第七届青年地学论坛

浮游植物是水生生态系统的重要初级生产者，它们通过驱动水体的物质与能量循环来维持生态系统的稳定。浮游植物细胞大小变化很大，从1到10⁹μm，跨越了超过9个数量级。细胞大小是决定其生理过程(如代谢率和光吸收)的重要因素。浮游植物F_v/F_m作为表征浮游植物光系统Ⅱ最大量子产量的指标，其值越大，说明浮游植物潜在的光合作用越大。F_v/F_m具有种类差异性，且对环境因素变化敏感。目前研究发现，微型浮游植物(直径为2~20μm)的F_v/F_m低于小型浮游植物(直径为>20μm)。然而，对于浮游植物来说，F_v/F_m与细胞大小之间的潜在关系尚不清楚。
本研究通过室内培养实验、三岔河流域野外工作，以及已发表文献的数据整合，获得了不同藻类的细胞大小和F_v/F_m。结果表明，浮游植物F_v/F_m总体变化范围为0.21~0.82，平均值为0.56，具有种类特异性。其中，蓝藻在F_v/F_m、CytoSense荧光特征和细胞体积-丰度关系等方面与真核藻类存在显著差异。在最优生长条件下，F_v/F_m与细胞体积呈显著的正对数关系，随着细胞体积增大曲线趋于平缓。营养限制条件、藻类物种间相互作用和长期进化等因素均使细胞体积-F_v/F_m关系偏离上述曲线，但仍保持正相关关系。此外，F_v/F_m与细胞碳密度之间还存在负相关关系。这不仅反映出浮游植物细胞代谢与光合效率的平衡，还一定程度上反映出细胞物质和能量代谢的统一。

浮游植物