淺水湖泊浮游植物生長影響因子及修復(fù)評價指標(biāo)體系研究.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化是環(huán)境保護(hù)所面臨的世界性難題之一,我國長江中下游淺水湖泊多處于富營養(yǎng)化狀態(tài),城市淺水湖泊的富營養(yǎng)化具有生活污水污染嚴(yán)重,城市地表徑流等面源污染嚴(yán)重的特點(diǎn)。藍(lán)藻水華頻發(fā)是這一類型湖泊的典型特征。由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性,水華的爆發(fā)機(jī)理現(xiàn)在還不十分清楚。為了研究城市淺水湖泊這種典型水體的富營養(yǎng)化特點(diǎn)及浮游植物生長影響因子,本文以武漢市淺水湖泊為例,分別采用野外監(jiān)測與室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的方法,比較了兩種情況下群體性非絲狀浮游植物及

2、其典型代表銅綠微囊藻的生長分布規(guī)律,討論了氮、磷營養(yǎng)鹽及不同氮磷比對其生長的限制作用。為了研究控制浮游植物和藍(lán)藻水華的工程方法,通過依托工程監(jiān)測分析了不同水生植物的控藻效應(yīng)。本文還提出了一套基于修復(fù)進(jìn)程的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)評價指標(biāo)體系,用以評價并定量分析修復(fù)工程的修復(fù)效果。
　　本文主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)武漢市淺水湖泊大多處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài),其浮游植物生物量極高,夏季和年均生物量分別達(dá)到456.87mg/L和189.2

3、4 mg/L。夏季時優(yōu)勢種為銅綠微囊藻,色球藻及尾裸藻;冬季以硅藻及隱藻為主。超過80％的調(diào)查湖泊的氮磷比小于10,但固氮藍(lán)藻未成為優(yōu)勢種,說明低的氮磷比不會導(dǎo)致固氮藍(lán)藻成為優(yōu)勢種。水溫和總磷是浮游植物生物量的首要影響因子,總磷濃度與浮游植物生物量間的相關(guān)性最大。非絲狀群體性藍(lán)藻的生物量在總磷濃度在0.2～0.5mg/L左右時達(dá)到最大,其均值超過TP>0.5mg/L時的均值。這表明總磷濃度0.5mg/L可能是適合非絲狀群體性藍(lán)藻生長的飽

4、和閾值。總氮則沒有類似的影響機(jī)制。結(jié)果還顯示,重度富營養(yǎng)化湖泊中,氮磷比分布變化范圍極廣,表明在總磷濃度大于0.4mg/L的城市淺水湖泊中,氮、磷營養(yǎng)鹽濃度遠(yuǎn)超浮游植物同化能力,此時氮磷比不能作為區(qū)分營養(yǎng)鹽限制因素的指標(biāo)。
　　(2)在室內(nèi)培養(yǎng)條件下,總磷濃度在0.8mg/L以下時,微囊藻的最大現(xiàn)存量隨著總磷濃度的增加而明顯增加,但與野外監(jiān)測結(jié)果不同,當(dāng)總磷濃度超過0.8mg/L時其最大現(xiàn)存量增長幅度變小。表明總磷濃度具有最適于微

5、囊藻等非絲狀群體性藍(lán)藻的生長閾值,該閾值在室內(nèi)培養(yǎng)條件下可能在0.5～0.8mg/L左右,大于野外自然條件下的0.2～0.5 mg/L。原因可能在于室內(nèi)培養(yǎng)條件下銅綠微囊藻多為分散的個體細(xì)胞,沒有形成群體膠鞘導(dǎo)致的對總磷同化利用能力的差異。
　　(3)紫陽湖生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施過程中不同水生植物對浮游植物密度、種群結(jié)構(gòu)的監(jiān)測結(jié)果表明,與挺水植物(苦草)和浮葉植物(睡蓮)相比,沉水植物(金魚藻)能有效抑制周圍浮游生物的生長;其抑藻作用要

6、強(qiáng)于挺水和浮葉植物。這種抑制作用除了對浮游植物生物量的限制外,還表現(xiàn)在對其群落結(jié)構(gòu)的改變上,金魚藻種植區(qū)的浮游植物各物種構(gòu)成比重較均衡,沒有明顯的優(yōu)勢種。
　　(4)在分析總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)評價已有成果的基礎(chǔ)上,提出了一種基于修復(fù)進(jìn)程的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)評價指標(biāo)體系,該指標(biāo)體系采用待評指標(biāo)單位時間內(nèi)的變化率計算修復(fù)度得分,加權(quán)求和后得到綜合修復(fù)度指標(biāo)(IRI)。該指標(biāo)不是基于生態(tài)系統(tǒng)的某個狀態(tài)而言的,而是引入基于進(jìn)程的概念進(jìn)行評價。IRI