[科研前線(xiàn)|EGM]原位測定富營(yíng)養化湖泊浮游生物群落呼吸顯示呼吸商較低

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浮游生物群落呼吸是一個(gè)重要的碳循環(huán)過(guò)程，通常假定呼吸商(Respiratory Quotient: RQ=CO₂ per O₂by moles)為1的情況下，通過(guò)將溶解氧消耗率的測量值轉換成二氧化碳產(chǎn)生率來(lái)量化。

然而，人們對不同水生生態(tài)系統之間浮游生物RQ的真實(shí)變化知之甚少。在以藻類(lèi)物質(zhì)為主的富營(yíng)養化湖泊中進(jìn)行了原位RQ測量，發(fā)現RQ小于1。事實(shí)上，許多RQ值極低（0.2～0.6），低于藻類(lèi)有機物底物（0.7—0.8）氧化的理論RQs值，這表明需要考慮比底物控制的其他因素來(lái)理解RQ。

(圖文無(wú)關(guān)，敬請諒解）

這一觀(guān)點(diǎn)進(jìn)一步得到了支持，因為RQ與已知的具有強烈底物依賴(lài)性的微生物變量（包括細菌生長(cháng)效率和浮游細菌群落降解不同化合物的功能能力）之間缺乏相關(guān)性。基于甲烷和營(yíng)養池中測得的動(dòng)力學(xué)，討論了甲烷氧化和硝化可能發(fā)生在湖中，導致異常低的RQs。

Karla Münzner和Martin Berggren的發(fā)現表明，生產(chǎn)性湖泊中的浮游生物RQs可以系統地低于1，這表明這些湖泊的二氧化碳排放量目前可能被高估了。

作者于2016年6月至2017年10月在瑞典南部一個(gè)富營(yíng)養化湖泊（Vombsjön）內，采用水下腔室設置（圖1），每1-3周進(jìn)行一次RQ湖內測量。水在水下腔室和連接到氣體分析儀(EGM-5，美國PP SYSTEMS)的氣體交換膜之間循環(huán)。將累積的二氧化碳釋放酶與累積的氧攝取量進(jìn)行回歸，并提取斜率，從而確定RQ。

總之，研究結果表明，傳統上假設的RQ為1（或0.8-1.2）是對湖泊生態(tài)系統生產(chǎn)力的高估。同樣，可用基底的種類(lèi)和質(zhì)量可能不足以預測準確的RQ。

研究結果表明，與BGE(bacterial growth efficiency)和BP(bacterial  production)相比，RQ受不同因素的控制。這表明，生產(chǎn)性湖泊生態(tài)系統中的RQs不是受基質(zhì)控制的，為了準確確定浮游生物群落呼吸，可能需要進(jìn)行原位測量。

典型的富營(yíng)養化湖泊并與富營(yíng)養化（甲烷氧化和硝化）有關(guān)，在這種情況下可能更為重要，在對生產(chǎn)性湖泊系統進(jìn)行假設之前，應加以考慮。

該研究為富營(yíng)養化湖泊中呼吸過(guò)程的相互作用及其對浮游生物群落RQ的貢獻提供了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。

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