太湖藍(lán)藻水華中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)及其與相關(guān)環(huán)境因子的研究.pdf

1、本文以大型富營(yíng)養(yǎng)化淺水湖泊-太湖為研究對(duì)象,較系統(tǒng)研究了影響太湖水華藍(lán)藻水華形成的生物和非生物因素,通過(guò)測(cè)定太湖浮游生物群落初級(jí)生產(chǎn)力,確定了太湖浮游生物群落是作為無(wú)機(jī)碳的源。研究?jī)?nèi)容包括:(1)通過(guò)分析梅梁灣浮游植物歷史數(shù)據(jù),確立太湖水華藍(lán)藻的種類和時(shí)空變化規(guī)律;(2)通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)分析手段,對(duì)比和篩選各種物理化學(xué)因素等不同組合條件下太湖藍(lán)藻水華的表現(xiàn)特征;(3)通過(guò)野外大尺度浮游植物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,研究太湖非優(yōu)勢(shì)種區(qū)域湖沼學(xué)規(guī)律,重點(diǎn)探

2、討水華藍(lán)藻對(duì)其時(shí)空分布格局直接或間接的生態(tài)影響;(4)通過(guò)測(cè)定太湖浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力,研究浮游植物無(wú)機(jī)碳定量收支狀況。
　　本文得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)太湖水華藍(lán)藻種類為微囊藻、魚腥藻、束絲藻等。其中微囊藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種,種類包括銅綠微囊藻、水華微囊藻、惠氏微囊藻等6-7種。而銅綠微囊藻、水華微囊藻和惠氏微囊藻為優(yōu)勢(shì)種,其平均值占藍(lán)藻總生物量的85.7％。1992-2002年,西太湖北部微囊藻每年夏秋季形成水華;199

3、3、1994年6月,梅梁灣魚腥藻與微囊藻生物量相當(dāng);1997年6月,梅梁灣浮絲藻生物量顯著大于微囊藻生物量,在局部水域形成浮絲藻水華。
　　(2)典范對(duì)應(yīng)分析結(jié)果,太湖梅梁灣微囊藻與 TN: TP顯著負(fù)相關(guān),與NH4-N:NOX-N、水溫和pH顯著正相關(guān)。水溫是微囊藻水華形成的主要驅(qū)動(dòng)因素,同時(shí)營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量比值的顯著下降。微囊藻在太湖北部形成水華(此時(shí)水華定義為微囊藻生物量占總浮游植物生物量的50％以上)的條件為:TN:TP質(zhì)量比低

4、于30,NH4-N:NOX-N質(zhì)量比低于1,水溫波動(dòng)范圍25℃-30℃,此時(shí)太湖水體環(huán)境中懸浮質(zhì)濃度大于10mg/L,pH值大于8.0。研究結(jié)果初步證實(shí)了全球氣溫變暖對(duì)太湖微囊藻水華形成的促進(jìn)作用。
　　(3)直鏈硅藻是太湖浮游硅藻的優(yōu)勢(shì)種,其它常見(jiàn)種有小環(huán)藻、針桿藻等。硅藻總生物量占浮游藻類生物量百分比平均值約20％。太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁灣其次,湖心最小,究其原因可能與河口的特殊生態(tài)環(huán)境(如水流速度)有關(guān),另外,河

5、口豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽,特別是磷酸鹽和氨氮也是一個(gè)重要因素。溫度是影響太湖浮游硅藻生物量季節(jié)變化的關(guān)鍵因素。營(yíng)養(yǎng)鹽三角圖證實(shí)了太湖硅限制的湖泊環(huán)境,溫度和營(yíng)養(yǎng)鹽的超級(jí)競(jìng)爭(zhēng)者水華藍(lán)藻的存在及其可能產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物,這些條件均限制了太湖浮游硅藻大面積的生長(zhǎng),證實(shí)了太湖水華藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)地位。
　　(4)竺山灣內(nèi)隱藻平均生物量(1.89mg/L)高于梅梁灣(0.87mg/L)、貢湖灣(0.43mg/L)的隱藻平均生物量;2008-2009年隱藻平均

6、生物量(2.12mg/L)高于2005-2007年隱藻平均生物量(0.28mg/L)。與梅梁灣和貢湖灣相比,竺山灣內(nèi)高營(yíng)養(yǎng)鹽濃度、高有機(jī)質(zhì)濃度和高懸浮質(zhì)濃度使隱藻更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),而貢湖灣內(nèi)底棲動(dòng)物的攝食作用限制了隱藻生物量。太湖隱藻與藍(lán)藻的競(jìng)爭(zhēng)演替趨勢(shì)明顯:太湖隱藻喜竺山灣和梅梁灣的高營(yíng)養(yǎng)、高有機(jī)質(zhì)、高渾濁度的水體環(huán)境,結(jié)合隱藻特有光合色素和兼性營(yíng)養(yǎng)等特殊生理特點(diǎn),決定了隱藻可以取代太湖藍(lán)藻,成為新的水華種類,但是太湖底棲動(dòng)物強(qiáng)烈捕食作

7、用和藍(lán)藻的種群競(jìng)爭(zhēng)限制作用,且隱藻喜好低溫水環(huán)境,證實(shí)了短期內(nèi)太湖水華藍(lán)藻的不可取代性。
　　(5)太湖的浮游生物初級(jí)生產(chǎn)力與呼吸率顯著相關(guān)(PCR=1.22GPP+0.46,r2=0.80),水柱群體呼吸量大約是光合量的1.22倍,浮游生物的基礎(chǔ)呼吸量是0.46gO2m-2d-1。導(dǎo)致太湖浮游生物群落呼吸量大于光合量的主要因素是夏季高溫條件促進(jìn)了浮游生物群落呼吸作用,同時(shí)渾濁水體下的弱光照狀況抑制了浮游植物的光合作用,其結(jié)果是太