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大型海藻孔石莼抑制浮游微藻生长的原因初探_种群密度及磷浓度的作用

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大型海藻孔石莼抑制浮游微藻生长的原因初探

——种群密度及磷浓度的作用X

南春容1,2,董双林1

(1.中国海洋大学教育部海水养殖重点实验室,山东青岛266003;2.汕头大学海洋生物研究所,广东汕头515063)

摘　要:　本文以磷浓度和种群密度为变量,以亚心形扁藻为浮游微藻代表,采用实验生态学手段

研究了大型海藻孔石莼与浮游微藻(亚心形扁藻)间的竞争。结果显示,不论营养盐浓度如何,高密

度的孔石莼皆能显著抑制浮游微藻的生长。分析显示,高密度的孔石莼压制浮游微藻生长的原因,

不是由于对氮、磷等营养盐的竞争所致,而可能是其他原因所致。

关键词:　孔石莼;浮游微藻(亚心形扁藻);磷;种群密度

中图法分类号:　Q178.53 文献标识码:　A 文章编号:　1672-1574(2004)01-048-07

由于陆源污染物对海洋的污染日趋加重,藻类水华已成为世界各地海岸普遍存在的现象,

对人类生活直接造成危害的是一些有毒浮游微藻的水华(即有害赤潮HAB)。但近年来,在海

洋沿岸带如河口、海湾等水体较浅的透光层内,以石莼(Ulvasp.)等绿藻为主要代表的大型海

藻亦开始泛滥,形成大型海藻的水华[1]。已有报道大型海藻的水华通常与浮游微藻的水华呈负

相关[2-3],但对于2者之间负相关的生态作用机制却研究甚少。一般认为,在浮游微藻水华期

间,其对大藻的遮光作用是压制大型海藻生物量的主要原因[4]。对在大型海藻水华期间,浮游

微藻的生物量极低这一现象,前人的解释多集中在氮竞争假说上[2,5]。文献[5]认为藻类对氮吸

收的半饱和常数和最大吸收速率的差异决定其在竞争中的优劣。但根据文献[6]的计算结果以

及文献[4]的实验结果,微藻对氮吸收的最大吸收速率和最大生长速率都显著高于大型海藻。

根据这些参数预测,在高无机氮浓度下,应是微藻占优势,大型海藻在竞争中应处于劣势。但在

自然水域中和在营养盐浓度下,浮游微藻的生物量却经常被大型海藻所抑制[2-3]。

磷是影响藻类生长的另一重要因子。在淡水生态系统中,磷经常处于低水平状态,限制着

初级生产力的增长。磷对淡水藻类群落演替的影响已有较多的报道[7]。在海洋生态系中,在特

定的季节和海区,磷也可能限制着初级生产力的消长。赤潮的频频发生也可能与磷的循环变化

之间有着某种联系[8]。海洋生态系中磷的循环变化可能影响着藻类群落的组成。关于磷对海洋

藻类群落演替的影响少有报道。

除了对于营养盐等资源的竞争外,种群密度也是影响种群间竞争结果的重要因素。本文以

磷浓度和种群密度为变化因子,采用2种海洋绿藻——大型海藻孔石莼和浮游微藻亚心形扁

藻,来探讨大型海藻孔石莼与浮游微藻间的竞争机制。第34卷　第1期　2004年1月 中国海洋大学学报

JOURNALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINA 34(1):048～054Jan.,2004　

X基金项目:国家重点基础研究发展规划项目计划(G1999012011)资助收稿日期:2003-04-03;修订日期:2003-07-02作者简介:南春容(1966-),女,博士。E-mail:nanchunrong@eyou.com1　材料与方法

