Light‐dependence of photosynthesis and growth in cyanobacteria: Implications for their dominance in eutrophic lakes     

Max M. Tilzer 《新西兰海洋与淡水研究杂志》2013,47(3):401-412

In eutrophic lakes cyanobacteria are favoured relative to other phytoplankton, both under stratified and mixed conditions. During stratification, gas vacuole formation allows the accumulation of dense surface scums which attain the highest possible area‐specific photosynthetic rates in aquatic environments owing to high irradiances, near‐complete harvesting of impinging light, and minimal light inhibition and photo‐oxidation. During moderate mixing, high yields of biomass can be achieved by effective light harvesting for photosynthesis (aided by phycobilin pigments) and low maintenance energy requirements at low mean irradiances. Howevrr, nitrogen fixation competes for energy and reductant with photosynthesis, and leads to a decline of light‐saturated maximum growth rates. Wind‐driven vertical mixing and lateral advection are the main causes for the instability of cyanobacterial blooms in hyper‐eutrophic lake ecosystems.  相似文献   

Water quality in a polluted lowland stream with chronically depressed dissolved oxygen: Causes and effects     

Robert J. Wilcock  Graham B. McBride  John W. Nagels  Grant L. Northcott 《新西兰海洋与淡水研究杂志》2013,47(2):277-288

Abstract

The Whangamaire Stream (North Island, New Zealand) has high concentrations of nitrate nitrogen (NO^? ₃‐N), biochemical oxygen demand (BOD₅), and Kjeldahl nitrogen (TKN) as a result of catchment land use practices. The lower reaches of the stream drain intensively farmed land and have dissolved oxygen (DO) levels of 10–50% saturation. The dominant riparian vegetation, Apium nodiflorum, provides a large organic loading by intercepting nutrients in run‐off and then decaying in the stream channel. Water quality and reaeration aspects of the stream were studied in order to explain the observed low DO levels. Measurements of the reaeration coefficient at 20°C, K₂ ²⁰, using methyl chloride (CH₃Cl) as a gas tracer, yielded values of 1.1–3.0 d^?1 for the upper part of the study reach and 15.5–16.2 d^?1 for the lower reach (overall average 12.5 ± 2.5 d^?1). These were in agreement with values inferred from single‐station diurnal curve analysis, which also showed that respiration was dominant in the lower reach where photo‐synthetic activity was inhibited by shade. The relatively large reaeration coefficients ensure that parts of the stream do not become anoxic at night time. Better riparian management and reduced nutrient inputs are likely to improve stream water quality.  相似文献   

通过改变光热条件分析胡杨群落光合作用对土壤呼吸速率的影响   总被引：3，自引：1，他引：2  

黄湘  李卫红  马建新  陈亚鹏  朱成刚 《中国沙漠》2011,31(5):1167-1173

结合干旱环境下塔里木河下游地区胡杨群落长势、土壤呼吸、土壤水分、温度的实时监测资料,通过改变光热条件对胡杨群落进行人工遮阴控制,分析植物群落长势对土壤呼吸速率的影响,同时对不同光环境下胡杨群落土壤呼吸速率变化特征及其影响因素进行了探讨。结果表明,胡杨群落土壤呼吸速率日变化呈现多峰值曲线,但最大值集中出现在12:00—16:00之间,最低值出现在早上08:00和晚上20:00;植物群落长势很大程度上决定着土壤呼吸速率的大小;胡杨群落土壤呼吸的日变化与水热因子之间联系存在很大的不确定性,但在很大程度上受植物新近合成同化产物控制。  相似文献   

Verification of net primary production estimation method in the Mongolian Plateau using landsat ETM+data     

Xiong Yan  Kanako Muramatsu  Masahiro Hirata  Kazato Oishi  Ichirow Kaihotsu  Tamio Takamura 《地球空间信息科学学报》2013,16(2):117-122

