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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）

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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。

微藻名称 Microalgae species	参数 Parameter	N、P浓度 Nitrogen and phosphorus concentration (μmol·L^-1)
微藻名称 Microalgae species	参数 Parameter	N: 32, P: 32	N: 128, P: 32	N: 512, P: 32	N: 512, P: 8	N: 512, P: 2
中肋骨条藻 Skeletonema costatum	K (×10⁴ cells·mL^-1)	5.3	5.9	8.5	5.0	3.9
	a	3.79	2.33	3.26	2.30	1.86
	r (d^-1)	1.280	0.514	0.786	0.654	0.510
	R²	0.923	0.898	0.958	0.890	1.000
	t_p(d)	2.4	3.2	3.3	2.5	2.3
锥状斯氏藻 Scrippsiella trochoidea	K (×10⁴ cells·mL^-1)	2.7	3.2	4.3	3.5	2.3
	a	1.49	1.76	2.08	2.06	1.39
	r (d^-1)	0.566	0.475	0.430	0.864	0.851
	R²	0.949	0.925	0.959	0.925	0.915
	t_p (d)	1.4	2.2	3.2	1.6	0.8

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表2 不同N、P浓度下两种微藻混养的Logistic模型拟合参数

正文中引用本图/表的段落

与N相似, 当P浓度不同时, 同样表现为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。随着P浓度的降低, 中肋骨条藻为优势种的时间也有所缩短, 当P浓度为2、8 μmol·L-1时, 中肋骨条藻分别在第4、6天达到最大密度, 随后密度开始降低, 在第12天死亡; 锥状斯氏藻培养初期密度低于中肋骨条藻, 但一直处于上升趋势, 并分别于第8天和第10天成为优势种。

对混养条件下的生长曲线采用Logistic模型进行拟合, 结果见表2。由表2可知, 不同N、P条件下, 两种微藻的抑制起始点t_p略有不同。两种微藻均是在N、P浓度最高时(N: 512 μmol·L-1, P: 32 μmol·L-1), t_p最高; 随着N、P浓度的降低, t_p下降, 当N为512 μmol·L-1、P为2 μmol·L-1时, 两种微藻的t_p均最低。

将单养过程拟合得到的K、r值(表1)和混养中t_p、两种藻的密度(表2)带入公式(1)、(2), 获得竞争抑制参数α和β, 结果见表3。由表3可知, 在所有营养条件下, 锥状斯氏藻对中肋骨条藻的竞争抑制参数β明显高于中肋骨条藻对锥状斯氏藻的竞争抑制参数α。当N浓度为32、128 μmol·L-1时, α和β变化较小; 当N浓度上升到512 μmol·L-1时, β略有降低, α和β分别为1.96和9.43。当P浓度为8 μmol·L-1时, α和β均最高; 当P浓度最低为2 μmol·L-1时, α和β均最小, 分别为0.16和6.13。

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