利用大型围隔研究沉水植被对水体富营养化的影响

在严重富营养化的东湖设置大型围隔（20×29m）两个,并在其中引种沉水植物—菹草（PotamogetoncrispusL．）,探讨了菹草的恢复对水体富营养化的影响。菹草的恢复,使两个大型围隔中的各种营养盐水平都显著地低于围隔外围的湖水（P＜0．01）,溶解氧和透明度显著升高,电导率明显下降,即水质得到了明显的改善。又将其中一个围隔中已恢复的菹草全部收割并移出,在一个多月的期间,未被收割的围隔内水体中各种营养盐浓度比已收割围隔稍低,但未能达到统计学上的显著差异（P＞0．6）,对水体浮游植物叶绿素a浓度也没有显著影响。即在短期（一个月左右）未使水质明显恶化。     

不同体型大小的鲢对富营养化水体中浮游植物的影响

浮游植物生物量及群落结构的变化是水体富营养程度的重要表征。鲢是典型的滤食性鱼类, 不同大小的鲢会因鳃耙间距的不同对浮游植物进行选择性滤食。为研究不同体型大小的鲢对富营养化水体中浮游植物的影响, 于2016年秋季在广东省流溪河水库进行了模拟富营养化条件的室外围隔 (体积约为85 m3) 实验, 设置了三个实验组: 无鱼对照组、大白鲢组 (625.00 ± 25.00) g·ind–1和小白鲢组 (10.10 ± 0.50) g·ind–1, 每组3个重复, 以7 g·m–3 的密度放养鲢2周后, 分别采集浮游植物样品。研究结果显示, 实验结束时有鱼组浮游植物生物量均显著低于对照组, 其中小白鲢组浮游植物的生物量显著低于大白鲢组, 且主要差距为20 μm以下的浮游植物。同时, 小白鲢组、大白鲢组和对照组的浮游植物群落结构差异显著, 冗余分析 (RDA) 显示微囊藻和隐藻是造成大白鲢组与小白鲢组群落差异的关键藻属。研究发现小白鲢对浮游植物, 尤其是微型浮游植物 (<20 μm) 的控制效果比大白鲢更好。此结果对水体管理具有一定的参考意义。     

淀山湖基于初级生产力的鲢鳙富营养化控制

于2008年10月—2009年9月,采用黑白瓶测溶氧法对淀山湖湖南区和围隔区初级生产力进行逐月测定,依据测定的湖南区初级生产力估算鲢、鳙渔产潜力及合理放养量,讨论温度、透明度、营养盐、叶绿素a等理化因子与初级生产力的相关性,分析鲢、鳙放养对淀山湖水体营养物质的定量去除效果。结果表明:1)湖南区平均水柱日毛产量(PG)为4.02gO2.m-2,8月最高、1月最低,净产量(PN)为1.99gO2.m-2,年PN/PG=52%;2)0～0.5m水层对水柱初级生产力贡献最大,湖南区占32.3%、围隔区占32.2%;3)初级生产力与透明度、水温呈明显正相关,与其他理化因子相关性不明显;4)淀山湖浮游植物年生产量为28.18×104t,按鲢鳙3:1比例放养,鲢渔产潜力为1621.58t,鳙为1216.18t,鲢合理放养量为16.94t.km-2,鳙合理放养量为6.35t.km-2;5)以淀山湖每年渔产2837.76t计算,可以固定氮、磷分别为85.50t、7.63t,由此可使淀山湖水体中氮、磷含量分别降低0.67和0.06mg.L-1。     

