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微囊藻是一类全球性分布的蓝藻,在我国大部分富营养化水体中,铜绿微囊藻在数量和发生频率上均占据优势,且多见于春夏季。四尾栅藻是春季和冬季在水体中常见的一种绿藻门藻类,但几乎不会形成水华。光是影响藻类生长和繁殖的最重要的生态因子之一,也是其生长的主要能量来源。光照的时间和强度都影响着细胞的代谢率,从而影响其生长率和增值率。
本文利用典型水华蓝藻—铜绿微囊藻和常见绿藻—四尾栅藻进行了室内培养,探讨光照(光照强度和光照周期)对2种常见藻类生长特征及竞争优势的影响,旨在从蓝藻形成优势的角度揭示湖泊中蓝藻暴发水华的机理,为防治蓝藻水华提供一定的理论指导。
研究结果表明:
(1)单种培养的铜绿微囊藻,随着光强从90μE·m-2·s-1增大到1400μE·m-2·s-1,光照水平的提高能够提高铜绿微囊藻细胞增长率,延长对数生长期。光照周期12h:12h和9h:15h细胞增长率差距不明显,光照时间9h稍大于12h,光照时间延长至15h以后,其增长率得到显著提高。且光照时间较短(9h)时单位细胞叶绿素含量有随着培养天数的增加逐渐增加的趋势。
(2)单种培养的四尾栅藻,光强增大可适当提高栅藻细胞增长率,但光强超过750μE·m-2·s-1以后,细胞增长率趋于稳定,光强的增大对细胞增长率的影响不再显著。光照时间从9h延长到12h,四尾栅藻细胞增长率得到显著提高,但光照时间继续延长到15h以后,细胞增长率开始下降。
(3)混合培养体系中的铜绿微囊藻,适当增大光强有利于提高其细胞增长率,但光强超过750μE·m-2·s-1以后,光强的增大对细胞生长产生了抑制作用,细胞增长率反而减小。混合培养的铜绿微囊藻与单种培养对光照时间的反应相似。延长光照时间比增大光强更有利于提高其在竞争体系中的细胞增长率,并且混合培养的铜绿微囊藻的细胞增长率明显比单种培养时低,表明栅藻对微囊藻生长的影响。
(4)混合培养体系的四尾栅藻与同体系中的铜绿微囊藻对光强反应相似,即适当增大光强有利于提高其细胞增长率,但光强超过750μE·m-2·s-1以后,光强的增大对细胞生长产生了抑制作用,细胞增长率反而减小。总体来说,混合培养条件下,栅藻的增长率明显低于微囊藻,表明微囊藻在竞争中的优势。
(5)混合培养的四尾栅藻在强光和光照周期15h:9h时其增长率均是最小的,推测在竞争体系中,延长光照时间和增大光强均不利于四尾栅藻的竞争。
(6)藻类单位细胞叶绿素含量有随着光强的增大而减小的趋势。在同一处理组,其含量随着培养天数的增加而减小,一周后趋于稳定,但光照周期仅9h:15h且光照强度不足时随着培养天数的增加,此数值是不断增大的。