淡水藻類對(duì)磷、鐵的協(xié)同吸收及增殖過程研究.pdf

1、近年來，藻華事件越來越頻繁的發(fā)生，發(fā)生在海洋的赤潮及發(fā)生在淡水湖泊的水華，其中南黃海海域滸苔綠潮赤潮及武漢東湖水域藍(lán)藻水華影響嚴(yán)重。藻華是由于水環(huán)境改變引起的浮游藻類暴發(fā)性增殖的異常生態(tài)現(xiàn)象，是水體富營(yíng)養(yǎng)化最直接的結(jié)果。藻華不單單破壞水體生態(tài)平衡，同時(shí)影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重影響飲用水原水水質(zhì)，使得產(chǎn)水成本增大、出廠水水質(zhì)降低、正常生產(chǎn)生活用水得不到保障、人類健康受到威脅。因此研究藻華這一課題具有現(xiàn)實(shí)意義。
　

2、　現(xiàn)有的研究表明促使藻華爆發(fā)的營(yíng)養(yǎng)元素分為常量元素和微量元素兩大類。常量元素磷是海洋、湖泊等水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力水平的關(guān)鍵限制因素，磷是藻細(xì)胞核酸與膜的主要成分，也是三磷酸腺苷(ATP)的基本元素，對(duì)藻類的生長(zhǎng)起著至關(guān)重要的作用。微量元素鐵在浮游植物光合作用、營(yíng)養(yǎng)鹽吸收利用中起著重要作用，是浮游植物生長(zhǎng)過程中電子傳遞、氮的吸收利用、氧的新陳代謝、呼吸作用、光合作用的必要元素，藻類葉綠素的生物合成、對(duì)碳和氮的轉(zhuǎn)移與同化作用以及藻細(xì)胞內(nèi)生

3、化組成比率的變化都受鐵的影響。
　　本研究重點(diǎn)研究三種常見淡水藻體生對(duì)磷、鐵的協(xié)同吸收及生態(tài)響應(yīng)過程。三種淡水藻種是水華魚腥藻、小球藻、直鏈藻，分別屬于藍(lán)藻、綠藻、硅藻。
　　為了排除藻種之間相互作用的影響，先進(jìn)行純?cè)宸N實(shí)驗(yàn)，研究三種淡水藻種獨(dú)自對(duì)磷、鐵的生態(tài)響應(yīng)過程。通過三種淡水藻種的純?cè)宸N實(shí)驗(yàn)可以對(duì)比不同屬種的藻種對(duì)磷、鐵的響應(yīng)的異同。
　　在進(jìn)行純?cè)宸N實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮藻種之間的相互作用，為研究自然水體優(yōu)勢(shì)藻種形

4、成，進(jìn)一步展開混合藻種實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究在優(yōu)勢(shì)藻種形成過程中藻類對(duì)磷、鐵的生態(tài)響應(yīng)過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明藻類對(duì)鐵的吸收利用的吸附作用明顯，在三種藻種的生長(zhǎng)過程中均有體現(xiàn)。在鐵濃度范圍0.14～0.56mg/L內(nèi)，初始鐵濃度的升高不利于水華魚腥藻吸收磷。磷的平均吸收百分比從Fe=0.14mg/L的91.3％一直下降至Fe=0.56mg/L的84.0％。初始磷介于0.46mg/L～0.62mg/L時(shí)，水華魚腥藻對(duì)磷的吸收利用最充分。環(huán)境中的鐵元素的

5、提高有利于小球藻對(duì)磷吸收量的提高，同時(shí)增加環(huán)境中磷濃度本身也會(huì)促使小球藻對(duì)磷元素的吸收，但作用效果小于鐵濃度提高的效果。當(dāng)初始鐵大于0.42mg/L時(shí)，F(xiàn)e/P為0.9更有利于小球藻吸收磷元素。初始環(huán)境為高磷低鐵條件，更有利于直鏈藻20d藻生物量達(dá)到大值。但初始環(huán)境為低磷高鐵時(shí)，卻更有利于促使直鏈藻具有高的磷吸收率。環(huán)境中的鐵元素的提高有利于直鏈藻對(duì)磷吸收量的提高，同時(shí)增加環(huán)境中磷濃度本身也會(huì)促使直鏈藻對(duì)磷元素的吸收，作用效果與鐵濃度提

6、高的效果相當(dāng)。初始鐵磷比對(duì)藻吸收磷有著重要的影響，鐵磷比對(duì)水華魚腥藻利用磷的影響呈現(xiàn)先正相關(guān)后負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)，但具體極大值所在的Fe/P受初始鐵濃度的制約，低鐵(0.14-0.28mg/L)濃度范圍下Fe/P為0.51，高鐵(0.42-0.56mg/L)濃度范圍下Fe/P為1.1;鐵磷比對(duì)小球藻和直鏈藻利用磷的影響呈現(xiàn)正相關(guān)的趨勢(shì)，隨著初始Fe/P的增大，藻對(duì)磷的吸收率提高，對(duì)環(huán)境中磷的吸收消耗更加完全。混合培養(yǎng)條件下，水華魚腥藻比小球藻

7、和直鏈藻具有更高的平均生長(zhǎng)率，易成為優(yōu)勢(shì)藻種。相較小球藻和直鏈藻，水華魚腥藻出現(xiàn)增值速率加速的時(shí)間節(jié)點(diǎn)早，并且具有較高的總平均生長(zhǎng)率。20d內(nèi)磷的消耗量按大到小的排序是水華魚腥藻＞小球藻＞直鏈藻，吸附吸收鐵的快慢排序?yàn)橹辨溤澹舅A魚腥藻＞小球藻。
　　鐵磷比是一個(gè)綜合評(píng)價(jià)鐵的促進(jìn)、毒害作用和磷的限制作用的指示指標(biāo)，可以為藻華預(yù)警技術(shù)提供支持。在本實(shí)驗(yàn)條件下，F(xiàn)e/P為0.3時(shí)水華魚腥藻處于高的平均生長(zhǎng)率，F(xiàn)e/P為0.70時(shí)小球藻