不同放养和管理模式下三角帆蚌养殖水体中的浮游生物和初级生产力

通过围隔实验研究了3种放养(单养三角帆蚌,蚌与鲢、鳙混养,蚌与银鲫混养)和2种管理(施肥、投饵兼施肥)模式下养殖水体的浮游生物和初级生产力.结果表明:围隔内浮游植物主要为＜20 μm粒级的种类,其中蓝藻、绿藻和裸藻占优势,硅藻、隐藻、黄藻和甲藻的数量和质量较低;实验期间,围隔内浮游植物数量和质量平均值分别为0.35×109～1.26×109 ind·L-1和32～86 mg·L-1,其中三角帆蚌与鲢、鳙混养的围隔内浮游植物数量和质量较高,蓝藻和硅藻数量和质量明显高于其它围隔;围隔内浮游动物数量以原生动物最多,其质量则以轮虫占优势,枝角类和桡足类等大型浮游动物的数量较少;单养蚌的围隔内浮游动物质量最高;与混养围隔相比,单养蚌的围隔内轮虫质量在浮游动物中的比例较低,桡足类的比例相对较高;蚌与鲢、鳙混养围隔内浮游动物数量最多,原生动物数量在浮游动物中的比例分别高于单养蚌和蚌、银鲫混养的围隔,而轮虫的比例低于后者;实验期间,围隔内初级生产力平均值为4.11～5.45 g O2·m-2·d-1,水呼吸为2.39～4.12 g O2·m-2·d-1,初级生产力与水呼吸的比值为1.25～1.99;单养蚌的围隔内初级生产力最高,蚌、银鲫混养的围隔内初级生产力最低.结果表明:三角帆蚌养殖水体内浮游植物和浮游动物均表现出小型化的趋势;较高的浮游植物数量和质量,特别是较高的硅藻数量和质量,可能是三角帆蚌与鲢、鳙混养围隔内二龄蚌生长较好的原因之一;浮游植物种类组成较初级生产力对蚌生长的影响更大.     

透明度胁迫对菹草(Potamogeton crispus)生长的定量影响及其生长动力学模型

在实验室研究了不同水体透明度对沉水植物菹草生长的影响,结果表明,在实验条件下,当水体透明度低于12cm时,菹草由于水下光照不足而无法存活;透明度为15cm时菹草的生物量明显低于透明度为70cm(对照)、35cm和20cm 3种情况下的生物量,表明在透明度为15cm时,菹草的生长受到了明显的抑制.实验期间,菹草生物量变化的回归分析表明,不同透明度下菹草的生长均符合逻辑斯谛曲线.采用逻辑斯谛方程描述菹草的生长规律,结合实验结果,确定不同水体透明度下菹草的生长参数,结果显示:水体透明度对菹草生长的内禀增长率rm影响较大,而对菹草生长的环境容纳量k无明显影响.综合考虑水体透明度对菹草生长的影响,建立考虑水深和透明度因素的菹草生长动力学模型,该模型可预测出在外部水环境因素作用下菹草的动态生长过程.     

盐碱池塘围隔生态系统的悬浮物结构及有机碳库储量

1 998年 4～ 7月对高青盐碱池塘单养鲢和罗非鱼围隔生态系统颗粒悬浮物构成和各有机碳库储量及动态进行了研究。结果表明 ,浮游生物的干重 (PZ)占总颗粒悬浮物干物质 (TS)的 4.2 6%～ 2 5 .97% ,平均 1 2 %。各围隔浮游植物干重(DWP)平均值变化范围为 0 .1 6～ 0 .70 mg/L,有鱼围隔均比无鱼围隔的大。浮游动物干重 (DWZ)平均值变化范围为0 .3 2～ 2 .81 mg/L,养鲢围隔中最小 ,小于无鱼对照围隔 ,养罗非鱼围隔明显高于养鲢围隔。颗粒悬浮物的灰分含量平均值为 42 .3 8%。溶解有机碳 (DOC)、颗粒有机碳 (POC)库储量平均值分别为 5 .40± 1 .61 mg C/L和 1 .96± 0 .96mg/L。各处理围隔间颗粒有机物的 C/N比的平均值比较接近 ,总平均值为 6.97± 0 .2 4。 TOC、DOC和 POC比例为 1∶ 0 .73∶0 .2 7。浮游生物碳和腐质颗粒碳占 POC的比例的平均值分别为 3 4.65 %和 65 .3 5 %。腐质颗粒碳、浮游动物碳与浮游植物碳的比例为 9.2 9∶ 3 .71∶ 1。浮游生物碳中浮游动物碳占 78.8% ,浮游植物碳占 2 1 .2 %。浮游动物碳比浮游植物碳高 ,这可能是内陆盐水的通性。盐碱池塘围隔生态系统颗粒有机碳 (POC,mg C/L)与浮游植物叶绿素 a(Chla,μg/L)和悬浮颗粒有机物 (SO,mg/L)之间存在显著的正相关关系 ,其回归方程分别为     

