上海滴水湖两种枝角类对浮游植物群落牧食的模拟研究

于2012年9月通过浮游动物添加实验,研究了大型溞(Daphnia magna)和隆腺溞(Daphnia carinata)对上海滴水湖浮游植物群落结构的影响。结果表明,实验组氨氮和可溶性活性磷浓度与空白组相比显著增加,大型溞组浮游植物密度较空白组降低了70.3%,隆腺溞组浮游植物密度较空白组降低了80.0%,叶绿素a浓度分别下降了80.4%和75.2%,叶绿素a与氨氮、可溶性活性磷呈显著相关性。浮游植物的群落结构较空白组也发生较大变化,硅藻、蓝藻和绿藻密度比例明显降低,隐藻、裸藻和甲藻在实验结束时没有检出,说明大型溞和隆线溞能有效控制水体中浮游植物密度,并能够对浮游植物群落结构产生影响。同时,附着藻类密度较空白组也有明显减少,说明大型溞和隆线溞对附着藻类也有一定的牧食作用。     

富营养水体大型溞(Daphnia magna)的种群数量对浮游植物的控制效应

“非经典生物操纵”治理水体富营养化的手段在我国大量尝试, 结果有成有败, 原因聚焦于水溞作为关键种在水体中的种群数量问题。为研究不同密度溞类对包括水华蓝藻在内的浮游植物群落及其生物多样性的影响, 以蓝藻占优势的富营养型水体作为研究对象, 在实验室可控条件下进行了大型溞的种群密度操纵实验, 设置三个处理组: 对照组 0 个·L–1, 低密度溞 37.5 个·L–1, 高密度溞 125 个·L–1。结果显示, 与对照组相比, 低密度溞和高密度溞添加对浮游植物丰度和生物量具有显著的抑制效应, 表明大型溞对浮游植物的直接滤食效力高于营养盐再循环所产生的间接促进效力,这暗示着Daphnia 的添加对保持水体的清水态具有较好的效果。此外, 高密度溞添加组同时降低了浮游植物群落中蓝藻的比例, 并显著降低了浮游植物生物多样性, 使一些可以逃避Daphnia 捕食的大个体藻类(针杆藻)得以发展, 这暗示着Daphnia 对水华蓝藻的发生具有一定的抑制效应的同时, 过高密度的Daphnia 对浮游植物生物多样性的保持不利。     

浮游动物调控对浮游藻类的影响

浮游动物可以通过牧食作用来抑制浮游藻类的增长, 同时浮游动物排泄的营养盐又可以促进浮游藻类的增长,二者的强弱是浮游动物控制浮游藻类的关键。通过人为去除处理组水体中的浮游动物, 研究浮游动物生物量和群落结构的不同对富营养水体中浮游藻类的影响。研究结果显示处理组浮游动物总生物量低于空白组, 且缺乏大型枝角类溞属(Daphnia sp.); 去除浮游动物显著降低了水体中的总氮和总磷浓度以及浮游藻类生物量(叶绿素a), 同时增加了附着藻的生物量; 并且影响了浮游藻类群落结构: 对照组是空星藻(Coelastrum sp.)为优势种而处理组则为湖丝藻(Limnothrix sp.)和四集藻(Palmella sp.)。结果表明浮游动物排泄营养盐产生的上行效应大于牧食作用产生的下行效应。     

磷浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解磷浓度对水生植被恢复和生物操纵效果的影响, 分别用小环藻(Cyclotella sp.)、大型溞(Daphnia magna)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)代表浮游植物、浮游动物和大型沉水植物建立水生微宇宙模型, 在25℃、2600 lx光强和11 mg/L氮浓度条件下, 分别研究小环藻与大型溞、小环藻与金鱼藻、小环藻-大型溞-金鱼藻共培养时4种磷浓度(0.05、0.1、0.5和2 mg/L)下小环藻、大型溞、金鱼藻的增长率以及培养液中氮磷去除率的变化。结果表明: 小环藻与大型溞、小环藻与金鱼藻两两共培养时, 磷浓度为0.05-2 mg/L时, 金鱼藻和大型溞均生长良好, 小环藻受到明显抑制, 其密度保持较小幅度的正增长。在小环藻-大型溞-金鱼藻三者共培养时, 在0.05-2 mg/L的磷浓度范围内大型溞和金鱼藻生长良好, 与两两共培养相比, 小环藻则受到了更大程度的抑制, 在磷浓度为0.05-0.1 mg/L时藻密度呈现负增长. 这说明在水生态系统中, 大型浮游动物和沉水植物对浮游藻类的联合控制效果远好于各自单独的控制效果, 该控制效果随磷浓度的提高而减弱, 以0.1 mg/L的磷浓度为最佳。在实验结束后测定氮磷去除率发现, 在最低磷浓度(0.05 mg/L),即磷限制时, 水中磷去除率最高, 在最高磷浓度(2 mg/L), 即氮限制时, 水中氮去除率最高。     

