论文部分内容阅读
藻华的爆发给人类的生产生活以及生态系统都带来了巨大的灾难。藻华问题是我国乃至全球正在面临的生态难题。因此了解环境中藻华物种与其它藻类的竞争特点对揭示藻华爆发的机制及治理藻华具有重要意义。本文以营养竞争为例,以常见蓝藻藻华物种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和蛋白含量丰富的鱼类饵料藻小球藻(Chlorella vulgaris)为受试对象,通过测定细胞密度、胞内C、N、P、S四种主要元素含量以及培养基中总氮(TN)、总磷(TP)的消耗,研究不同营养等级(超富营养、富营养、中营养、贫营养)以及单独N、P限制下铜绿微囊藻和小球藻在单独培养和共生培养条件下的生长特征和竞争行为,并用竞争模型对不同条件下的竞争进行预测。研究结果表明:(1)在超富营养、富营养、中营养、贫营养四个营养条件下,单独培养的两种藻生物量与营养丰富程度呈正相关(4个浓度下,铜绿微囊藻最大生物量分别为2.56×107cells/mL、3.41×106 cells/mL、1.37×106 cells/mL、0.7×106 cells/mL;小球藻最大生物量为1.23×107 cells/mL、3.47×106 cells/mL、4.01×106 cells/mL、1.77×106 cells/mL)。(2)共培养条件下,营养依然是决定两种藻生物量的重要原因。同时我们发现在高营养水平时铜绿微囊藻在竞争中占优势;低营养水平时小球藻具有竞争优势。通过竞争抑制参数测定发现,共培养下铜绿微囊藻对小球藻具有抑制作用,而小球藻对铜绿微囊藻在超富营养和贫营养下具有抑制作用,而在富营养和中营养中表现为促进。(3)胞内C、N、P、S测定发现,随着营养水平下降,两种藻胞内N、P百分含量逐渐下降,而C、S并未呈现显著变化。说明营养浓度降低时,限制铜绿微囊藻和小球藻生长的主要原因是缺乏N和P,而不是C和S。(4)氮、磷消耗情况表明,两种藻随着营养浓度下降,单位藻细胞消耗氮、磷的量逐渐减少,并且在任何浓度下对N的消耗铜绿微囊藻>小球藻,对P的消耗小球藻>铜绿微囊藻。说明对于同一种营养,两种藻的需求不同:对N的需求铜绿微囊藻>小球藻,对P的需求小球藻>铜绿微囊藻。动力学参数测定结果为:氮(N)限制时,半饱和参数Ks及最大比增长率μmax铜绿微囊藻>小球藻;磷(P)限制条件下Ks:铜绿微囊藻<小球藻,最大比增长率μmax铜绿微囊藻>小球藻。基于动力学参数对竞争结果的预测提示我们高N低P时,铜绿微囊藻具有优势;低N高P时小球藻具有优势;氮磷绝对浓度以及氮磷比对两者之间的竞争结果均有影响。