无根萍、酵母菌和红螺菌的水质净化和抑藻作用

从2005年9月到2005年10月,利用莲花湖中的3个49m²,深度为1.5m的围隔进行生物水质净化和除藻研究。1#围隔为对照,2#围隔水体中加入无根萍,3#围隔水体中喷洒酵母菌和光合细菌。与1#围隔比较,2#围隔水面的无根萍的数目在300L×5×10³L^-1,3#围隔的喷洒复合菌数目酵母菌(300L×4×10⁵L^-1)和红螺菌(300 L×8×10⁸L^-1)。本实验结果表明:在30d内,2#和3#围隔中的TP分别下降40%、25%;TN分别下降43%、16%;叶绿素含量分别下降51%、31%。透明度增加了87cm、55cm;pH值降低了1.09、0.69。本研究表明无根萍与酵母菌和红螺菌对水体理化性质有明显的改善,对藻类生长有明显的抑制作用。     

水体浊度对菹草(Potamogeton cripus)幼苗生长发育的影响

用粒径小于100μm的泥沙配置浊度为30、60、90、120、150NTU和180NTU的混浊水体,将菹草（Potamogeton cipus）幼苗分别移栽于上述水体中,观测菹草幼苗在各浊度水体中的生长发育状况,并用水下饱和脉冲叶绿素荧光仪（DIVING-PAM）测定菹草幼苗光合作用PSⅡ最大量子产量（Fv/Fm）、有效荧光产量（Yield）、光化学荧光淬灭系数（qP）、非光化学荧光淬灭系数（qN）等指标。结果表明,菹草幼苗对混浊水体有较强的耐受能力,在30、60NTU和90NTU的混浊水体中,水体浊度对菹草幼苗的存活、生长发育及光合结构PSⅡ影响不显著（P〉0．05）。当水体浊度≥120NTU时,在短期（〈10d）胁迫下,水体浊度对于菹草幼苗的存活、生长发育无显著影响（P〉0．05）,但是,随着胁迫时间的延长（〉10d）,菹草幼苗虽能成活但生长发育明显受到抑制,幼苗叶片受光胁迫时,能通过增加热耗散（qN）保护其光合结构PSⅡ免受伤害;而更长时间的胁迫（80d）,在高浊度（120、150NTU和180NTU）水体中的菹草幼苗开始大量死亡,其Fv/Fm、Yield、qP值均显著低于对照（P〈0．05）,qN值的急剧下降,说明光合结构PSⅡ开始受到破坏。     

鲤对浅水湖泊水质影响的围隔实验研究

鲤是我国浅水湖泊常见鱼类,鲤可以通过扰动底泥、牧食浮游动物、排泄营养盐等途径影响湖泊水质。为了研究鲤对浅水湖泊水质的影响,论文于2009年6月23日至8月18日在暨南大学明湖进行原位围隔实验。实验分为三个处理组(三组围隔):(1)在围隔中放养鲤(放鱼组);(2)在围隔底部放置塑料隔网,在隔网上部空间放养鲤(放鱼放网组);(3)围隔中不放隔网也不放鲤(空白对照组)。实验结果表明:鲤可以显著增加水体悬浮物、总氮、总磷和叶绿素a含量,显著降低了水体透明度。而鲤是否扰动底泥对水体悬浮物、总氮、总磷和叶绿素a含量等指标的影响不显著。 因此,该研究中鲤对浅水湖泊的影响可能主要是通过排泄等途径实现的,鲤扰动底泥对水质的影响不大。     

