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

表3 不同N、P浓度下中肋骨条藻和锥状斯氏藻的竞争抑制参数和竞争结果

正文中引用本图/表的段落

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。

根据Lotka-Volterra竞争模型, 将K_sc与K_st/α、K_st与K_sc/β比较, 可得种间竞争结果, 见表3。在5种营养条件下, 当N为512 μmol·L-1、P为2 μmol·L-1的条件下, 表现为K_sc < K_st/α、K_st > K_sc/β, 竞争结果是锥状斯氏藻获胜; 其余条件下, 均是K_sc > K_st/α、K_st > K_sc/β, 表现为两者不稳定共存的竞争结果。

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)。

冀晓青等(2011)利用Lotka-Volterra模型对两种微藻的种间竞争进行研究后发现, 强壮前沟藻(Amphidinium carterae)的种间竞争能力大于中肋骨条藻。本研究也发现, 所有N、P条件下锥状斯氏藻的竞争能力均强于中肋骨条藻, 当P充足时, 锥状斯氏藻对中肋骨条藻的竞争抑制参数β可以达到中肋骨条藻对锥状斯氏藻的竞争抑制参数α的4.81-7.21倍; 而在P浓度为2 μmol·L-1时, 两者竞争抑制系数的差异最大, β约为α的38倍(表3), 因此, 与强壮前沟藻相似, 同是甲藻的锥状斯氏藻的竞争能力也大于中肋骨条藻。研究发现, 强壮前沟藻能释放化感物质影响中肋骨条藻的生长, 而锥状斯氏藻目前没有研究证实其可以释放化感物质, 但是有研究表明, 锥状斯氏藻在N、P浓度较低时可通过形成孢囊而度过不良环境(张玉娟等, 2006)。研究发现, 在P限制条件下, 锥状斯氏藻孢囊的形成率超过20%, 且孢囊的萌发率可达90%以上, 而N限制不能诱导锥状斯氏藻形成孢囊, 但N限制加上低温培养条件则可诱导孢囊的形成(陈杏, 2006), 这有可能是锥状斯氏藻在培养后期N、P相对匮乏时竞争能力强于中肋骨条藻的原因之一。许多研究结果表明, 甲藻的竞争能力要强于硅藻(康燕玉等, 2006; 王朝晖等, 2010b), 这与本研究的结果相似, 这可能是造成硅藻赤潮后常常演替为甲藻赤潮的原因之一。

本文的其它图/表

• 图1 不同N、P浓度(单位: μmol·L^-1)下中肋骨条藻(A)和锥状斯氏藻(B)单养时的生长曲线(平均值±标准偏差)。
  
• 表1 不同N、P浓度下中肋骨条藻和锥状斯氏藻单养的Logistic模型拟合参数
  
• 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)
  
• 图3 不同N、P浓度下单养和混养时中肋骨条藻和锥状斯氏藻微藻的最大密度(平均值±标准偏差) (N、P浓度单位为μmol·L^-1)。SC, 中肋骨条藻; ST, 锥状斯氏藻。
  
• 表2 不同N、P浓度下两种微藻混养的Logistic模型拟合参数