太湖铜绿微囊藻磷摄取动力学若干重要参数与其竞争优势相关研究

!#期韩小波等：太湖铜绿微囊藻磷摄取动力学若干重要参数与其竞争优势相关研究图$接入不同初始细胞内磷份额的藻细胞后培养液中磷浓度的变化%&’($)*+,&-*./01**20*3-4,5+.-+*-0340&.-464//*+0*78901*&-&0&4,+*,,:,435;:.04!<为培养液中的磷浓度=!为微囊藻的比增长率=!为细胞内磷含量=>42为最大生物量(表?不同磷浓度培养下的!，!，>42值@48(?!A!#>42:-7*37&//*3*-05+.-+*-0340&.-6表!不同初始磷份额的细胞储磷能力@48(!@1*60.34’*+4B4+&09./5464//*+0*78901*&-&0&4,+*,,:,435;:.04初始磷份额!CD!’E>’F最大磷份额!>42D!’E>’F贮存磷份额!>42G!CD!’E>’F#(HIJ(KJ#(?KH($JK(JI!(!!?H(HI?I(K??(CK#C(?H#?(CKC(K!相关系数C(K##(对应于?E$L%>E$>M?E&N?E$>求得磷的最大吸收速率$>42LC(HIH!’ED>’·7F磷吸收的米氏常数%>L?H(JJ!O具有一定的模型应用价值(!#藻的磷摄取与藻细胞内的磷容量微囊藻细胞对磷的摄取速率和最大摄取量在很大程度上受生长之初细胞内含磷量的影响(在图$中，可以发现初始细胞内磷份额较低的藻细胞对磷的吸收速率要比胞内磷份额较高的藻细胞高(生长初期，细胞内磷的含量越低，培养液中的磷就消耗的越快(初始时的细胞内磷水平还影响细胞的最大磷份额!>42(从表!和图$可以看出，初始细胞内缺磷对磷的摄取速率大于富磷的细胞，但是所达到的最大磷份额!>42却只有富磷细胞的?E（低磷细胞的!>42为J(KJ!’E>’D7PF，富磷细胞的!>42为#?(CK!’E>’D7PF）(过度储磷系数!CE!>42LC(?$(!C和!>42的差距越大藻细胞内磷份额弹性越大，越容易适应营养限制的环境(根据细胞初始增长前培养液中磷浓度的变化，得到了磷饥饿和磷丰富时细胞最大的摄磷速率分别为$>42饥L?(JJ!’EDQ·>’·1F和$>42丰LC(CJ!’EDQ·>’·1F，差异十分明显(#讨论有关氮磷摩尔比高于!K时，蓝藻在整个藻类生物量中的份额就会下降的理论引起了一定的争议(有些研究结果支持这一结论R??A?!S，而也有些结果则不符合这一规则R?#S(T&*等R?$S在武汉东湖进行了围隔实验提出氮磷比规则不适用于超富营养化湖泊，湖泊中较低氮磷比的出现是蓝藻水华爆发的结果而不是其原因(本文的实验就不同氮磷比下藻的生&LC!O&L!C!O&L$C!O&L?CC!O&L!CC!O!’&(D7G?FCC(?KUC(C!?C(J??UC(C?HC($I!UC(C$KC($CUC(C#H!D!’E>’D7PFFCK(C$?#(!??(J!!J(J>42D?CJ+*,,6E>QF!(CI#?#(C#?#($???(II??(J?!#湖泊科学$#卷长特征进行了研究，结果一定程度上支持氮磷比规则在超富营养化水平下不适用的结论%$&’并认为在氮磷营养水平较低时氮磷比在$()!(之间增长率最大；在氮和磷都很丰富的情况下，磷的初始浓度一旦确定下来最大比增长率!*就很难受到+,-)供应的影响’藻细胞在氮为(’!*.时与磷配比，最大比增长率!*出现在/为0(!.的时候，这与营养增长潜力实验的结果一致’在营养元素稳定的状态下，12334%$#&方程可以改写为!5!*67%!&89:%!&’营养物的浓度%;&、细胞磷份额#和比增长率!之间的关系是双曲线型的’本文使用比增长率为测定半饱和常数的指标同时也用藻对磷的摄取为指标测定计算了半饱和常数，以满足不同模型在描述藻类生长复杂过程应用时的需要’通过比较不同藻的!*67和9可以推测磷营养限制条件下藻类竞争的结果’如果!*67$5!*67!，9$<9!那么两种藻在春季复苏磷营养较丰富的时候，可以共同生长，互不占优，但是在营养短缺时，藻$可以迅速占优’如果!*67$=!*67!，9$$9!，那么在营养丰富的时候藻$占优势，而营养短缺时藻!将占据优势’这就是确定微囊藻的最大比增长率和磷半饱和常数的实际意义，对于探寻微囊藻成为太湖水华优势种的机理有重要价值’进一步的实验需要比较微囊藻及其他藻类共同存时各自对磷摄取的动力学特点’#(8#*67的比值为过度储磷系数，是藻类资源竞争能力的参考值’在外界磷营养浓度减小的环境中，如果藻细胞的磷营养份额只能保持不变，那么它的生长就会相应的降低’如果藻细胞能够减低对磷营养的需要，那么它就能弥补在外界磷营养浓度减小时的损失，从而将营养浓度下降对生长的影响降到最小’而微囊藻过度储磷系数#(8#*67为(’$0，表明藻细胞内磷份额可变幅度很大，有较好的磷营养