巢湖微囊藻和魚腥藻時(shí)空轉(zhuǎn)換機(jī)制研究.pdf

1、巢湖是中國(guó)第五大淺水湖泊，由于嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化頻繁暴發(fā)藍(lán)藻水華，微囊藻和魚腥藻是其主要的水華藍(lán)藻組成種。通常春季以魚腥藻占優(yōu)勢(shì)，夏季以微囊藻占優(yōu)，秋冬季又轉(zhuǎn)變?yōu)轸~腥藻，然而在夏季巢湖東湖區(qū)也出現(xiàn)大面積的魚腥藻，這不能被兩種藻演替的季節(jié)性規(guī)律所解釋。為闡明巢湖微囊藻和魚腥藻演替的內(nèi)在機(jī)制，本文對(duì)巢湖不同季節(jié)、不同湖區(qū)的浮游植物進(jìn)行周年調(diào)查，以分析巢湖不同季節(jié)不同湖區(qū)微囊藻和魚腥藻的時(shí)空演替，并通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究微囊藻和魚腥藻轉(zhuǎn)換的生理基礎(chǔ)，用

2、以解釋巢湖微囊藻和魚腥藻演替的過(guò)程。研究主要結(jié)果歸納如下:
　　(1)巢湖微囊藻和魚腥藻的時(shí)空演替特征及其驅(qū)動(dòng)因素
　　2015年1月至12月對(duì)巢湖9個(gè)采樣斷面所采集的浮游植物的分類結(jié)果顯示，巢湖藍(lán)藻以微囊藻、魚腥藻為主要的優(yōu)勢(shì)種群，時(shí)空演替明顯。季節(jié)上，春季以魚腥藻占優(yōu)勢(shì)，夏季西湖區(qū)以微囊藻占優(yōu)勢(shì)，東湖區(qū)以魚腥藻占優(yōu)勢(shì)，秋冬季再轉(zhuǎn)變?yōu)轸~腥藻。巢湖不同時(shí)期的浮游植物存在差異，其中，魚腥藻在12次調(diào)查中的優(yōu)勢(shì)度均＞0.02，成

3、為巢湖的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，而微囊藻在7、8、9月份優(yōu)勢(shì)度分別為0.375、0.531、0.376，成為巢湖夏季的優(yōu)勢(shì)藻。RDA分析結(jié)果顯示，巢湖浮游植物受水環(huán)境因子影響較為明顯，整體上，T、TN、DTP、CODMn、Si是影響巢湖浮游植物分布格局的主要因素。
　　(2)巢湖微囊藻和魚腥藻單細(xì)胞與群體粒徑的季節(jié)性變化
　　2016年11月至2017年10月對(duì)巢湖東中西部布設(shè)的6個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)果表明，中部湖區(qū)魚腥藻在8、9月

4、份沒有出現(xiàn)，西部湖區(qū)在4、7、8、9、10月沒有，東部湖區(qū)均有出現(xiàn)。微囊藻在東部湖區(qū)11月至3月均沒有出現(xiàn)，而中部湖區(qū)12月至3月沒有出現(xiàn)，西湖區(qū)是12月至4月均沒有出現(xiàn)。魚腥藻群體粒徑從春季到秋季再到冬季呈現(xiàn)先減小再增大的趨勢(shì)，春季和秋季魚腥藻群體粒徑整體變化不大，而冬季魚腥藻群體粒徑大于其它季節(jié)很多。微囊藻群體直徑從春季到秋季呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì)。魚腥藻單細(xì)胞粒徑春夏兩季明顯小于秋冬兩季，在2月份魚腥藻單細(xì)胞直徑最大，4月份細(xì)胞直

5、徑變?yōu)樽钚?。微囊藻單?xì)胞直徑在11月份達(dá)到最大值，而在4月至10月細(xì)胞直徑變化不大。浮游植物比表面積在春季東中部湖區(qū)大于西部湖區(qū)，夏季東部湖區(qū)明顯大于中西部湖區(qū)，秋季全湖相差不大，而冬季東部湖區(qū)小于中西部湖區(qū)，較大的比表面積有利于兩種藻在其非優(yōu)勢(shì)季節(jié)的營(yíng)養(yǎng)鹽利用，從而保持一定的生長(zhǎng)速率。
　　(3)微囊藻和魚腥藻資源利用和調(diào)節(jié)的生理基礎(chǔ)
　　微囊藻和魚腥藻在磷資源飽和時(shí)，微囊藻對(duì)磷的最大吸收速率Vm為0.238，半飽和常數(shù)K

6、m為13.61，魚腥藻對(duì)磷的最大吸收速率Vm為0.055，半飽和常數(shù)為4.872。微囊藻和魚腥藻在氮資源飽和時(shí)，微囊藻對(duì)氮的最大吸收速率Vm為0.431，半飽和常數(shù)Km為1.894，魚腥藻對(duì)氮的最大吸收速率Vm為0.171，半飽和常數(shù)為1.351。微囊藻對(duì)磷和氮的最大吸收速率均大于魚腥藻表明在磷和氮充足的情況下，微囊藻和魚腥藻相比更易成為優(yōu)勢(shì)。微囊藻在30℃培養(yǎng)條件下生長(zhǎng)速度最快，第15天生物量可達(dá)1.75×107cells/ml，而在

7、15℃時(shí)生長(zhǎng)停滯。魚腥藻在15℃至35℃時(shí)均能生長(zhǎng)，但20℃是其最佳培養(yǎng)條件，該條件下第12天魚腥藻生物量可達(dá)1.49×107cells/ml，這表明高溫更有利于微囊藻的生長(zhǎng)。微囊藻在500lux培養(yǎng)條件下第16天生物量達(dá)到最大值為2.3×107cells/ml，魚腥藻在200lux培養(yǎng)條件下處于停滯狀態(tài)，在2000lux下第14天，生物量達(dá)到最大值為6.38×106cells/ml。在4000lux和8000lux培養(yǎng)條件下，微囊藻和

8、魚腥藻的生長(zhǎng)均受到抑制，和微囊藻相比，魚腥藻生長(zhǎng)需要更多的光能，但過(guò)高的光能會(huì)抑制生長(zhǎng)。
　　一般巢湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)在春季是以魚腥藻為主，夏季以微囊藻占優(yōu)勢(shì)，但東湖區(qū)仍出現(xiàn)大量的魚腥藻，秋冬兩季又轉(zhuǎn)為魚腥藻，究其原因:①魚腥藻對(duì)溫度的適應(yīng)范圍更廣，高溫下仍能存活并保持一定的生長(zhǎng)速率，這是夏季東部巢湖魚腥藻優(yōu)勢(shì)的環(huán)境調(diào)節(jié)因素;②在不同初始濃度下魚腥藻對(duì)磷酸鹽和硝酸鹽的半飽和常數(shù)Km值均小于微囊藻，這表明魚腥藻和微囊藻比具有更強(qiáng)的耐