放养鲢鱼(Hypophthalmichys molitrix C et V)对水库围隔浮游生物群落的影响

本文研究在水库围隔实验生态系统中鲢鱼对浮游生物群落的影响。结果表明,放养鲢鱼后,浮游动物生物量、浮游植物生物量、叶绿素a和浮游植物毛产量分别下降了58.7％、63.6％、52.5％和65.0％;透明度、浮游植物群落多样性指数分别提高了18.2％、32.5％;铜绿微囊藻数量减少了90.6％“水华”得到明显抑制。但小型绿藻(<20μm)数量未出现显著变化,因而其在藻类生物量中所占比例反而提高了82.3％。围隔内可被鲢鱼滤食的大型藻类(硅藻、甲藻、隐藻和绿藻(>20μm))占藻类生物量的85.8％,因此鲢鱼的存在能明显限制浮游植物的生物量。此外,放养鲢鱼还显著降低了水体中的COD,TP,DO和pH值,这表明鲢鱼对水质有净化作用。     

Effects of a filter-feeding fish [silver carp, Hypophthalmichthys molitrix (Val.)] on phyto- and zooplankton in a mesotrophic reservoir: results from an enclosure experiment

SUMMARY 1. Silver carp, Hypophthalmichthys molitrix (Val.), feeds on both phyto- and zooplankton and has been used in lake biomanipulation studies to suppress algal biomass. Because reports on the effects of silver carp on lake food webs have been contradictory, we conducted an enclosure experiment to test how a moderate biomass of the fish (10 g wet weight m⁻³) affects phytoplankton and crustacean zooplankton in a mesotrophic temperate reservoir.
2. Phytoplankton biomass <30 μm and particulate organic carbon (POC) <30 μm were significantly higher in enclosures with silver carp than in enclosures without fish, whereas Secchi depth was lower. Total copepod biomass declined strongly in both treatments during the experiment, but it was significantly higher in fish-free enclosures. Daphnid biomass was also consistently higher in enclosures without fish, although this effect was not significant. However, the presence of fish led to a fast and significant decrease in the size at maturity of Daphnia galeata Sars. Thus, the moderate biomass of silver carp had a stronger negative effect on cladoceran zooplankton than on phytoplankton.
3. Based on these results and those of previous studies, we conclude that silver carp should be used for biomanipulation only if the primary aim is to reduce nuisance blooms of large phytoplankton species (e.g. cyanobacteria) that cannot be effectively controlled by large herbivorous zooplankton. Therefore, stocking of silver carp appears to be most appropriate in tropical lakes that are highly productive and naturally lack large cladoceran zooplankton.     

