太湖藍藻水華形成過程中的浮游植物群落動態(tài)及其驅(qū)動因素研究.pdf

1、水華藍藻早在上個世紀已經(jīng)出現(xiàn)在富營養(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，浮游植物的種類組成特點和數(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，針對太湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)的野外觀測、數(shù)值模擬等方面進行了大量研究工作。但目前已有的研究中，多集中在水華藍藻發(fā)生的機制研究和水華暴發(fā)過程中的浮游植物優(yōu)勢類群與環(huán)境因子二者的相關(guān)性分析方面

2、，對浮游植物的群落結(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)局限于藍藻水華暴發(fā)水域以及與湖心區(qū)的對比等。
　　本文通過對2009至2010年對太湖浮游植物時空分布特征、營養(yǎng)鹽分布進行了全湖性的階段性監(jiān)測。分析了浮游植物群落結(jié)構(gòu)的分布特點，包括浮游植物種類組成、優(yōu)勢種組成、細胞數(shù)量、時空分布、季節(jié)動態(tài)等，利用多元統(tǒng)計分析(CCA和RDA)進一步主要環(huán)境因子對浮游植物群落組成的影響;為了

3、進一步驗證營養(yǎng)鹽對水華藍藻暴發(fā)的作用，對藍藻優(yōu)勢種Microcystis aeruginosa進行精確的室內(nèi)控制培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)培養(yǎng)中，該優(yōu)勢種只表現(xiàn)出生長快的特征，而沒有發(fā)生相應(yīng)的藻類聚集的特點。主要研究結(jié)論如下：
　?、疟敬握{(diào)查研究的結(jié)果中，浮游植物種類數(shù)量共計為8門、79屬、207種，分別屬于8個門，其中藍藻門26種，占總種數(shù)的11.1％;硅藻門73種，占總種數(shù)的31.1％;綠藻門種類最多，108種，占總種數(shù)的46.00

4、％;裸藻門20種，占8.50％;甲藻門3種，占1.3％;隱藻門2種，占0.9％;金藻門4種，占1.7％。結(jié)合太湖40多年的研究資料分析，得出總趨勢為藻類的物種數(shù)量減少而細胞密度急劇增加。浮游植物優(yōu)勢類群和常見屬種的變化相對較小。
　　⑵通過水華暴發(fā)期和非水華暴發(fā)期間的浮游植物優(yōu)勢類群空間分布的對比研究，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、擬魚腥藻0.306 mg/L;它們的細胞豐度分別為192.98×105cell/L和7.47×105cell/L。因此微囊藻屬Microcystis不僅是藍藻門中的優(yōu)勢類群，且是整個浮游植物群落的優(yōu)勢類群，特別是微囊藻屬Microcystis生物量和細胞豐度可作為監(jiān)測太湖水質(zhì)和富營養(yǎng)化進程的指示物種和指標。
　　⑶通過浮游植物群落結(jié)構(gòu)在藍藻水華暴發(fā)前期、爆發(fā)期和藍藻越冬期的動態(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，但不能形成藍藻水華。推斷低水溫(＜4℃)是驅(qū)動太湖浮游植物群落季節(jié)演替的主要因子，是藍藻水華發(fā)生的最重要限制因子。
　?、壤枚嘣y(tǒng)計分析方法（CCA和RDA）分析了營養(yǎng)鹽、透明度等主要環(huán)境因子對浮游植物群落組成和優(yōu)勢類群的影響，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，均值分別達到2.0mg/L和0.14mg/L，N/P為12時，形成明顯的藍藻水華;而在太湖東太湖灣，水體中氮磷含量相對較低，分別為1.52mg/L和0.09mg/L，其N/P為16時，不形成藍藻水華，因此推測高氮磷含量和較低的N/P是藍藻水華發(fā)生的營養(yǎng)鹽限制因子。
　?、赏ㄟ^不同氮磷濃度對銅綠微囊藻M.aeruginosa生長實驗，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，隨著所設(shè)定的磷濃度

8、的增加而增大。盤星藻Scenedesmus.sp隨著培養(yǎng)基中磷濃度增大，細胞最大現(xiàn)存量的數(shù)值逐漸減小?；旌吓囵B(yǎng)條件下，3種藻類中銅綠微囊藻M.aeruginosa的藻類細胞現(xiàn)存量最大，當(dāng)?shù)妆葹?0和30，蛋白核小球藻C.pyrenoidosa和盤星藻Scenedesmus.sp的藻類細胞現(xiàn)存量數(shù)值差別不大。
　?、释ㄟ^3種磷源對藻類的生長實驗得出三聚磷酸鈉Na5P3O10對M.aeruginosa現(xiàn)存量的影響最大，與該鹽能夠分解