N和NO2-N的最大吸收速率分别为57.97μmol·g-1·h-1、68.99μmol·g-1·h-1和28.06μmol·g-1·h-1，高于已报道的其他种类江蓠的最大吸收速率。 (3)温度、盐度、光照强度、pH、氮磷比和氮浓度变化对真江蓠氮磷吸收速率的影响研究表明，温度、盐度及其交互作用对真江蓠无机氮磷吸收速率影响极显著，25℃、盐度20 psu时无机氮磷吸收速率均最大；光强在60～120μmol·m-2·s-1、pH在7.5～9范围内真江蓠氮磷吸收速率最大；真江蓠对无机氮中NO3-N的吸收速率最大，NH4-N次之，对NO2-N的吸收速率最小；环境中氮浓度、氮磷比及其交互作用对真江蓠吸收无机磷的影响极显著。 2.研究了实验室条件下大型海藻真江蓠和条浒苔对有毒赤潮微藻米氏凯伦藻的抑制效应 (1)共培养系统中，大型海藻真江蓠与米氏凯伦藻间存在着对营养盐的互相竞争。分批培养过程中，真江蓠能够显著抑制米氏凯伦藻的增殖，且随着真江蓠初始培养密度(0.5～2 g·L-1)的增加，抑制效果增强，2 g·L-1时抑制率最高，为89.2％。定时添加营养盐的半连续过程中，米氏凯伦藻生长受真江蓠抑制率降低，最高降低79.1％，真江蓠生长率则提高8.8～13.5％。无论是分批培养还是半连续培养，米氏凯伦藻对真江蓠生长均无显著影响。3种形态无机氮变化都与真江蓠单独培养时的N变化显著相关，而无机磷浓度变化则与大藻和微藻单独培养时的P变化同时显著相关；真江蓠对NH4-N、NO3-N和NO2-N的平均吸收速率均显著大于米氏凯伦藻，随着共培养介质中NH4-N、NO3-N和NO2-N的耗尽，真江蓠对米氏凯伦藻细胞生长的抑制率也达到最大，表明当环境中氮磷营养浓度较高(DIN浓度为150μmol·L-1，DIP浓度为15μmol·L-1)，真江蓠比米氏凯伦藻对介质中的无机氮更具吸收优势。 (2)新鲜条浒苔与米氏凯伦藻共培养、在培养介质中添加条浒苔干粉或水溶性抽提液均可对米氏凯伦藻生长产生显著抑制作用，并在高浓度下产生致死作用。当米氏凯伦藻初始细胞密度约为1×104 cells·ml-1，10 g·L-1、5 g·L-1和2 g·L-1初始密度新鲜条浒苔可分别在72h、96h和168h使与其共培养的米氏凯伦藻完全致死；2 g·L-1和1 g·L-1的条浒苔水溶性抽提液可使米氏凯伦藻细胞在120h和168h后死亡；而条浒苔干粉末克生效应最强，添加2.4 g·L-1和1.2g·L-1便可使米氏凯伦藻细胞48h和72h后即完全死亡。分批培养过程中一次性添加条浒苔滤液，只能在前72h内抑制米氏凯伦藻增殖：而半连续添加条浒苔培养滤液，其克藻效应增强，与对照组相比抑制率达99.69％；但条浒苔培养滤液经高温高压处理后，对米氏凯伦藻生长无显著抑制作用。 3.开展了大型海藻大规模栽培对3种类型富营养化海区生态修复作用的研究与评估 (1)定量研究了真江蓠网箱养殖海域生态修复模式。在浙江象山港花鲈养殖网箱中吊养真江蓠，对网箱养殖区富营养化海水具有较好的修复效果。真江蓠生态修复区及其相邻网箱中水体PO4-P、NO2-N、NH4-N和NO3-N含量显著低于非修复区，修复区海水PO4-P、NO2-N、NH4-N和NO3-N浓度比非修复区分别降低22～58％、24～48％、22～61％和24～47％。养殖真江蓠45d后，修复区水体DO浓度和透明度显著高于非修复区，DO平均提高28％，透明度平均提高30％；而修复区水体Chl-α浓度显著低于非修复区，平均降低49％。建立了基于N平衡的鱼藻生态养殖模式：每收获1kg花鲈至少需要匹配江蓠4.7 kg·wet wt才可实现对鱼类排放N的完全吸收。 (2)开展了大型海藻紫菜大规模养殖对开放型海域环境生态修复作用的评估。300 ha半浮动筏式条斑紫菜栽培使沿岸海水无机氮磷含量显著下降。