1.1　藻种及预培养 孔石莼(Ulvapertusa)由日本长崎大学提供,为无性繁殖系。亚心形扁

藻(Platymonassubcordiformis(Wille)Hazen)由中国海洋大学藻种室提供。2种藻类皆单种

培养于f/2(不加硅)介质中,且无原生动物及霉菌污染。实验开始前1周将2种实验藻类分别

置于不加硅和磷的f/2介质中,以降低藻体内磷贮存对实验结果的影响。藻类预培养时的条件

与后述实验条件相同。于实验前48h将孔石莼切至实验所需大小。

1.2　实验设计 本实验中亚心形扁藻的初始密度设4个梯度,分别为50,500,5000,

10000cells/mL(代号1,2,3,4);在每1细胞密度下设2个不同孔石莼密度梯度,分别为0.25

和10g/L(代号A,B);磷浓度设3个梯度,分别为0.16,0.8,4.0Lmol/L・d(代号L,M,

H)。整个实验设计共包含24个不同的处理组,编号如表1所示。每个处理组的重复数n=4,

共96实验单元。

将经过预处理的实验藻类接种于含有200mL培养液的500mL三角瓶内,每日加入1mL

营养盐浓缩液,其中氮、微量元素及维生素按f/20(保证实验过程中不受这些营养盐的限制),

磷按本实验设计加入。实验在光照培养箱内进行,培养条件为20℃,140LEm-2S-1,L∶D=

14h∶10h。每日定时摇动培养瓶2次。实验所用海水的盐度为30,pH为8.3。实验进行15d,

在接种后的第5,10及15天,进行亚心形扁藻计数、孔石莼称重及磷的测定工作。对于亚心形

扁藻,每次取2mL混匀的培养液,鲁格式液固定,采用血球计数板于显微镜下计数;对于孔石

莼,小心取出藻体,用纱布吸去多余水分,于电子天秤上称重后放回培养瓶内。

表1　实验设计及编号

Table1　Experimentaldesignandthetreatmentcode

亚心形扁藻初始密度/cells/mL

Theinitialcelldensityof

Platymonassubcordiformis孔石莼初始生物量/gwwt

Theinitialalgaldensity

ofUlvapertusa磷浓度/Lmol/L・d

Phosphorusconcentration

　0.16(L)　0.8(M)　4.0(H)

501 0.05

2.0A

B1AL

1BL1AM

1BM1AH

1BH

50020.05

2.0A

B2AL

2BL2AM

2BM2AH

2BH

500030.05

2.0A

B3AL

3BL3AM

3BM3AH

3BH

1000040.05

2.0A

B4AL

4BL4AM

4BM4AH4BH491期南春容,等:大型海藻孔石莼抑制浮游微藻生长的原因初探——种群密度及磷浓度的作用2　结果

2.1孔石莼生物量的变化

2.1.1A系列孔石莼生物量 表2所示为实验A系列各处理组孔石莼生物量随时间变化情

况。该表显示:1.在实验进行至第5天时,实验A系列各处理组之间孔石莼的生物量无明显差

异;在实验进行至第10天以后,在相同的初始细胞密度处理下,随着磷初始浓度的升高,孔石

莼的生物量开始呈下降趋势(3AL→3AH;4AL→4AH);在实验的终了,该趋势已非常明显

(1AL→1AH;2AL→2AH;3AL→3AH;4AL→4AH)。2.随着亚心形扁藻初始细胞密度的增

加(处理1→4),实验A系列的孔石莼所达到的最终生物量呈下降趋势(1,2,3,4各组的平均

值分别为0.50,0.46,0.42,0.36g)。

表2　实验A系列各处理组孔石莼生物量(克鲜重)随时间变化情况

Table2　Biomass(gwwt)ofUlvapertusainseriesA

编号

Co

de时间　Time/d

051015

1AL0.050.12(±0.008)0.32(±0.029)0.55(±0.023)

1AM0.050.12(±0.022)0.32(±0.016)0.50(±0.041)

1AH0.050.13(±0.002)0.34(±0.015)0.46(±0.022)

2AL0.050.12(±0.001)0.31(±0.022)0.57(±0.067)

2AM0.050.14(±0.001)0.35(±0.023)0.53(±0.056)

2AH0.050.12(±0.014)0.24(±0.014)0.27(±0.059)

3AL0.050.13(±0.008)0.35(±0.010)0.62(±0.035)