We plan to estimate global net primary production (NPP) of vegetation using the Advanced Earth Observing Satellite-II (ADEOS-II) Global Imager (GLI) multi-spectral data. We derive an NPP estimation algorithm from ground measurement data on temperate plants in Japan. By the algorithm, we estimate NPP using a vegetation index based on pattern decomposition (VIPD) for the Mongolian Plateau. The VIPD is derived from Landsat ETM+multi-spectral data, and the resulting NPP estimation is compared with ground data measured in a semi-arid area of Mongolia. The NPP estimation derived from satellite remote sensing data agrees with the ground measurement data within the error range of 15% when all above-ground vegetation NPP is calculated for different vegetation classifications.  相似文献   

长江口及邻近海域表层水体溶解氧饱和度的季节变化和特征   总被引：3，自引：0，他引：3  

卢勇  李宏亮  陈建芳  金海燕  陈法锦  高生泉  王奎  王文亮  白有成 《海洋学研究》2011,(3):71-77

根据“908”ST04区块调查的夏、冬、春、秋季四个航次和“908”补充调查的8月航次资料对长江口及邻近海区表层水体溶解氧及其饱和度进行了探讨.研究表明东海北部表层水体在夏季和春季以浮游植物光合作用为主要控制过程,特别是7、8月份长江口外、杭州湾外及浙江近海存在大范围的强光合作用区;秋季以有机质氧化分解过程为主,表层溶...  相似文献   

荒漠绿洲过渡带柽柳和泡泡刺光合作用及水分代谢的生态适应性   总被引：14，自引：12，他引：2  

刘冰  赵文智 《中国沙漠》2009,29(1):101-107

对分布于荒漠绿洲过渡带的柽柳(Tamarix ramosissima)和泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)光合和水分代谢特性进行了比较研究。结果表明,柽柳和泡泡刺：①净光合速率与环境因子响应具“光合下调”现象,其曲线符合Gauss model。②净光合速率最大值分别为20.2 μmol CO2·m-2·s-1和23.8 μmol CO2·m-2·s-1;光补偿点和饱和点为244.62 μmol·m-2·s-1和1 180.31 μmol·m-2·s-1,73.67 μmol·m-2·s-1和1 467.85 μmol·m-2·s-1。③净光合速率近似双峰型抛物线;光能利用效率单峰曲线;柽柳蒸腾速率和水分利用效率为单峰旗形,泡泡刺波浪型。 ④泡泡刺利用较高的净光合速率、蒸腾、水分利用效率,柽柳通过高光能利用效率来适应荒漠生态环境。因此,光抑制所导致的“光合下调”现象是柽柳和泡泡刺对水分胁迫所产生的保护性机制,反映了荒漠植物在与环境协同进化过程中的生态适应性;较低的水分利用效率是荒漠植物对其环境响应的普遍适应机理。  相似文献   

塔里木沙漠公路防护林植物沙拐枣气体交换特性对干旱胁迫的响应   总被引：5，自引：3，他引：2  

闫海龙  张希明  许浩  姚世军 《中国沙漠》2007,27(3):460-465

利用LI-6400光合作用系统测定了干旱胁迫和正常灌溉两种处理下,塔里木沙漠公路防护林中乔木状沙拐枣（Calligonum arborescens）净光合速率、蒸腾速率以及水分利用效率等气体交换特性的日变化及季节变化动态。分析得出：两种处理下沙拐枣净光合速率在不同生长季的日变化动态均为单峰型;蒸腾速率除8月干旱胁迫处理下表现出微弱的双峰变化外,其余也为单峰型;干旱胁迫显著降低了沙拐枣的光合能力和蒸腾能力,而且随着干旱胁迫时间的持续,净光合速率和蒸腾速率降低的幅度在不断增加。干旱胁迫所引起的土壤含水量的降低和植物体内的水分亏缺并没有提高沙拐枣的水分利用效率,反而使其有着明显的下降。但尽管如此,沙拐枣在持续干旱的情况下依然能够维持生长,它通过适当降低蒸腾减少水分散失和降低光补偿点以提高弱光利用能力等方法来进行必要的光合积累,这说明沙拐枣有着极强的耐旱能力和适应极端环境的本领,而且通过沙拐枣在长期干旱胁迫处理下的顽强表现,也充分说明沙漠公路防护林在人工管理过程中依然存在着进一步节水的可能性。  相似文献   