用鲢鳙直接控制微囊藻水华的围隔试验和湖泊实践

为了控制水体富营养化所形成的水华,国外经典的生物操纵论者提倡放养食鱼性鱼类以控制食浮游生物的鱼类,藉此壮大浮游动物种群,然后借助浮游动物遏制藻类.按照这条思路,以浮游生物为食的鲢和鳙应该是清除的对象.本文作者认为我国湖泊中危害性最大的是微囊藻水华,而浮游动物根本不能摄食这种水华,不如直接利用鲢鳙进行控制,因而1989-1992年间在武汉的东湖进行了三次原位围隔试验,2000年再度重复了一次围隔试验,结果证明,迄今在东湖中已消失18年的微囊藻水华,重新出现在不养鱼的围隔里.在养入一定密度的鲢或/和鳙的围隔中,就没有水华出现.已经出现水华的围隔,放入适当密度的鲢或/和鳙后,在短期内水华又复消失;而放入草鱼的围隔,则水华始终持续,不受影响.说明鲢和鳙能有效地遏制微囊藻水华.鲢、鳙遏制水华的有效放养密度(亦即有效生物量)为46-50g·m^-3.东湖湖泊中鲢、鳙的生物量,直到1985年才达到这个水平,所以1985年湖里反常地没有出现水华.往后的年份,东湖的鱼产量越来越高,也就是湖里鲢、鳙的生物量越来越大,所以迄今没有微囊藻卷土重来的机会.东湖的水质和其他非生物条件仍适于蓝藻水华的发生与发展,如果东湖鲢、鳙的产量下降到阈值以下,亦即降到1985年以前1000t水平,那么微囊藻及其它蓝藻水华的重来将是不可避免的.经典的生物操纵论学说和措施不能解决微囊藻水华猖獗的问题.相反,用滤食浮游生物的鲢和鳙直接遏制微囊藻却是有实验根据并已被渔业生产实践证明行之有效的.     

Changes in the plankton community following introduction of filter-feeding planktivorous fish

1. We conducted enclosure experiments in a shallow eutrophic lake, in which a biomass gradient of the filter-feeding planktivore, silver carp, Hypophthalmichthys molitrix Valenciennes, was created, and subsequent community changes in both zooplankton and phytoplankton were examined.
2. During a summer experiment, a bloom of Anabaena flos-aquae developed (≈ 8000 cells mL⁻¹) solely in an enclosure without silver carp. Concurrent with, or slightly preceding the Anabaena bloom, the number of rotifer species and their abundance increased from seven to twelve species (1700–14 400 organisms L⁻¹) after the bloom in this fish-free enclosure. Protozoans and bacteria were generally insensitive to the gradient of silver carp biomass.
3. During an autumn experiment, on the other hand, large herbivorous crustaceans were more efficient than silver carp in suppressing the algae, partly because the lower water temperature (≈ 24 °C) inhibited active feeding of this warm-water fish and also formation of algal colonies. Heterotrophic nanoflagellate and bacterial densities were also influenced negatively by the crustaceans.
4. Correspondence analysis (CA) was applied to the weekly community data of zooplankton and phytoplankton. A major effect detected in the zooplankton community was the presence/absence of silver carp rather than the biomass of silver carp, whereas that in the phytoplankton community was the fish biomass before the Anabaena bloom, but shifted to the presence/absence of the fish after the bloom.     

不同生活型大型植物对浮游植物群落的影响

湖泊加速富营养化是世界范围内的普遍现象,由此造成水质恶化,藻类大量增生,水生植被特别是沉水植物衰退乃至消失,生物多样性降低,严重影响湖泊主要功能的发挥。大型植物与浮游植物都是浅水湖泊的初级生产者,其间存在复杂的相互关系,如除竞争作用外,还可能存在相生...     

Ecosystem development in different types of littoral enclosures

Macrophyte growth was studied in two enclosure types (gauze and polythene) in a homogeneousPotamogeton pectinatus bed in Lake Veluwe (The Netherlands). The gauze was expected to allow for sufficient exchange with the lake to maintain similar seston densities, the polythene was expected to exclude fish activity and most water exchange. Polythene enclosures held higher totalP. pectinatus biomass (ash-free dry weight, AFDW) than the lake, gauze enclosures were intermediate. The enclosures had a higher abundance of other macrophyte species (Chara sp.,Potamogeton pusillus) than the lake. Seston ash content was not but seston AFDW, periphyton ash content and AFDW were lower in polythene than in gauze enclosures. The difference in plant biomass between gauze and polythene may be attributed to a difference in periphyton density and in seston AFDW due to zooplankton grazing (Rotatoria andDaphnia densities were higher in polythene enclosures). Since seston and periphyton AFDW and ash content were similar in lake and gauze enclosures, the intermediate macrophyte biomass in the gauze enclosures may be explained by reduced wave action and mechanical stress. Alternatively, phytoplankton inhibition by allelopathic excretions from the macrophytes may have caused the high macrophyte biomass in the polythene, and an absence of sediment-disturbing fish the intermediate biomass in the gauze enclosures. Creation of sheltered areas may favour macrophyte growth through both mechanisms and we conclude that this can be an important tool in littoral biomanipulation.     

