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水生生态学家已经从长期的研究中认识到竞争和水体中的离子浓度是影响藻类生长的重要生物和非生物因子,而且许多研究都聚焦于同类型不同种藻类之间的竞争沿营养离子浓度梯度的变化。然而,一个自然水生态系统中不同类型藻类相遇并竞争的现象是普遍存在的;另外,除了营养离子,水还溶解了大量其它离子。因此,同时研究同类型藻类之间、不同类型藻类之间沿营养离子和其它离子浓度梯度的竞争结果,是理解藻类表现、提高水生生态系统管理效率的关键。汉江安康段是南水北调的重要水源地,作为源头之一,其水体质量深刻影响着下游的生产、生活以及自然生态系统的健康。该流域优势蓝藻是皮状席藻和水华微囊藻,而优势绿藻是普通小球藻和四尾栅藻。由于流经山区,该河段溶解了大量的岩石成分,其中钙元素(Ca2+)的含量较高。本文将营养盐和钙离子结合起来,研究不同钙离子浓度(高钙、低钙)和不同营养级(贫营养、中营养、富营养)条件下两种绿藻、两种蓝藻以及蓝绿藻的生长和竞争结果,以及四种藻类的多物种群落结构的变化。在人工气候室内进行实验,并测定藻细胞密度、叶绿素a,计算比增长率、竞争和多样性等指标。结果发现:(1)在不同的钙离子浓度下,两种绿藻的藻细胞密度与营养水平呈正相关,且两藻在不同营养级下的平均比增长率均是μ低钙>μ高钙,说明低钙更有利于两种绿藻的生长。两种绿藻的相互作用是竞争关系,对Lotka-Volterra竞争模型结果进行分析,得出:低钙有利于四尾栅藻在各个营养条件下的竞争;高钙时,贫和富营养浓度下两藻可稳定共存,中营养浓度下两藻不稳定共存。(2)在低钙条件下,两种蓝藻的藻细胞密度与营养水平呈正相关;在高钙条件下,皮状席藻的藻细胞密度与营养水平呈正相关,而水华微囊藻的藻细胞密度沿营养浓度呈先上升后下降,说明相对于钙离子浓度,营养浓度对皮状席藻的生长影响更显著,而相对于营养浓度,钙离子浓度对水华微囊藻的生长影响更显著。两种蓝藻的相互作用是竞争关系,通过分析Lotka-Volterra竞争模型结果得出:高钙时,皮状席藻在各个营养浓度下均具有竞争优势;低钙时,在贫和富营养浓度下两藻可稳定共存,中营养下两藻不稳定共存。(3)蓝藻皮状席藻和绿藻四尾栅藻的种间相互作用是竞争。对Lotka-Volterra竞争模型结果进行分析,发现:低钙时,在各个营养状态下两藻可稳定共存;高钙时,在贫和中营养浓度下两藻可稳定共存,富营养时,皮状席藻竞争排除四尾栅藻。(4)在四种藻类混生的实验群落中:在不同钙离子浓度、不同营养浓度下,四尾栅藻的多度均最大,其次是皮状席藻,其它两藻的多度随时间的增加而降低。另外,在各个营养状态下,高钙时的Shannon和Evenness指数均略大于低钙时的指数,说明高钙有利于维持物种均匀度和多样性。这些结果说明,淡水中藻类的生长和竞争能力受到种类、钙离子和营养水平的显著限制。目前,由于大气沉降、高营养水的输入等,自然水体的富营养化成为一个重要的环境问题。因此,构建与实施水华预防措施时,水中钙离子是一个重要的依据。需要指出的是,本研究仅以钙离子代表研究了水体营养与其它离子在藻类表现中的交互效应。为了更全面地认识藻类生长动态进而不断提高水体管理的效率,其它离子,尤其是水体中浓度较高的离子和重金属离子的影响及其机理仍有待进一步研究。