3AM0.050.11(±0.016)0.21(±0.039)0.35(±0.046)

3AH0.050.13(±0.001)0.20(±0.014)0.28(±0.018)

4AL0.050.13(±0.007)0.32(±0.022)0.48(±0.011)

4AM0.050.12(±0.001)0.25(±0.021)0.40(±0.002)

4AH0.050.11(±0.006)0.16(±0.014)0.20(±0.027)

2.1.2B系列孔石莼生物量 表3所示为实验B系列各处理组孔石莼生物量随时间变化情

况。该表显示:在整个实验进行期间内,实验B系列各处理组的孔石莼生物量增长缓慢,而且

各磷浓度处理组及细胞密度处理组之间差异皆不显著。

2.2亚心形扁藻的密度变化 图1a～d所示为本实验各不同处理下亚心形扁藻的密度增长

曲线。各图显示:1.在相同的初始细胞密度及磷浓度但不同的孔石莼生物量处理下(系列A与

系列B比较),实验A系列的细胞密度显著高于实验B系列(t-test,p<0.001)。实验B系列

的各处理组中,亚心形扁藻的生长受到明显抑制。2.在相同初始细胞密度处理下的A系列实

验中,随着磷浓度的升高,亚心形扁藻的增值速度及其达到的终密度随之增高。3.在相同初始

细胞密度处理下的B系列实验中,亚心形扁藻的增殖速率及其达到的终密度受磷浓度的影响

不明显。4.在相同磷浓度及孔石莼初始密度下,随着亚心形扁藻初始密度的升高,其所达到的终密度随之增高。50中　国　海　洋　大　学　学　报2004年表3　实验B系列各处理组孔石莼生物量随时间变化情况

Table3　Biomass/gwwtofUlvapertusainseriesB

编号

Co

de时间　Time/d

051015

1BL2.02.18(±0.11)2.35(±0.08)2.54(±0.11)

1BM2.02.33(±0.22)2.38(±0.15)2.58(±0.12)

1BH2.02.33(±0.09)2.37(±0.13)2.66(±0.14)

2BL2.02.39(±0.06)2.42(±0.09)2.65(±0.16)

2BM2.02.41(±0.06)2.49(±0.09)2.71(±0.04)

2BH2.02.38(±0.10)2.51(±0.02)2.71(±0.12)

3BL2.02.24(±0.07)2.30(±0.04)2.46(±0.09)

3BM2.02.39(±0.17)2.40(±0.12)2.51(±0.07)

3BH2.02.40(±0.12)2.45(±0.09)2.64(±0.13)

4BL2.02.37(±0.07)2.43(±0.04)2.72(±0.11)

4BM2.02.44(±0.16)2.53(±0.21)2.74(±0.19)

4BH2.02.47(±0.05)2.52(±0.10)2.64(±0.16)

图1　实验各处理组中亚心形扁藻细胞密度变化情况

▲AL;◆AM;●AH;△BL;◇BM;○BH

Fig.1　CelldensitiesofP.subcordiformisundervarioustreatments511期南春容,等:大型海藻孔石莼抑制浮游微藻生长的原因初探——种群密度及磷浓度的作用

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5种微藻及其密度对铜绿微囊藻生长的影响

5种微藻及其密度对铜绿微囊藻生长的影响

１６６广东农业科学２０１２年第１０期

５种微藻及其密度对铜绿微囊藻生长的影响

张坤．戴习林

（上海海洋大学水产与生命学院，上海２０１３０６）

摘要：以同周期单独培养的微藻生长密度为对照．采用等蘑复两因素完全随机试验设计开展淡水养殖池塘中５种常见微藻

即淡水小球藻（Ｃｖｕ／ｇａｒ／ｓ）、四尾栅藻一ＦＡＣＨＢ一１２９７（Ｓ．ｑｕａｄｒｉｃｄＡａ）、蹄形藻（尼ｌｕｎ，Ｆｉｓ）、鱼腥藻一ＦＡＣＨＢ一１２９９（ＡｎａｂａｅｎａＢｒｏｙｓｐ．）、

