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氮和磷浓度对中肋骨条藻和锥状斯氏藻种间竞争的影响
葛蔚, 汪芳, 柴超
植物生态学报    2012, 36 (7): 697-704.   DOI: 10.3724/SP.J.1258.2012.00697
摘要   (2067 HTML5 PDF(pc) (454KB)(3397)  

采用室内单养和混养方法, 设置不同的氮、磷营养条件, 研究了氮、磷对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)种间竞争的影响。结果表明: 混养时各氮和磷浓度下均呈现培养初期中肋骨条藻为优势种、培养后期锥状斯氏藻为优势种的变化趋势, 但随着氮、磷浓度的升高, 中肋骨条藻作为优势种的时间延长; 与单养时相比, 混养中两种微藻的最大密度受到不同程度的抑制, 表现出氮、磷浓度越高, 受抑制的程度越大的特征, 且与锥状斯氏藻相比, 中肋骨条藻的最大密度受到抑制的程度更大。混养时两种微藻均是在氮、磷浓度最高时, 抑制起始点出现时间最长, 随着氮、磷浓度的降低, 抑制起始点出现时间缩短; 各氮、磷浓度条件下, 锥状斯氏藻对中肋骨条藻的竞争抑制参数明显高于中肋骨条藻对锥状斯氏藻的竞争抑制参数, 当氮浓度为512 μmol·L-1、磷浓度为2 μmol·L -1时, 竞争结果是锥状斯氏藻获胜; 其余氮、磷浓度条件下为两种微藻不稳定共存。



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图2 不同N、P浓度下中肋骨条藻和锥状斯氏藻混养时的生长曲线(平均值±标准偏差) (N、P浓度单位为μmol·L-1)
正文中引用本图/表的段落
混养条件下中肋骨条藻和锥状斯氏藻的密度见图2。当P为32 μmol·L-1时, 培养初期中肋骨条藻处于优势种, 培养后期锥状斯氏藻为优势种, 但随着N浓度的增加, 中肋骨条藻作为优势种的时间延长。当N浓度为32、128和512 μmol·L-1时, 中肋骨条藻作为优势种的时间分别为第10、12和14天, 随后锥状斯氏藻密度超过中肋骨条藻, 成为优势种。
王朝晖等(2010a)研究发现, 在单养时, 中肋骨条藻比锥状斯氏藻对N限制敏感, 随着N限制的增强, 中肋骨条藻最大密度降低得更多。本研究未发现这一规律, 这可能是由于, 本研究初始N浓度的设置明显高于该文献报道的N浓度。本研究发现, 在混养体系中N相对匮乏时, 中肋骨条藻的生长更受抑制, 最大密度比锥状斯氏藻降低的程度大(图3); 与N相似, 在P匮乏时两种微藻的最大密度均有降低, 但中肋骨条藻密度比锥状斯氏藻降低得更明显。在混养中, 中肋骨条藻在达到最大密度后生长曲线迅速下降, 在培养到第12天时降低为0, 生长周期略有缩短(图2); 而锥状斯氏藻的生长周期基本不变。与消亡时间相比, 混养对两种微藻最大密度的影响较大, 混养时中肋骨条藻比锥状斯氏藻更容易受到N、P浓度降低的影响。
研究发现, 营养竞争、混合营养和化感作用在微藻间的竞争中发挥着重要作用(Burkholder et al., 2008; Li et al., 2012)。在营养竞争方面, 王宗灵等(2006)发现, 中肋骨条藻在营养盐丰富的环境里是竞争优胜者, 而东海原甲藻在营养盐匮乏的环境中具有更强的竞争优势, 与本研究的结果相近。本研究中, 在实验开始的最初阶段, N、P相对丰富时, 中肋骨条藻均是优势种, 随着培养时间的延长和营养盐的消耗, 锥状斯氏藻成为优势种(图2); 特别是当初始P浓度降低到2 μmol·L-1时, 锥状斯氏藻在竞争中获胜(表3), 这与大多数研究结果或报道(吴玉霖等, 2004; 李艳等, 2005; 王雨等, 2009)结果接近, 甲藻在营养盐浓度较低时具有成为群落中优势种的潜在优势。现场调查发现, 硅藻通常在赤潮发生初期占优势, 但是随着硅藻的大规模爆发, 营养盐快速减少, 此时甲藻等由于对较低的营养盐具有较高的忍耐能力, 转而成为优势藻种, 导致硅藻赤潮爆发后通常形成甲藻赤潮(王雨等, 2009)。
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