3.結(jié)果與討論

3.1.初始條件

維戈河口是一個(gè)非常多變和動(dòng)態(tài)的海灣，具有明顯的季節(jié)性模式，包括兩個(gè)不同的時(shí)期：涌升季節(jié)（3月至9月），以低溫和高鹽度表層水為特征，葉綠素a濃度高，以微型浮游生物（>20微米）為主；下沉流季節(jié)（10月至3月），水溫較高，葉綠素a濃度低，小型浮游生物占浮游植物現(xiàn)存量的主導(dǎo)地位。涌升條件在9月的時(shí)間序列（時(shí)間序列1和時(shí)間序列2）期間盛行，其特征是時(shí)間序列1期間的強(qiáng)北風(fēng)和時(shí)間序列2期間的風(fēng)力減弱。相對(duì)較高的表層溫度和鹽度表明處于涌升減弱期。采樣日的初始葉綠素a濃度很高（時(shí)間序列1和時(shí)間序列2分別高于6.7和10微克葉綠素a/升），是該時(shí)期的特征。經(jīng)過樣品三天的預(yù)處理后，時(shí)間序列2初始時(shí)間的葉綠素a降至0.45微克葉綠素a/升。盡管在時(shí)間序列1和時(shí)間序列2期間未進(jìn)行浮游植物計(jì)數(shù)，但在高葉綠素a、有利的涌升期，微型浮游生物（>20微米）通常主導(dǎo)浮游植物群落，這與時(shí)間序列2預(yù)處理后濃度的顯著下降一致。

相反，秋冬條件在時(shí)間序列3-時(shí)間序列5期間盛行，其特征是12月和1月采樣期間的南風(fēng)/西風(fēng)。由于采樣期間經(jīng)歷強(qiáng)降雨和相關(guān)的高大陸徑流，發(fā)現(xiàn)了相對(duì)較低的溫度值（范圍11-12°C）和低鹽度值。葉綠素a濃度達(dá)到下沉流季節(jié)的典型值，范圍在0.3-0.55微克/升。最豐富的浮游植物類群是鞭毛藻和甲藻（分別占總豐度的42-78%和21-47%），盡管硅藻和纖毛蟲也存在，但比例較小（分別為0.1-12%和0.1-7%）。時(shí)間序列3和時(shí)間序列5初始樣品中較低的葉綠素a濃度和硅藻的稀少存在源于3天的沉降過程。浮游植物的初始豐度從12月（時(shí)間序列3）的約2 x 10^9細(xì)胞/升下降到2月初（時(shí)間序列5）的約0.2 x 10^9細(xì)胞/升。相反，12月發(fā)現(xiàn)最低的初始細(xì)菌豐度（0.3x10^6細(xì)胞/升），在1月至2月達(dá)到1.6x10^6細(xì)胞/升，這是每年這個(gè)時(shí)間的特征。

這種自然和人為誘導(dǎo)的初始條件變異性使我們能夠在更廣泛的浮游生物群落范圍內(nèi)測(cè)試偏差。

3.2.時(shí)間序列實(shí)驗(yàn)

3.2.1.葉綠素a和微型浮游生物豐度

圖2.不同時(shí)間序列實(shí)驗(yàn)中的葉綠素a濃度和細(xì)菌豐度。深色符號(hào)（■●▲）對(duì)應(yīng)細(xì)菌豐度，而白色符號(hào)（□△）對(duì)應(yīng)葉綠素a濃度。誤差棒代表1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。

在所有培養(yǎng)過程中，除了時(shí)間序列3，葉綠素a濃度在三種瓶子體積中以相似的方式下降（圖2）。時(shí)間序列1的初始葉綠素a濃度非常高，對(duì)應(yīng)于后涌升情況，經(jīng)歷了急劇下降（62-65%），這在其他實(shí)驗(yàn)中未見（約32%）。與秋季實(shí)驗(yàn)一樣，在冬季，未經(jīng)處理的實(shí)驗(yàn)（時(shí)間序列4）中葉綠素a的下降幅度高于經(jīng)過處理的實(shí)驗(yàn)（時(shí)間序列3，時(shí)間序列5）。

冬季實(shí)驗(yàn)中微型浮游植物細(xì)胞數(shù)量反映了與葉綠素a在三種瓶子體積中相似的趨勢(shì)（圖3），除了時(shí)間序列5，其中細(xì)胞數(shù)量在48小時(shí)后增加了兩倍。微型浮游植物總是以鞭毛藻和甲藻為主，但在三個(gè)冬季時(shí)間序列之間觀察到群落結(jié)構(gòu)存在差異。硅藻僅存在于未經(jīng)處理的時(shí)間序列4實(shí)驗(yàn)中（零時(shí)占總豐度的12%），并且硅藻和甲藻的豐度在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢诰鶞p少。在時(shí)間序列3和時(shí)間序列5中，甲藻對(duì)浮游植物群落的貢獻(xiàn)在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢谠黾樱欢廾宓呢S度在時(shí)間序列3中下降，在時(shí)間序列5中增加。

圖3.不同時(shí)間序列實(shí)驗(yàn)中最豐富的微型浮游植物類群的貢獻(xiàn)。

3.2.2.細(xì)菌豐度

在冬季實(shí)驗(yàn)中，初始時(shí)間的細(xì)菌豐度范圍從0.3到1.6 x 10^9細(xì)胞/升，12月最低，1月至2月（時(shí)間序列4和時(shí)間序列5）最高。在每個(gè)時(shí)間序列中，三種瓶子大小的細(xì)菌遵循幾乎相同的趨勢(shì)，除了時(shí)間序列4，其中50毫升瓶子在培養(yǎng)24小時(shí)后顯示出更高的豐度（圖2）。