颤藻一ＦＡＣＨＢ—１１２０（Ｏｓｃ／／／ａＷｒ／ａ

ｓｐ，）及其密度对铜绿微囊藻（Ｍ∞ｍ甭，Ⅻｏ）生长影响的研究。结果表明：５种微藻的初始密度对铜绿

微囊藻的生长有显著影响．当铜绿微囊藻初始密度最小为４．５ｘｌ０５个／ｍＬ时，呈现５种微藻密度增加时铜绿微囊藻生长抑制效果

越明显的规律．而当铜绿微囊凄的初始密度较高时．则５种微藻密度的增加对铜绿微囊藻乍长抑制效果小明显．同时铜绿微囊藻

的初始密度不同也显著影响微囊藻的生长。ｔ检验结果也表明：铜绿微囊藻在分别与淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻混合培养时．生长速

度均显著受到抑制．而与四尾栅藻混合培养时．生长速度受到抑制不显著。因此试验用５种微藻中．淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻均对

铜绿微囊凛乍长有抑制作用．且淡水小球藻对微囊藻牛长抑制效果最明冠．蹄形藻对微囊凛的乍长促进作用明显。通过竞争参数

计算几种微藻对铜绿微囊藻的竞争抑制强度从大到小依次为淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻、【！Ｉｊ尾栅藻、蹄彤藻。

关键词：微１蘼；起始密度：铜绿微囊藻：竞争抑制参数；最大生物量

中图分类号：￥９６８．４文献标识码：Ａ文章编号：１００４—８７４Ｘ（２０１２）１０一仇６６—０４

Ｅｆｆｅｃｔｓ

ｏｆ

ｍｉｃｒｏａｌｇａｅａｎｄｉｔｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ

ｏｎｔｈｅ

ｇｒｏｗｔｈｏｆ

Ｍ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ

ＺＨＡＮＧ

Ｋｕｎ，ＤＡＩＸｉ－ｌｉｎ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ矿ＦｉｓｈｅｒｉｅｓａｎｄＬｉｆｅ

浮游藻类半饱和常数

浮游藻类半饱和常数

浮游藻类的半饱和常数是指当营养物质浓度达到某一特定值时，浮游藻类生物量开始增加，并且在该浓度以上以指数方式快速增长的点。这个特定的浓度值就是半饱和常数。

对于浮游藻类而言，其半饱和常数受到多种因素的影响，包括营养物质类型、环境温度、光照强度、pH值、盐度等。这些因素会影响浮游藻类的吸收、代谢和生长速率。

具体来说，营养物质类型对半饱和常数的影响最大。不同的营养物质对浮游藻类的有效性不同，它们在藻类体内的吸收和利用也各不相同。例如，对于一些以氮为重要营养物质的浮游藻类，当营养盐中氮浓度达到一定值时，藻类生物量开始增加，这个值就是氮的半饱和常数。而对于另一些以磷为重要营养物质的浮游藻类，磷的半饱和常数就更为关键。

环境条件也对半饱和常数产生影响。例如，光照强度会影响藻类的光合作用效率，从而影响其生长和繁殖。在光照充足的情况下，藻类的半饱和常数可能会更高。此外，温度和pH值等环境因素也会影响浮游藻类的生理活动，从而影响其半饱和常数。

总的来说，浮游藻类的半饱和常数是一个动态变化的数值，受到多种因素的影响。为了准确计算半饱和常数，需要结合具体的环境条件和浮游藻类的种类进行实验测定。这对于了解浮游藻类的生长和种群动态，以及制定合理的环境管理措施具有重要的意义。

