光照、N-P協(xié)同對三峽澎溪河典型優(yōu)勢藻的影響研究.pdf

1、三峽水利樞紐工程具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)等綜合效益，對于南水北調(diào)、環(huán)境、養(yǎng)殖影響卓著。但是其生態(tài)脆弱，水體營養(yǎng)物滯留，藻類水華現(xiàn)象頻發(fā)，頗受關(guān)注。N、P營養(yǎng)鹽是藻類生長代謝的第一要素，光照是藻類生長的另一必要條件。它們協(xié)同為藻種的光合生產(chǎn)提供能量支持和物質(zhì)供給。不同光照條件下藻類對N、P攝取代謝能力及其生理生態(tài)響應(yīng)具有較大差別，光照與N/P比協(xié)同對特定藻種影響實(shí)驗(yàn)研究仍鮮有報道。
　　本文是基于3個光強(qiáng)梯度（50、100以及200μm

2、ol/（m2s））和5個N/P水平（N/P=5、15、30、45以及60）的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以光合系統(tǒng)為重點(diǎn)，解析不同光照條件下光合系統(tǒng)對N/P改變的響應(yīng)機(jī)理；分析不同光照條件下藻類元素含量、細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)組成對N/P的響應(yīng)特征，辯識不同光強(qiáng)下的臨界N/P閾值范圍；在此基礎(chǔ)上通過不同水庫運(yùn)行階段的原位受控實(shí)驗(yàn)，解析臨界N/P比閾值范圍對水體原位藻種的指示性，評價不同水庫運(yùn)行狀態(tài)下N、P的相對限制關(guān)系。研究獲得了以下主要結(jié)論：

3、　　①小球藻在光強(qiáng)為50μmol/（m2s）時，光合作用并未受到明顯光強(qiáng)抑制而在光強(qiáng)為200μmol/（m2s）時，光合作用受光強(qiáng)抑制及熱耗散較大，光化學(xué)能量占天線系統(tǒng)吸收總能量的比例較小。
　?、趶牟煌琋/P比水平下的光合熒光動力學(xué)特征可以看出，光化學(xué)的能量占天線系統(tǒng)吸收的總能量的比例在各個光強(qiáng)下隨著進(jìn)水 N/P的增大而變小，熱耗散隨著進(jìn)水N/P的增大而增大。以不同光強(qiáng)、不同N/P比下的光合作用活性作為判據(jù)，小球藻光合作用活性在

4、光強(qiáng)為50μmol/（m2s）時在N/P=15和30時達(dá)到最大值，在光強(qiáng)100、200μmol/（m2s）時在N/P=30和45時達(dá)到最大值。在光強(qiáng)為50μmol/（m2s）時，臨界N/P可能的閾值范圍在15~30之間；而光強(qiáng)為100和200μmol/（m2s）時臨界N/P可能的閾值范圍在30~45之間。
　?、鄄煌鈴?qiáng)的元素C、N、P和生化物質(zhì)蛋白質(zhì)、RNA、Chla的含量是受到光強(qiáng)影響從而表現(xiàn)出差異性。在光強(qiáng)為50μmol/（

5、m2s）時，小球藻為獲得更多的能量需要更大的物質(zhì)投入，CellC、蛋白質(zhì)、Chla含量較高，在光強(qiáng)為200μmol/（m2s）時，小球藻為耗散多余能量而加速體內(nèi)物質(zhì)分解，CellC、蛋白質(zhì)、Chla含量較低。但CellP、RNA含量并不受光強(qiáng)變化而發(fā)生顯著影響。不同N/P比下藻類細(xì)胞內(nèi)C、N、P含量以及蛋白質(zhì)、RNA和Chla變化支持了前述中關(guān)于光強(qiáng)為50μmol/（m2s）的臨界N/P在15~30左右，光強(qiáng)為100和200μmol/（

6、m2 s）的臨界N/P在30~45左右的基本推斷。
　　④不同水庫運(yùn)行期間的原位實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)前述細(xì)胞內(nèi)N/P比的臨界閾值判斷，低水位時期，除銅綠微囊藻在培養(yǎng)末期受到 N相對限制外，其他藻種在研究期間主要處于P限制狀態(tài)。高水位時期，除空球藻在培養(yǎng)末期呈現(xiàn)N相對限制外，其他藻種均未呈現(xiàn)顯著的營養(yǎng)鹽限制。泄水運(yùn)行時期，培養(yǎng)初期所有藻種都處于 N限制狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)?zāi)┢诓煌L策略藻種呈現(xiàn)出的營養(yǎng)物相對限制性特征各不相同。上述結(jié)果同水體所