沙冬青对土壤水分变化的生理响应   总被引：40，自引：17，他引：23  

冯金朝  周宜君  周海燕  张景光 《中国沙漠》2001,21(3):223-226

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim))是生长在沙漠地区及干旱荒漠区的常绿灌木,在干旱环境条件下形成了独特的生物学特性与生理生态适应性。研究结果表明,灌水前后沙冬青的光合作用和蒸腾作用变化很大。在土壤干旱时,其光合速率变化的日平均值仅为2.14μmol·m^-2·s^-1,其最大值仅为3.5μmol·m^-2·s^-1;此时叶片蒸腾速率变化的日平均值为7.03mmol·m^-2·s^-1,最大值为10.5mmol·m^-2·s^-1。而在土壤水分充足时,其光合强度和蒸腾强度明显提高,叶片光合速率的日平均值为5.97μmol·m^-2·s^-1,最大值为8.5μmol·m^-2·s^-1,均为干旱时的2倍以上;此时叶片蒸腾速率的日平均值为23.5mmol·m^-2·s^-1,最高值达30.1mmol·m^-2·s^-1,均为干旱时的3倍左右。分析沙冬青叶片气孔的调节作用与叶片的光合作用和蒸腾作用的关系可知,其气孔活动与蒸腾作用保持较为密切的相关关系,而其光合作用虽然也受气孔活动的影响,更主要是与其自身的生理生化特性有关。  相似文献   

碱度增加对蛋白核小球藻光合活性与胞外多糖的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

康丽娟  潘晓洁  常锋毅  李敦海  沈银武  刘永定 《湖泊科学》2008,20(2):251-256

本文研究了不同重碳酸盐(HCO3)碱度2.3mmol/L(ALK2.3)和12.4mmoFL(ALK12.4)条件对蛋白核小球藻光合活性、色素组成、丙二醛(MDA)含量与胞外多糖的影响.实验结果表明,碱度增加对蛋白核小球藻光合活性呈促进一抑制一促进效应,ALK2.3对光合活性影响的强度.高于ALK12.4.碱度增加提高叶绿素b/叶绿素a(Chl.b/Chl.a)的值,降低类胡萝卜素/叶绿素(Caro/TChl)的值,并且ALKl24条件下对藻细胞的作用程度强于ALK2.3.此外碱度增加刺激蛋白核小球藻胞外多糖分泌,ALK2.3在培养初期提高MDA含量,ALK12.4下细胞MDA含量显著降低.说明碱度增加会促进蛋白核小球藻光合活性,促进光合产物的积累与分泌.暗示胞外多糖的分泌可能是细胞适应高碱度的一种自我保护机制.  相似文献   

海洋聚球藻对不同硝酸盐浓度的响应特征     

石凤  周玉婷  李佳霖  高会旺  秦松 《海洋科学》2023,47(11):110-120

近年来,由于陆源污染的加重以及近海环境治理的推进,中国近海海域营养盐浓度发生明显变化,导致浮游植物生物量及群落结构发生改变。作为一种广泛分布且丰度较高的微微型蓝藻,聚球藻在中国近海生态系统中发挥着重要的角色,但其对不同硝酸盐浓度的响应尚待研究。本文分别从渤海和黄海采集聚球藻富集样本,在不同硝酸盐浓度下进行半连续培养,通过测定生长曲线、色素含量、光合生理参数以及碳氮含量,研究聚球藻对硝酸盐浓度的响应特征。当硝酸盐浓度为0.1、1.0、10.0μmol·L^–1时,聚球藻培养体系可支持的生物量较小,光能转化效率较低;当硝酸盐浓度为100.0μmol·L^–1时,聚球藻细胞生长得到促进,其培养体系可支持的生物量约提高5倍,同时培养体系整体的光能转化效率达到最高,但单位细胞的捕光能力受到抑制,氮和磷的转化率提高。研究表明海洋聚球藻能够适应不同的硝酸盐浓度维持生长,在较高的硝酸盐浓度下,聚球藻生物量显著提高,但释放至胞外的碳氮未出现相应的当量增加。研究结果为营养盐胁迫条件下浮游生态系统的响应提供了原核微藻方面的实验依据。  相似文献