玄武湖菹草种群的发生原因及人工收割对水环境的影响

利用以沉水植物为主的水生植物进行水体生态修复是目前研究的热点问题, 为研究南京玄武湖2005-2006年的菹草(Potamogeton crispus)种群发生的原因及人工收割对水体的影响, 对玄武湖不同湖区定期监测其透明度、溶解氧、pH、TN、TP等水质指标, 并进行分析, 结果表明: 对湖泊蓝藻水华的应急处理, 使水体透明度提高179.5%, DO含量增高24.1%, TN、TP分别降低54.1%、74.5%, pH由9.1降至8.7, 水质改善是菹草种群萌发并能大规模生长的主要原因。而菹草生长阶段短期内对菹草进行大规模收割使水体DO含量降低42.1%, 透明度下降51.5%(P0.05), 收割虽从水体中携带走部分氮、磷营养盐, 但差异不显著(P0.05), 且收割后TP出现升高现象。故在对草藻型湖泊生态修复过程中, 可先期通过物理或化学手段改善水体透明度、调节pH、降低营养盐, 使其满足水生植物萌发及幼苗生长的需求, 为水生植物后期存活并生长打下基础, 在后期生态管理过程中, 应逐步收割植株, 缓慢从水体携带营养盐, 以达到改善水质, 恢复及重建水生生态系统的目的。       

富营养湖泊滇池水华蓝藻的机械清除

富营养湖泊暴发蓝藻水华时可集聚浓度达n× 10 8— 9cell/L ,利用重力振动、旋振和离心等方法收集富藻水 ,逐次浓缩、脱水后得藻泥 ;根据需要可对藻泥进行干燥 ,得到干藻粉。 2 0 0 1年 4月至 2 0 0 2年 11月在云南滇池以上述方式清除蓝藻水华 35 1d ,共处理富藻水 4 2 6 4 8m3 ,折合清除水华蓝藻干重为 4 6 0 .83t。按所清除的蓝藻干粉的总氮、总磷、总钾、粗有机质及重金属的平均含量计算 ,相当于从试验区水体中去除了氮 (N) 37.33t、磷 (P) 2 .71t、钾 (K)2 .4 9t及粗有机质 2 0 0 .32t;重金属铅 (Pb) 2 .2 89kg、砷 (As) 2 .2 3kg、汞 (Hg) 2 .3kg、镉 (Cd) 0 .5 1kg。表明在富营养湖泊中水华蓝藻大量暴发时 ,采用机械除藻 ,对控制蓝藻水华污染 ,有效降低内源氮、磷等污染物负荷具有十分重要的作用     

The effect of small zooplankton on the microbial loop and edible algae during a cyanobacterial bloom

SUMMARY 1. We studied the effect of the small crustacean zooplankton on heterotrophic micro-organisms and edible phytoplankton in a eutrophic lake during a cyanobacterial bloom.
2. Small (15 L) enclosures were filled with natural or screened (100 μm) lake water and incubated for 5 days in the lake. Screening removed crustacean zooplankton but the initial density of rotifers and phytoplankton remained the same in control and removal treatments. Changes in the abundance and biomass of bacteria, autotrophic picoplankton (APP), heterotrophic nanoflagellates (HNF) and ciliates were measured daily.
3. The crustacean zooplankton, dominated by the small cladoceran Chydorus sphaericus , did not affect cyanobacteria, the main phytoplankton group during the experiment.
4. The removal of the crustacean zooplankton induced a higher abundance of ciliates and reduced that of the HNF, indicating the importance of ciliates in controlling HNF in this system.