非栽培季期间(5～8月)，大洋、海丰、茅家和塘芦4港水体NH4-N、NO2-N、NP3-N和PO4-P浓度分别为43.0～61.4μmol·L-1、1.1～2.8μmol·L-1、33.3～43.8μmol·L-1和1.2～2.8μmol·L-1。而在紫菜养殖期间，栽培区内水体NH4-N、NO2-N、：NO3-N和PO4-P平均浓度分别为20.5μmol·L-1、1.1μmol·L-1、27.9μmol·L-1和0.96μmol·L-1，显著低于非栽培季的平均浓度。与未栽培紫菜的对照区(塘芦港)相比，紫菜栽培对水体NH4-N、NO2-N、NO3-N和PO4-P的降低率分别为50～94％、42～91％、21～38％和42～67％。吕泗海区收获的条斑紫菜平均组织氮含量为6.3％，组织磷含量为1.0％。通过箱式模型估算，建立了近岸海域大型海藻生态修复匹配模式：每净化1km2海域面积至均值Ⅰ类水质，需要养殖条斑紫菜222.2 ha；每净化1km2海域面积至Ⅱ类均值水质，需要养殖条斑紫菜202.4 ha，表明大规模紫菜栽培可有效吸收富营养化水体的过剩营养盐，有利于减轻近岸海域富营养化。 (3)应用大型海藻真江蓠对富营养化封闭海域进行生态治理。在杭州湾北岸金山区城市沙滩围隔海区栽培真江蓠，对富营养化的封闭海区具有显著的生态修复效果。金山围隔海区海水水质从2006年8～10月的超Ⅳ类转变为2006年12月～2007年7月的Ⅱ～Ⅲ类，营养状态指数E也显著降低至2.84～1.21。而以未进行真江蓠栽培的奉贤碧海金沙围隔海区作为对照，该处围隔海区海水水质始终处于超Ⅳ类水平，E值为19.02～45.45，全年均呈现严重富营养化状态。通过真江蓠栽培对金山围隔内修复区的水质改善效果更为明显：修复区NH4-N水平比对照区降低30.8～92.8％，NO3-N降低34.7～78.7％，NO2-N降低46.5～88.3％，无机磷降低49.8～100％，CODMn降低19.4～28.9％，BOD5降低18.0～39.4％，Chl-α含量降低22.6～70.3％，同时，DO含量比对照区增加6.8～19.4％，水体透明度增加2.7～12.6％。金山围隔海区内修复区海水水质自2006年11月起均转变为Ⅰ～Ⅱ类，其中2006年12月～2007年2月间均为Ⅰ类海水，2006年10月～2007年5月间营养状态指数E均小于1，即未富营养化。 (4)利用EwE软件构建了生态修复后的围隔海区人工生态系统能量流动模型。根据2007年在杭州湾北岸金山城市沙滩大型围隔海区的生态调查数据，用13个功能组构成模型，分别是肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、浮游动物性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、软体动物、底栖动物、肉食性浮游动物、植食性浮游动物、大型藻类、浮游植物和有机碎屑，每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体，基本覆盖了该人工生态系统能量流动的主要过程。能量流动分析表明，金山围隔海区人工生态系统中能量流动主要以碎屑食物链途径为主，其中植食性浮游动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用。人工生态系统的营养级范围为1.00～3.90级，系统的能量流动主要有6级，来自初级生产者的能流效率为9.4％，来自碎屑的转换效率为9.8％，平均能量转换效率为9.6％。经生态网络分析，直接来源于碎屑的比例占总流量的57％，而直接来源于初级生产者的比例为43％，生态系统特征参数：总初级生产计算量／总呼吸量(TPP／TR)、系统物质和能量循环率(FCI)和系统聚合度(A)值分别为2.672、0.25、0.315，表明经过真江蓠栽培生态修复后的金山围隔海区人工生态系统目前正处于发育时期。