3.5. 光衰減和光氣候

結(jié)果顯示在表4中。與對照組相比，添加CO?使光衰減系數(shù)（Kd）顯著更高（p < 0.01），并在pH 7.5時達(dá)到最大值，顯著高于所有其他處理組（p < 0.01）。相對于HRAM深度，對照組的光合作用帶深度（Zeuphotic:Ztotal）顯著更大（p < 0.01）。在處理組中，pH 7.5處理組的光合作用帶深度顯著更低（p < 0.05）。對照組中細(xì)胞經(jīng)歷的總光量（Emix）顯著高于pH 7.5（p < 0.01）、pH 7（p < 0.05）和pH 6.5（p < 0.05）處理組，而pH 8處理組的Emix與處理組或?qū)φ战M沒有顯著差異。所有處理組和對照組的Emix與總表面PAR的比例都很低，范圍從7.3%到9.8%。對照組的Emix:總表面PAR顯著高于pH 7.5（p < 0.01）、pH 7（p < 0.05）和pH 6.5（p < 0.05）處理組，而pH 8處理組與對照組或處理組沒有顯著差異。光轉(zhuǎn)化效率（定義為水柱中每單位光產(chǎn)生的葉綠素a生物量）隨著CO?添加量的增加而增加。pH 6.5處理組的光轉(zhuǎn)化效率顯著高于（除pH 7.5為p < 0.05外，其余均為p < 0.01）所有其他處理組和對照組，而pH 7和pH 7.5處理組的光轉(zhuǎn)化效率顯著高于pH 8處理組和對照組（p < 0.01），但彼此之間沒有顯著差異。對照組顯著低于所有CO?添加處理組。

3.6. 微藻光吸收和包裝效應(yīng)

葉綠素a比吸收系數(shù)（a_ph(λ)）隨著pH的降低而增加（圖6）。對照組的a_ph(675)和a_ph(440)均顯著低于（p < 0.01）CO?添加處理組（表4）。pH 6.5處理組的a_ph(675)和a_ph(440)顯著高于（p < 0.01）所有其他處理組，而這兩個參數(shù)在pH 7時顯著高于pH 7.5（p < 0.05）和pH 8（p < 0.01），后兩者之間沒有顯著差異（表4）。450-650 nm范圍內(nèi)的總吸收（a_ph∑??????）隨著pH的降低而顯著增加（表4）。pH 6.5處理組的包裝效應(yīng)系數(shù)（Qa）顯著高于（p < 0.01）所有其他處理組，而對照組顯著低于（p < 0.01）所有處理組（表4）。pH 7處理組的Qa顯著高于pH 7.5（p < 0.05）和pH 8（p < 0.01）處理組，后兩者之間沒有差異。這些結(jié)果表明包裝效應(yīng)隨著pH的降低而減小。包裝效應(yīng)約占對照中微藻光吸收的56%，而在pH 6.5時僅占41%。

圖6- 沿溶解無機(jī)碳梯度生長的微藻的光譜光吸收，以葉綠素a比吸收系數(shù)（a*(λ) m2 mg Chl-a?1）測量。

表4- HRAMs內(nèi)的光氣候和衰減以及沿溶解無機(jī)碳濃度梯度的微藻葉綠素特異性光吸收和包裝效應(yīng)。Kd是光衰減系數(shù)，Zeuphotic是光合作用大于呼吸作用的深度，Emix是循環(huán)細(xì)胞暴露的總光量，a_ph()是波長675 nm和440 nm處的葉綠素特異性光吸收，Qa是包裝效應(yīng)。值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

3.7. 日間電子傳遞速率和非光化學(xué)淬滅

快速光曲線（RLCs）顯示，在高輻照度（而非低輻照度）下，光合作用潛力的相對測量值（ETR）在較低pH下顯著高于（p < 0.01）對照組（圖7）。無論一天中的時間和先前的輻照度暴露如何，對照組的最大電子傳遞速率（ETR_max）均顯著低于CO?添加處理組（表5）。在清晨和上午中段，pH 6.5處理組的ETR_max顯著高于（p < 0.01）所有其他處理組，并且pH 7處理組的ETR_max顯著高于（p < 0.05）pH 7.5和pH 8處理組，后兩者之間沒有顯著差異（表5）。到下午早些時候，pH 6.5處理組的ETR_max顯著低于（p < 0.01）pH 8處理組，但在傍晚時分恢復(fù)到與pH 8處理組相似的水平（表5）。在整個一天中，對照組的光飽和強(qiáng)度（ETR_Ek）顯著低于CO?添加處理組，并且在上午中段至下午早些時候，pH 6.5處理組的ETR_Ek顯著高于（p < 0.01）pH 8處理組，但在一天開始和結(jié)束時沒有顯著差異（表5）。在整個一天中，各處理組和對照組之間的最大光利用效率（ETR_α）沒有顯著差異（表5）。

圖7- 溶解無機(jī)碳濃度梯度下電子傳遞與輻照度關(guān)系示例。●=pH>9（對照組），v=pH8，■=pH7.5，$\diamond=pH 7,\,Δ=pH 6.5.$

在高于0的所有輻照度水平下，對照組的非光化學(xué)淬滅（NPQ）均顯著低于（p < 0.01）CO?添加處理組（圖8）。在一天中，對照組的最大非光化學(xué)淬滅（NPQ_max）顯著低于（p < 0.01）所有處理組（表5）。清晨時，pH 6.5處理組的NPQ_max顯著高于（p < 0.05）pH 8處理組，在一天中的其余時間，pH 6.5處理組的NPQ_max顯著高于（上午10:30為p < 0.05，下午1:30和4:30為p < 0.01）所有其他處理組（表5）。

圖8- 沿溶解無機(jī)碳濃度梯度的非光合猝滅（NPQ）與輻照度關(guān)系示例。●=pH>9（對照組），v=pH 8，■=pH 7.5，$\diamond$=pH 7，Δ=pH 6.5。

在暗期開始10秒后，產(chǎn)量和NPQ相對于初始暗適應(yīng)值的暗恢復(fù)百分比隨著pH的升高而降低（圖9）。初始產(chǎn)量暗恢復(fù)百分比在pH 6.5時顯著高于所有其他pH值，而在pH 9和10時顯著較低（p < 0.01）。對于NPQ，pH 6.5、7和7.5處理組的暗恢復(fù)顯著高于（p < 0.01）pH 8及以上處理組。在pH 9和10時，對照組的暗恢復(fù)顯著低于（p < 0.01）處理組，但不同pH水平之間沒有差異。暗恢復(fù)30秒后，所有CO?添加處理組和對照組均已完全恢復(fù)產(chǎn)量，而所有處理組的NPQ均已完全恢復(fù)，但對照組在pH 9或10時均未完全恢復(fù)，后者在60秒后完全恢復(fù)（數(shù)據(jù)未顯示）。

圖9- 在飽和輻照度后，暗處10秒時的產(chǎn)量（●）和非光化學(xué)淬滅（▽）的暗恢復(fù)百分比。

表5- 沿溶解無機(jī)碳濃度梯度的電子傳遞速率和非光化學(xué)淬滅的日變化。ETR_max是最大電子傳遞速率，ETR_α是光限制條件下電子傳遞的效率，ETR_Ek是電子傳遞的光飽和強(qiáng)度，NPQ_max是最大非光化學(xué)淬滅。值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。