磷浓度对海洋小球藻叶绿素荧光及生长的影响

磷浓度对海洋小球藻叶绿素荧光及生长的影响

磷浓度对海洋小球藻叶绿素荧光及生长的影响

宋丽娜;郑晓宇;顾詠洁;李伶

【期刊名称】《环境污染与防治》

【年(卷),期】2010(032)008

【摘 要】海水富营养化影响微藻生长,引起海洋初级生产力变化.以海洋小球藻(Chlorella sp.)为研究对象,研究不同磷浓度对其叶绿素荧光、细胞密度和色素含量变化的影响,以期找到海洋小球藻最适生长的磷浓度,为富营养条件下微藻生长的研究提供基础资料.结果表明,在培养温度为(22±1) ℃、光照强度为4 000 lx、光暗比为12 h:12 h条件下,不同磷浓度对海洋小球藻叶绿素荧光、细胞密度及色素含量影响显著,最大光能转化效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/Fo)、实际光能转化效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)均呈先升后降的趋势,3.62 μmol/L处理组显著低于其他各组,434.52 μmol/L处理组一直处在较高水平.说明海洋小球藻的光合作用对高磷的适应范围较广,但对低磷浓度培养反应敏感.非光化学淬灭(qN)的值,3.62

μmol/L处理组高于其他各组.从细胞密度和色素含量的变化可以看出,36.21

μmol/L处理组最高,434.52、3.62 μmol/L处理组均低于36.21 μmol/L处理组.海洋小球藻生长的最适磷摩尔浓度为36.21 μmol/L.

【总页数】6页(P20-24,50)

【作 者】宋丽娜;郑晓宇;顾詠洁;李伶

【作者单位】华东师范大学环境科学系,城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200062;华东师范大学环境科学系,城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200062;华东师范大学环境科学系,城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200062;华东师范大学环境科学系,城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200062

【正文语种】中 文

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1.不同氮磷浓度对小球藻生长性能的影响 [J], 马彩虹;麻晓霞;马玉龙;任佳;马丽萍

盐浓度对海藻N、P吸收的影响

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近年来,中国近海水域富营养化日趋严重,已对近海环境造成极大破坏。究其来源,一方面由于城市及工业用水排放的逐年增多,另一方面来自于高速开展的近海养殖业产生的污染。防治水体富营养化的根本措施在于控制和减少海水中氮(N)、磷(P)等营养物质的负荷【1】。而国内外众多研究普遍说明,在大局部海区藻类生长以硝酸盐作为主要N源【2】,磷酸盐作为主要P源,因此大型海藻能够快速吸收环境中的营养盐,在满足自身生长需要的同时,也可以起到去除水体中过剩营养盐、减少水体污染的作用,此外还能实现养殖污染物的资源化利用。Kraemer等【3】研究发现,紫菜(Porphyraamplissima)在体内N、P含量很高的情况下也能保持较高的N、P吸收速率,并快速生长,大大提高其去污能力;刘静雯等【4】利用多瓶法和干扰法相结合的技术研究了细基江蓠(Gracilariatenuistipitata)和孔石莼(UlvapertusaKjellman)对氨氮的吸收;徐姗楠等【5】利用网箱内栽培江蓠的混合生态养殖模式,对养殖区的富营养化海水进行修复,取得较好的效果。目前有关大型海藻与海洋环境的相互关系研究,已引起国内外学者的广泛关注,对大型海藻的研究和开发利用,已经在国际上蓬勃开展起来。

真江蓠(Gracilariaasiatica)、脆江蓠(Gracilariachouae)和蜈蚣藻(Grateloupiafilicina)都属于红藻中具有较高经济价值的种类,具有生长快、分布广的特点,可以食用、药用,同时也是制造琼胶的重要原料。本研究比较了在不同营养盐浓度下这3种海藻对N、P的吸收特点以及不同营养盐浓度对其生长的影响,以期为其作为生物修复种群的实际应用以及进一步的人工养殖提供理论依据。

1材料与方法

1.1实验材料与预培养

真江蓠和蜈蚣藻取自山东青岛小麦岛海域,脆江蓠取自福建宁德罗源湾海域人工栽培区。选择健康藻体,用过滤海水清洗并仔细去除外表附着物,转入光照培养箱内进行预培养。培养液使用过滤灭菌海水(取自山东青岛小麦岛海域),培养温度为20℃,光照强度70μmol/(m2?s),光照周期为12L:12D。每2天更换1次培养液。