綠潮硬毛藻衰亡分解對榮成天鵝湖水體氮磷水平的影響研究.pdf

1、近年來，隨著水體富營養(yǎng)化日益加重，我國黃海地區(qū)綠潮暴發(fā)的頻率也逐年增大，綠潮藻類的大量滋生與衰亡分解已成為水環(huán)境的重要營養(yǎng)負(fù)荷。榮成天鵝湖是位于山東半島的天然瀉湖，近年來絲狀硬毛藻（Chaetomorpha sp.）連續(xù)暴發(fā)，導(dǎo)致水環(huán)境日益惡化。本文通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)和野外采樣調(diào)查，研究了硬毛藻分解過程中藻體氮磷營養(yǎng)鹽的釋放規(guī)律，探討了藻類分解和環(huán)境條件變化對沉積物中氮磷釋放的影響，闡明了綠潮藻類分解對天鵝湖水體氮磷水平的直接和間接影響，

2、并初步明確了有機(jī)質(zhì)腐解對硬毛藻生長的影響。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）硬毛藻衰亡分解過程中藻體氮磷的釋放規(guī)律
　　溫度是影響硬毛藻藻體營養(yǎng)鹽釋放的重要因素，高溫（30℃）可促進(jìn)藻體分解，而沉積物和水體營養(yǎng)水平對分解的影響相對較小。試驗(yàn)前期（0～7 d），硬毛藻的分解速率較大，藻分解過程中向水體釋放大量的磷，釋放率高達(dá)91.63％；而藻體氮的釋放量較低，且持續(xù)時(shí)間較長，釋放率僅為73.01%。溫度、沉積物對藻體氮磷釋放的影響

3、均達(dá)顯著水平（P＜0.01），各因子對氮的影響效應(yīng)為：沉積物>溫度>營養(yǎng)鹽水平，而對磷的效應(yīng)表現(xiàn)為：溫度>沉積物>營養(yǎng)鹽水平。溫度較高時(shí)，藻體氮磷釋放率較大。因此，在高溫夏季，應(yīng)及時(shí)清理水體中的藻類殘?bào)w，以免造成二次污染。（2）硬毛藻分解對天鵝湖不同湖區(qū)沉積物氮磷釋放的影響
　　硬毛藻衰亡分解使上覆水體氮含量明顯上升，且試驗(yàn)初期上升較快，之后趨于穩(wěn)定；磷含量則表現(xiàn)為前期（0～7 d）變化不大，后期（16～21 d）大幅增加。不同湖

4、區(qū)上覆水體氮磷含量均表現(xiàn)為：有沉積物含藻處理>無沉積物含藻處理>有沉積物無藻處理。在硬毛藻分解的影響下，天鵝湖各湖區(qū)沉積物的氮磷釋放能力差異較大，氮釋放量的順序?yàn)楹行?西北部>南部，而磷則為西北部>湖中心>南部。在綠潮硬毛藻的衰亡階段，由于前期藻體氮磷的直接釋放和后期對沉積物氮磷釋放的促進(jìn)作用，使得水體氮磷含量明顯增加，從而加重了水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
　?。?）環(huán)境因子變化對沉積物中氮磷釋放的影響
　　在藻分解條件下，環(huán)境

5、因子的變化對天鵝湖沉積物中氮磷的釋放具有明顯影響，含藻處理水體氮磷含量均高于無藻處理。高溫條件利于沉積物中氮磷的釋放，溫度越高，沉積物氮磷的釋放能力越強(qiáng)。藻分解過程中，高溫條件下水體氨氮和可溶性磷的含量變幅分別高達(dá)0.82～3.98 mg·L-1和0.28～1.26 mg·L-1。擾動(dòng)對沉積物氮磷釋放的影響表現(xiàn)為擾動(dòng)頻率300 r·min-1>100 r·min-1>0 r·min-1，其中不擾動(dòng)處理組水體氮含量明顯低于擾動(dòng)處理。溶解氧

6、水平對天鵝湖沉積物氮磷的釋放影響明顯，在含藻和無藻條件下水體氮磷含量均表現(xiàn)為：還原狀態(tài)>中度氧化狀態(tài)>氧化狀態(tài)，其中含藻處理組不同溶解氧水平間差異較大。
　?。?）不同湖區(qū)沉積物-水界面氮磷擴(kuò)散通量的估算
　　在春季，天鵝湖水體總氮和總磷的含量空間差異較大，其中西北部和西部含量相對較高。各樣點(diǎn)上覆水氨氮和可溶性磷含量明顯低于間隙水，沉積物中營養(yǎng)鹽具有向上覆水體遷移的趨勢。不同湖區(qū)沉積物-水界面氮磷的擴(kuò)散能力差異較大，氨氮和可

7、溶性磷的擴(kuò)散通量變幅分別為1.10～5.45 mg·m-2·d-1和0.003～0.175 mg·m-2·d-1，其中西北部和西部的擴(kuò)散通量較大，且這兩個(gè)區(qū)域新鮮沉積物中的活性氮磷含量也較高。因此，天鵝湖西北部和西部沉積物中的氮磷釋放能力相對較大，這與室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。
　　（5）有機(jī)質(zhì)腐解對硬毛藻生長的影響
　　不同殘?jiān)迕芏鹊臈l件下，水體總氮與總磷含量在試驗(yàn)前期均大幅增加，中后期含量下降并趨于平穩(wěn)，變幅分別為3.09