只有在時(shí)間序列3中，細(xì)菌從非常低的初始數(shù)量增加到培養(yǎng)開始時(shí)的兩倍。這是唯一一個(gè)鞭毛藻初始豐度非常高并在時(shí)間序列期間下降的實(shí)驗(yàn)，這可能表明鞭毛藻的噬菌作用在控制細(xì)菌豐度方面起作用。

總的來說，這五個(gè)實(shí)驗(yàn)提供了一系列不同的浮游生物初始條件和演化過程。

3.2.3.群落呼吸速率

文獻(xiàn)調(diào)查表明，125毫升是暗群落呼吸培養(yǎng)最常用的瓶子體積，而瓶子培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間是24小時(shí)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)氧濃度變化的生理過程（生產(chǎn)和呼吸）對(duì)晝夜光周期敏感，因此只有測(cè)量24小時(shí)總初級(jí)生產(chǎn)/群落呼吸平衡才能準(zhǔn)確代表群落的凈有機(jī)物生產(chǎn)。因此，我們?cè)诖顺尸F(xiàn)的結(jié)果分析將特別關(guān)注125毫升瓶子和24小時(shí)培養(yǎng)。

3.2.4.離散培養(yǎng)

圖4.每種瓶子體積在不同培養(yǎng)期后的累積呼吸量。加粗的小時(shí)數(shù)表示介于最小和最大培養(yǎng)時(shí)間之間的時(shí)段。標(biāo)記（*）表示某個(gè)瓶子存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。回歸方程是從最小培養(yǎng)時(shí)間到最后一個(gè)培養(yǎng)時(shí)間計(jì)算的。請(qǐng)注意，x軸不是線性時(shí)間軸。

圖4顯示了三種大小瓶子在不同培養(yǎng)時(shí)間后的耗氧量。附錄1包含了每個(gè)培養(yǎng)期的累積呼吸速率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。在檢驗(yàn)任何假設(shè)之前，我們需要評(píng)估產(chǎn)生可靠呼吸數(shù)據(jù)的最小培養(yǎng)時(shí)間，從而確定每種時(shí)間序列技術(shù)的靈敏度。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的125毫升瓶子體積，最小時(shí)間因?qū)嶒?yàn)而異，范圍從9月的2小時(shí)到1月至2月的6小時(shí)（圖4和表1）。除時(shí)間序列1和時(shí)間序列5中的50毫升瓶子外，同一實(shí)驗(yàn)中不同大小瓶子的最小時(shí)間差異相對(duì)較小。最小時(shí)間消耗的氧氣范圍在0.6到1.6微摩爾O2/升之間（時(shí)間序列1-時(shí)間序列2和時(shí)間序列5）。觀察到24小時(shí)呼吸速率與最小時(shí)間之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

對(duì)于長(zhǎng)于最小時(shí)間的培養(yǎng)，僅在131次培養(yǎng)中的30次中發(fā)現(xiàn)三種不同瓶子體積之間存在顯著差異（圖4）。差異通常表現(xiàn)為570毫升瓶子的暗群落呼吸速率較低（47%），與其他兩種瓶子體積相比（與50毫升瓶子有23次顯著差異，與125毫升瓶子僅有7次顯著差異）。125毫升瓶子與其他兩種瓶子大小之間暗群落呼吸速率的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異平均幅度小于14%。

在標(biāo)準(zhǔn)的24小時(shí)培養(yǎng)中，僅在時(shí)間序列1和時(shí)間序列2中發(fā)現(xiàn)顯著差異（表1），平均約占暗群落呼吸速率的12.5%。如果我們比較三種瓶子體積的耗氧量對(duì)時(shí)間回歸線的斜率（從最小時(shí)間到最大時(shí)間），顯著差異也僅出現(xiàn)在時(shí)間序列1和時(shí)間序列2中。

表1：通過離散和連續(xù)方法測(cè)得的呼吸速率

實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)體積(mL)	溫克勒方法						呼吸計(jì)R 24小時(shí) μmolO? L?1 天?1	p值斜率差異 (溫克勒125 vs 呼吸計(jì))
		R 24小時(shí) μmolO? L?1 天?1	標(biāo)準(zhǔn)誤	最小時(shí)間(小時(shí))	最大時(shí)間(小時(shí))	R 24小時(shí)差異	斜率差異
時(shí)間序列1	50	9.27	0.17	2		>570>125	≠125≠570
	125	8.46	0.15	4			≠50
	570	8.86	0.17	4	36	>125	≠50
時(shí)間序列2*	50	6.29	0.25	2		>570	≠125≠570
	125	6.29	0.18				≠50≠570
	570	5.18	0.18	3			≠125≠50
時(shí)間序列3*	50	5.55	0.37					5.04	0.41
	125	5.28	0.61
	570	4.84	0.16	4
時(shí)間序列4	50	4.78	0.27	6	29			4.71	0.71
	125	3.99	0.28	6
	570	4.30	0.28
時(shí)間序列5*	50	3.82	0.23		32			4.22	0.14
	125	3.78	0.26	10	29
	570	3.32	0.2

這些結(jié)果表明我們可以拒絕前兩個(gè)假設(shè)："瓶子效應(yīng)"不會(huì)系統(tǒng)性地導(dǎo)致呼吸估算準(zhǔn)確度誤差，并且125毫升培養(yǎng)對(duì)于維戈河口的暗群落呼吸測(cè)量是足夠的。