為了評估呼吸線性，我們計算了每個培養時間的每小時呼吸速率。大多數已發表的時間序列實驗關注長時間培養時暗群落呼吸的線性，假設非線性下降應發生在較長時間后，即培養樣品中有機物或氧氣耗盡之后。然而，Briand等人報告了短培養時間的滯后期和較高速率，這些作者將其與群落的營養狀況聯系起來。因此，我們的培養設計包括來自對比環境條件和群落的樣品，未經處理和預處理，并在培養的前10小時內以最短的可行間隔測定暗群落呼吸速率。我們不能排除時間序列4和時間序列5中存在初始滯后期，因為至少需要6小時的培養才能通過溫克勒方法獲得氧濃度的顯著下降。氧微傳感器連續監測的結果將幫助我們辨別氧演化的初始趨勢。

在15次培養中的6次中觀察到每小時速率的統計學顯著差異，表明存在最大培養時間，并且僅在長時間培養（≥24小時）后出現（表1）。在2月（時間序列5），最大時間后三種瓶子體積的每小時暗群落呼吸速率增加，同時微米和納米浮游生物細胞數量增加。在所有其他發現最大時間的實驗中，暗群落呼吸下降。這包括時間序列3，其中細菌數量翻倍。盡管我們的數據沒有提供關于主要群落的詳細說明，但浮游植物大小被認為是群落結構和功能差異的有力指標。我們的結果強調了浮游生物群落中種群和營養動力學之間的復雜關系，并支持呼吸變化中"生態"成分高于"系統發育"成分，從而表明"即使群落發生變化，獲得的值仍然有意義"。類似地，Biddanda等人發現呼吸恒定的同時細菌豐度顯著增加，而Pomeroy等人發現細菌豐度和呼吸速率同時變化。無論如何，除了群落結構的影響，考慮到高暗群落呼吸速率和一些樣品的3天預處理，值得注意的是我們的15次培養中有14次從最小時間到24小時維持了氧的線性消耗，從而支持了Sampou和Kemp、Smith和Kemp以及Vazquez-Dominguez等人的觀察結果，他們發現在30小時內呼吸恒定。

這些結果表明我們可以拒絕第三個假設，因此，24小時是該區域和一年中這個時候合適的培養時間。

3.2.5.體外氧演化的連續監測

圖5.使用氧微電極測量的暗培養期間（時間序列3-時間序列5）的連續氧濃度下降。

圖5顯示了在時間序列3-時間序列5平行進行的暗培養期間，使用氧微電極測量的連續氧下降。結果與離散溫克勒培養獲得的結果非常一致，表明在大約50小時的三個連續暗培養過程中，氧濃度普遍呈線性下降。時間序列5中氧消耗斜率的重大變化（從14到32小時）被排除，因為它們是由水浴冷卻系統故障導致的夜間溫度變化引起的。一旦水浴溫度再次達到初始溫度+0.2°C，重新記錄數據。在時間序列3期間也觀察到微小的變化，包括培養開始時和培養24小時后。斜率的初始變化可能與樣品制備操作后逐漸冷卻有關。然而，這些結果未被刪除，因為我們沒有假定溫度變化的精確證據。

使用從最小時間到結束的數據，通過離散（圖4）和連續（圖5）測量計算的累積暗群落呼吸對時間的回歸方程，在125毫升瓶子中沒有統計學差異。因此，在不同時間序列中，氧電極在不同培養時間測量的累積呼吸速率都在溫克勒衍生速率的置信區間內。正如我們假設的那樣，瓶子體積可能會影響暗群落呼吸速率，因此這兩種方法之間的比較可能受到它們采樣體積差異（呼吸計室為80毫升，溫克勒技術為50-125-570毫升）的影響。特別是對于標準的125毫升和50毫升瓶子，當我們分析最小時間后的所有有效數據時，兩種方法之間沒有發現統計學差異，并且兩種速率估計值之間存在顯著相關性（圖6）。這些結果表明，兩種方法之間的比較不應受瓶子體積差異的影響。回歸方程的截距與零無顯著差異，但斜率與1有顯著差異，表明我們的連續測量高估了離散的、溫克勒衍生的速率約17%。

圖6.冬季時間序列實驗（時間序列3,時間序列4,時間序列5）中，使用溫克勒技術在125毫升瓶子和極譜氧電極測得的呼吸速率之間的相關性。數據對應于最小培養時間到培養結束的時段。氧電極的數據計算為相關時段斜率值乘以該時段的培養小時數。

盡管離散的時間序列4和時間序列5培養需要超過6小時才能產生氧濃度的顯著下降，但微電極連續監測的結果顯示，在時間序列4和時間序列5中均無初始滯后。另一方面，在時間序列3期間用電極測量的氧濃度初始急劇下降（圖5），與（a）離散培養3小時后恒定的每小時暗群落呼吸速率的觀察結果，以及（b）離散和連續測量在氧濃度對時間回歸方程的斜率或24小時衍生速率方面均無顯著差異的結果不太吻合。這些結果表明，解釋源自微電極的短期變異性可能需要獨立確認，并且連續和離散測定為浮游生物呼吸動力學提供了互補的見解。盡管如此，我們的結果表明，氧微電極可以準確地用于測量沿海遠洋生態系統中的浮游生物暗群落呼吸速率（圖6），并且它們是評估呼吸線性的可行選擇，正如Briand等人先前報道的那樣。

4.結論與建議

我們的結果未顯示基于24小時125毫升樣品培養的暗群落呼吸估算在準確度方面存在系統性偏差，這些偏差與（i）樣品大小、（ii）"瓶子效應"或（iii）氧消耗速率的非線性變化相關。雖然這并不排除在不同生態系統/條件下存在此類偏差，但它表明海洋中生物地球化學和微生物學呼吸估算之間的分歧可能主要與我們缺乏對浮游生物呼吸尺度依賴性的理解有關，而不是瓶子培養的系統性偏差。對培養衍生的生產/呼吸模型的經驗驗證，包括大尺度的空間換時間替代，支持這一觀點。理解這些分歧并推導縮放規則，對于外推和預測海洋中的浮游生物呼吸測量至關重要。