經(jīng)典生物操縱在我國典型富營養(yǎng)化淺水湖泊條件下的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化及其導(dǎo)致的水華是全球普遍性的水環(huán)境問題,在我國尤為嚴(yán)重。歐美等國研究證明經(jīng)典生物操縱是湖泊富營養(yǎng)化和水華治理的有效方法,但是在我國尚未進(jìn)行過全面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和規(guī)?；瘜?shí)踐。由于我國氣候、地理?xiàng)l件、浮游動植群落和魚類種類組成與歐美不同,所以開展經(jīng)典生物操縱技術(shù)在我國富營養(yǎng)水體條件下的應(yīng)用基礎(chǔ)研究是非常必要的。
　　 本研究以圍隔和水池試驗(yàn)比較了經(jīng)典生物操縱與非經(jīng)典生物操縱對水質(zhì)和浮游動植物群落的作用效果,并調(diào)查分析了我

2、國長江中下游和西南地區(qū)代表性富營養(yǎng)化淺水湖泊是否具備經(jīng)典生物操縱所依賴的大型枝角類資源,結(jié)合枝角類的孵化條件研究,探索大型枝角類種群恢復(fù)條件和實(shí)施經(jīng)典生物操縱的水質(zhì)條件。同時(shí),以湖北地區(qū)的養(yǎng)殖水庫為研究對象調(diào)查了常見養(yǎng)殖魚類對經(jīng)典生物操縱的影響,旨在探討分析我國長江中下游和西南地區(qū)湖泊富營養(yǎng)化湖泊條件下實(shí)施經(jīng)典生物操縱技術(shù)的可行性以及關(guān)鍵工藝條件,本研究對評估經(jīng)典生物操縱在世界各地區(qū)的有效性也具有重要意義。
　　 本研究選取長江

3、中下游和西南地區(qū)共12個(gè)富營養(yǎng)化淺水湖泊為對象,調(diào)查了湖泊中的枝角類資源,結(jié)果發(fā)現(xiàn)調(diào)查的各湖泊底泥中蘊(yùn)含豐富的枝角類休眠卵,但大部分湖泊沉積物中的枝角類以小型為主,最常見的優(yōu)勢種為象鼻溞(Bosmina sp.)、裸腹溞屬(Moina sp.)、網(wǎng)紋溞屬(Ceriodaphnia sp.)和尖額潘(Aloha sp.)。除星云湖和大屯海外,底泥中均有大型枝角類溞屬Daphnia存在,其中透明溞(Daphniahyalina)、蚤狀溞(D

4、aphniapulex)、僧帽溞(Daphnia cucullata)、長刺溞(Daphnialongispina)和大型溞(Daphniamagna)五種均有發(fā)現(xiàn),數(shù)量在39-1605/m2。
　　 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分別研究了總氮(TN)、總磷(TP)、光照、溫度和溶氧五個(gè)因素對大型枝角類D.magna和常見小型枝角類M.micruca休眠卵孵化的影響。結(jié)果表明,M.micruca休眠卵在2 mg/L-4 mg/L TN,0.1 mg

5、/L-0.3mg/L TP,70μmol·m-2·s-1的光強(qiáng)以及30℃條件下,孵化率最高;D.magna休眠卵在有光照,25℃,低氧,0.1mg/L-0.3mg/L TP條件下孵化率較高。并且,休眠卵的野外原位掛瓶實(shí)驗(yàn)表明,光照是影響枝角類M.micruca和D.magna休眠卵孵化的重要因素,而水體的營養(yǎng)狀況對這兩種枝角類休眠卵的孵化無影響。
　　 在湖內(nèi)圍隔實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)水池實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn),添加大型枝角類Daphnia的圍隔(10

6、0ind/L)與投加濾食性魚類(鰱、鳙投放量均為50g/m3)圍隔中水體TN、TP和葉綠素含量與對照相比顯著降低,透明度增加(p＜0.05),說明經(jīng)典生物操縱與非經(jīng)典生物操縱對水質(zhì)改善均有一定作用,且兩種操縱方式對水體TN和TP的去除效果并無顯著差異(p＞0.05),但添加大型枝角類(100ind/L)比投放濾食性魚類更能有效降低水體葉綠素a的含量(p＜0.05)。在非經(jīng)典生物操縱方式中,投放鰱的水體TN和TP比投放鳙的水體低(p＜0.

7、05),鳙水體中葉綠素水平比鰱水體中高(p＜0.05)。
　　 以圍隔和水池實(shí)驗(yàn)研究了經(jīng)典生物操縱在低、中、高三種不同營養(yǎng)鹽水平下的效果。結(jié)果顯示不同的營養(yǎng)水平下,Daphnia的添加對水質(zhì)的改善效果不同。在低、中營養(yǎng)水平下(TP≤60μg/L,TN≤1.25mg/L),實(shí)驗(yàn)組中葉綠素含量顯著下降,透明度明顯增加,浮游植物的生物量顯著下降(p＜0.05)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同營養(yǎng)水平下實(shí)驗(yàn)組中浮游動植物的種類組成和密度不同。在湖內(nèi)圍

8、隔中,低、中營養(yǎng)水平下浮游動物以枝角類為優(yōu)勢種,且以大型Daphnia為主,浮游植物以小型綠藻為主;而高營養(yǎng)水平下則浮游動物以橈足類為主,且隱藻和甲藻在浮游植物中的比例升高。水池實(shí)驗(yàn)與圍隔實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似,在低、中營養(yǎng)水平下浮游動物以Daphnia為主,浮游植物硅藻和綠藻比初始明顯下降;在高營養(yǎng)水平下水體浮游動物組成中Daphnia比例下降,小型枝角類和橈足類比較上升,浮游植物微囊藻和色球藻比初始有所增加。
　　 湖北地區(qū)46個(gè)養(yǎng)殖

9、水庫調(diào)查結(jié)果表明不同養(yǎng)殖模式和水質(zhì)影響浮游動物組成,鯽魚養(yǎng)殖水庫水體總磷顯著高于其它魚類(p＜0.05),且水庫中浮游動物以輪蟲為主,達(dá)76％,而橈足類和枝角類比例分別占18.59%和5.41%;草魚養(yǎng)殖水庫中浮游動物橈足類比例達(dá)90%;放養(yǎng)鳙、鰱的水庫中枝角類和橈足類分別都占40%以上。
　　 綜上所述,我國長江中下游和西南地區(qū)12個(gè)富營養(yǎng)化淺水湖泊的底泥中大型枝角類資源豐富,在一定的營養(yǎng)水平下(TP≤60μg/L,TN≤1.