Phosphorus fuels Cladophora growth and self‑reinforcing adhesion via extracellular polysaccharides on hard substrata

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摘要

尽管高流速、低营养盐和光滑的混凝土表面通常会抑制底栖藻类，但丝状绿藻 Cladophora 仍在一条大型调水渠道中形成了广泛的生物膜，其生境条件通常并不利于底栖藻类定殖。我们通过对全长1197 km渠道开展野外调查，并结合实验室磷富集实验，量化了 Cladophora 生物量、胞外多糖（EPS）及纳米尺度黏附力。磷富集使单位生物量的酸提多糖（APS）产量提高21.6%；天然EPS与沉积物的黏附力达到18.6 nN，其中多糖骨架贡献约88%。沿渠道分布中，APS与沉积物磷呈正相关，且二者均在30–45 cm深度达到峰值。结果支持一种正反馈机制：APS增强藻膜黏附并促进含磷颗粒在局部滞留，从而可能提高藻类—基质界面的磷可利用性，进一步稳定生物膜。同一生物膜也可能脱落并造成下游堵塞。这一自我强化机制解释了 Cladophora 水华的空间持续性，并为大型输水系统的风险管理提供了可预测的依据。

Graphical abstract

内容概览

磷富集和光照对 Cladophora 生长、EPS分泌及APS积累的影响。

沿渠道EPS、APS和沉积物磷的空间—垂向分布。

1197 km干渠沿线沉积物磷和APS按深度及空间分布的变化。

代表性采样点附着生物膜的宏观形态及原子力显微镜测定的纳米尺度黏附力。

引用与导出

@article{du2026phosphorus,
  title = {Phosphorus fuels Cladophora growth and self-reinforcing adhesion via extracellular polysaccharides on hard substrata},
  author = {Yifan Du^#^ and Siguang Yuan^#^ and Jinyi Qin and Siming Jiao and Yufan Ai and Yingjie Li and Nan Li and Xiaonan Chen and Xiaoming Cai and Xinzong Xiao^*^ and Jilong Wang and Min Yang and Ming Su^*^},
  journal = {Water Research},
  pages = {126915},
  year = {2026},
  doi = {10.1016/j.watres.2026.126915},
  issn = {0043-1354}
}