溫度與光照錯配對春季藻類生長及演替的影響.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化和藍(lán)藻水華已經(jīng)成為我國湖泊治理的重要水環(huán)境問題。在全球氣候變化的趨勢下，春季湖泊生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)也越來越多的受到關(guān)注。春季浮游藻類群落一般隨著溫度的增加形成以硅藻為主的群落，而后轉(zhuǎn)為綠藻，繼而轉(zhuǎn)為以藍(lán)藻為優(yōu)勢的浮游藻類群落。全球變暖所導(dǎo)致的溫度升高導(dǎo)致特定溫度節(jié)點提前，但太陽輻射角度并未達(dá)到歷史相同溫度時的角度，所以春季地表獲得更高溫度的同時，也同時面臨著偏弱的光照強(qiáng)度和偏短的光照時間，形成了高溫與低光的“錯配”現(xiàn)象

2、。而較高的溫度與較弱的光照均有助于藍(lán)藻的優(yōu)勢確立與水華形成，因此溫度與光照“錯配”可能是影響春季藻類生長及演替的重要因素。
　　本文研究了在氣候變化的背景下富營養(yǎng)化水體中升高的溫度和減弱的可利用光這一環(huán)境變化對春季藍(lán)藻優(yōu)勢確立過程的影響。通過野外監(jiān)測、室內(nèi)模擬實驗和野外原位實驗三種方法，對春季藍(lán)藻復(fù)蘇過程對該環(huán)境變化的響應(yīng)進(jìn)行研究，以期對解釋氣候變化背景下的春季藍(lán)藻優(yōu)勢提前的機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。本研究主要結(jié)果如下:
　　(1)

3、野外監(jiān)測結(jié)果表明，溫度的升高和光照的減弱這一環(huán)境變化可對春季巢湖生態(tài)系統(tǒng)浮游藻類生長及演替產(chǎn)生重要的影響，其會有助于藍(lán)藻的復(fù)蘇生長，從而加快其在春季巢湖浮游藻類群落中的優(yōu)勢確立。在春季巢湖生態(tài)系統(tǒng)中，溫度的升高能加快巢湖水體中藻類的復(fù)蘇，并且更有利于藍(lán)藻的復(fù)蘇生長，當(dāng)溫度升高到16.9℃以后，藍(lán)藻大量復(fù)蘇生長，并隨溫度的上升逐漸復(fù)蘇;而在一定的光照范圍內(nèi)，光照的增強(qiáng)會能促進(jìn)藍(lán)藻的復(fù)蘇生長，但當(dāng)超過某一臨界值(15.17 MJ/m2)時，

4、繼續(xù)增強(qiáng)光強(qiáng)反而會抑制藍(lán)藻的復(fù)蘇生長。
　　(2)通過室內(nèi)藻類培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)，溫度升高和光照減弱對銅綠微囊藻生長和光化學(xué)特性的促進(jìn)作用更為明顯，而且隨著溫度的升高，銅綠微囊藻生長對低光的偏好更為顯著。另外，在溫度升高的同時，減弱光強(qiáng)對銅綠微囊藻的光合活性有一定的增強(qiáng)作用。溫度的升高能夠提高銅綠微囊藻的酯酶活性，而對小球藻有減弱作用。在低溫狀態(tài)下，光照的減弱能夠提高銅綠微囊藻的酯酶活性，而對小球藻的酯酶活性影響不顯著。在14℃，16℃

5、和18℃三-個溫度和100μ molm-2s-1，250μ molm-2s-1和360μmolm-2s-1三個光強(qiáng)下，當(dāng)溫度為18℃，光強(qiáng)為100μ molm-2s-1時，銅綠微囊藻生長速率最大，達(dá)到了0.16，細(xì)胞密度可高達(dá)2.99×106 cells/mL，其光合活性也遠(yuǎn)高于其他實驗組(P＜0.05)，其Fv/Fm值達(dá)到最大值0.39。蛋白核小球藻在溫度為16℃和18℃，其生長速率差異不大，但明顯高于在溫度為14℃時的生長速率(P＜

6、0.05)，其光合活性處于波動狀態(tài)。
　　(3)野外模擬實驗表明，光照的減弱會對春季藍(lán)藻在浮游藻類群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢確立過程產(chǎn)生重要影響，其能促進(jìn)藍(lán)藻更早的在浮游藻類中確立優(yōu)勢，加快了春季湖泊浮游藻類的演替過程。實驗共設(shè)置減少35％光照、15％光照和未減弱光照三個光照梯度，實驗開始初期，溫度只有12.3℃，水體中各類藻類開始復(fù)蘇，隨后逐漸升溫，到29 d以后穩(wěn)定在20℃以上，并在第43 d達(dá)到了最高的26℃。未減弱光照的實驗組的浮游藻