太湖藍(lán)藻水華形成過(guò)程中的浮游植物群落動(dòng)態(tài)及其驅(qū)動(dòng)因素研究.pdf

1、水華藍(lán)藻早在上個(gè)世紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn)在富營(yíng)養(yǎng)化的內(nèi)陸、河口和海岸等水域。浮游植物是水生生態(tài)系統(tǒng)生物資源的重要組成部分，是水域食物鏈的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，作為水環(huán)境中的主要自養(yǎng)生物，浮游植物的種類(lèi)組成特點(diǎn)和數(shù)量分布等生態(tài)特征，在一定程度上反映了水域生態(tài)環(huán)境的基本特征。多年來(lái)，針對(duì)太湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)的野外觀(guān)測(cè)、數(shù)值模擬等方面進(jìn)行了大量研究工作。但目前已有的研究中，多集中在水華藍(lán)藻發(fā)生的機(jī)制研究和水華暴發(fā)過(guò)程中的浮游植物優(yōu)勢(shì)類(lèi)群與環(huán)境因子二者的相關(guān)性分析方面

2、，對(duì)浮游植物的群落結(jié)構(gòu)，特別是水華爆發(fā)期的浮游植物的群落結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化特征的研究明顯不足;此外，研究區(qū)域多數(shù)局限于藍(lán)藻水華暴發(fā)水域以及與湖心區(qū)的對(duì)比等。
　　本文通過(guò)對(duì)2009至2010年對(duì)太湖浮游植物時(shí)空分布特征、營(yíng)養(yǎng)鹽分布進(jìn)行了全湖性的階段性監(jiān)測(cè)。分析了浮游植物群落結(jié)構(gòu)的分布特點(diǎn)，包括浮游植物種類(lèi)組成、優(yōu)勢(shì)種組成、細(xì)胞數(shù)量、時(shí)空分布、季節(jié)動(dòng)態(tài)等，利用多元統(tǒng)計(jì)分析(CCA和RDA)進(jìn)一步主要環(huán)境因子對(duì)浮游植物群落組成的影響;為了

3、進(jìn)一步驗(yàn)證營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)水華藍(lán)藻暴發(fā)的作用，對(duì)藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)種Microcystis aeruginosa進(jìn)行精確的室內(nèi)控制培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)培養(yǎng)中，該優(yōu)勢(shì)種只表現(xiàn)出生長(zhǎng)快的特征，而沒(méi)有發(fā)生相應(yīng)的藻類(lèi)聚集的特點(diǎn)。主要研究結(jié)論如下：
　　⑴本次調(diào)查研究的結(jié)果中，浮游植物種類(lèi)數(shù)量共計(jì)為8門(mén)、79屬、207種，分別屬于8個(gè)門(mén)，其中藍(lán)藻門(mén)26種，占總種數(shù)的11.1％;硅藻門(mén)73種，占總種數(shù)的31.1％;綠藻門(mén)種類(lèi)最多，108種，占總種數(shù)的46.00

4、％;裸藻門(mén)20種，占8.50％;甲藻門(mén)3種，占1.3％;隱藻門(mén)2種，占0.9％;金藻門(mén)4種，占1.7％。結(jié)合太湖40多年的研究資料分析，得出總趨勢(shì)為藻類(lèi)的物種數(shù)量減少而細(xì)胞密度急劇增加。浮游植物優(yōu)勢(shì)類(lèi)群和常見(jiàn)屬種的變化相對(duì)較小。
　　⑵通過(guò)水華暴發(fā)期和非水華暴發(fā)期間的浮游植物優(yōu)勢(shì)類(lèi)群空間分布的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)水華暴發(fā)期的浮游植物的群落結(jié)構(gòu)具有非常明顯的特征，銅綠微囊藻M.aeruginosa生物量最大為2.987mg/L，其次為阿氏

5、擬魚(yú)腥藻0.306 mg/L;它們的細(xì)胞豐度分別為192.98×105cell/L和7.47×105cell/L。因此微囊藻屬M(fèi)icrocystis不僅是藍(lán)藻門(mén)中的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，且是整個(gè)浮游植物群落的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，特別是微囊藻屬M(fèi)icrocystis生物量和細(xì)胞豐度可作為監(jiān)測(cè)太湖水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的指示物種和指標(biāo)。
　　⑶通過(guò)浮游植物群落結(jié)構(gòu)在藍(lán)藻水華暴發(fā)前期、爆發(fā)期和藍(lán)藻越冬期的動(dòng)態(tài)研究分析得出，1月由于水溫較低，處于4℃以下，雖然水體

6、中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度高，銅綠微囊藻M.aeruginosa在沉積物表層中以活體形式存在，但不能形成藍(lán)藻水華。推斷低水溫(＜4℃)是驅(qū)動(dòng)太湖浮游植物群落季節(jié)演替的主要因子，是藍(lán)藻水華發(fā)生的最重要限制因子。
　　⑷利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法（CCA和RDA）分析了營(yíng)養(yǎng)鹽、透明度等主要環(huán)境因子對(duì)浮游植物群落組成和優(yōu)勢(shì)類(lèi)群的影響，結(jié)果表明:總磷、總氮、氨態(tài)氮和透明度是影響浮游植物群落結(jié)構(gòu)的主要因子。梅梁灣、西太湖灣水體中氮磷含量均很高且總氮含量高于總

7、磷含量，均值分別達(dá)到2.0mg/L和0.14mg/L，N/P為12時(shí)，形成明顯的藍(lán)藻水華;而在太湖東太湖灣，水體中氮磷含量相對(duì)較低，分別為1.52mg/L和0.09mg/L，其N(xiāo)/P為16時(shí)，不形成藍(lán)藻水華，因此推測(cè)高氮磷含量和較低的N/P是藍(lán)藻水華發(fā)生的營(yíng)養(yǎng)鹽限制因子。
　?、赏ㄟ^(guò)不同氮磷濃度對(duì)銅綠微囊藻M.aeruginosa生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果為:銅綠微囊藻M.aeruginosa最大現(xiàn)存量出現(xiàn)在氮磷比為10時(shí)，隨著所設(shè)定的磷濃度

8、的增加而增大。盤(pán)星藻Scenedesmus.sp隨著培養(yǎng)基中磷濃度增大，細(xì)胞最大現(xiàn)存量的數(shù)值逐漸減小。混合培養(yǎng)條件下，3種藻類(lèi)中銅綠微囊藻M.aeruginosa的藻類(lèi)細(xì)胞現(xiàn)存量最大，當(dāng)?shù)妆葹?0和30，蛋白核小球藻C.pyrenoidosa和盤(pán)星藻Scenedesmus.sp的藻類(lèi)細(xì)胞現(xiàn)存量數(shù)值差別不大。
　?、释ㄟ^(guò)3種磷源對(duì)藻類(lèi)的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)得出三聚磷酸鈉Na5P3O10對(duì)M.aeruginosa現(xiàn)存量的影響最大，與該鹽能夠分解