巢湖春夏季节浮游甲壳动物群落演替的围隔实验研究

为研究巢湖浮游甲壳动物春夏季节的群落演替规律,于2012 年2 月19 日至2012 年7 月24 日（22 周）在巢湖进行了围隔实验。共设置三个处理组（即A 组：鲢鱼+营养盐;B组：鲢鱼+鳙鱼+营养盐;D 组：团头鲂+营养盐）和一个对照组（即C组：不添加鱼类和营养盐）。实验共记录浮游甲壳动物14 属21 种,其中枝角类9 属12 种,桡足类8 属9 种。透明溞（Daphnia hyalina）是春季所有围隔的优势种。春季浮游植物生物量和叶绿素a 浓度均处于较低水平。夏季以小型枝角类、大型中镖水蚤 （Sinodiaptomus sarsi）和剑水蚤占优势,其密度在围隔A、B和C中较低。夏季所有围隔中的Daphnia 种群均消失。在没有蓝藻水华和滤食性鱼类存在下,大型枝角类Daphnia 仍然被小型枝角类和桡足类所取代。结果显示,鱼类和营养盐共同决定了巢湖围隔浮游甲壳动物群落结构的季节变化。春季较高的Daphnia 种群密度也是巢湖Daphnia 仲夏消失的重要原因。     

大型枝角类蚤状溞对小型热带湖泊浮游植物群落影响的研究

2006年4月10日至2006年4月22日,采用原位吊瓶实验的方法,在暨南大学校园明湖中进行了大型枝角类蚤状溞(Daphnia pulex)对浮游植物种群变化和群落结构影响的实验。实验初期,明湖浮游植物群落的组成是以飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)和单角盘星藻(Pediastrum simplex)为优势种。在室内将蚤状溞培养至体长2mm以上,将蚤状溞加入到装满湖水的4.5L的透明瓶中,设置4个梯度:0ind(A,对照),10ind.(B),20ind(C)和30ind(D),每个梯度有3个平行,将实验瓶置于水表层50cm处。12d后实验结束,不同处理之间的浮游植物种群数量和组成有了明显的差异。与对照组相比,飞燕角甲藻和颗粒直链藻(Meclosira granulata)密度在实验组B、C和D中下降明显;小环藻(Cyclotella)和栅藻(Scenedesmus)等小型浮游植物在牧食压力比较大的C和D瓶中密度低于对照组,而在牧食压力相对较低的B瓶中,它们的密度高于对照组,这可能是由于蚤状溞加速了水体的营养盐循环反过来促进这些小型浮游植物的生长。处理组中绿藻门的盘星藻数量没有明显的下降,这与盘星藻不能被浮游动物直接滤食有关。实验结果表明蚤状溞对浮游植物的群落数量和组成的影响程度与其自身的种群密度密切相关,也与浮游植物群落结构有关。由于飞燕角甲藻是一种细胞较大的种类,蚤状溞对它的抑制作用主要是通过机械伤害作用实现的。     

稻虾共作水体浮游植物群落结构特征分析

为认识稻虾共作水体浮游植物群落结构特征, 于2016年4月至12月对江汉平原4处稻虾共作水体浮游植物和理化因子开展了逐月调查与分析。共鉴定出浮游植物7门124种, 其中绿藻78种、蓝藻16种、硅藻15种、裸藻3种、隐藻2种、甲藻7种、金藻3种。6—9月浮游植物的种类数、细胞密度、叶绿素a含量达到最大值, 最小值出现在12月份; 浮游植物细胞密度波动范围在1.37×105—2.93×108 cells/L, 叶绿素a含量的变化范围为0.15—208.60 μg/L。调查期间浮游植物的优势种共28种, 主要优势种有颤藻、蓝纤维藻、微囊藻、小球藻、隐藻等。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数周年变化范围为0.64—6.3, 多样性指数最高出现在10月份, 最低出现在8月份。结果显示, 稻虾共作水体浮游植物群落结构较复杂, 细胞密度变化显示时空的一致性, 优势种组成以及优势度存在明显的空间差异(P<0.05), 稻田的浅水环境以及小龙虾的养殖行为显著影响浮游植物群落的结构。鉴于藻类作为初级生产者对于水生态环境和小龙虾健康具有重要作用, 关注种养结合水体中藻类群落的演变规律对于保障稻田种养的综合效益具有积极意义。     

Fe限制对小球藻-隆线溞食物链的影响

为了研究环境中Fe限制对小球藻-隆线溞食物链的影响,在0～10000 nmol·L-1的范围内设置5个Fe3+浓度梯度培养小球藻(Chlorella vulgaris),22 d后收集藻细胞,然后将收集到的小球藻饲喂隆线溞(Daphnia carinata)14 d,观察小球藻和隆线溞的生长状况。结果表明:Fe3+浓度为0、10、100和1000 nmol·L-1时小球藻的生物密度和叶绿素a的含量都明显低于Fe3+浓度为10000 nmol·L-1时;Fe3+浓度的下降导致小球藻对N的吸收减少,对P的吸收增加;隆线溞的体长和总产幼数随着Fe3+浓度的下降而逐渐降低,当Fe3+浓度为10000 nmol·L-1时,隆线溞最终体长和总产幼数分别为3 mm和93个,而当Fe3+浓度为0 nmol·L-1时,隆线溞最终体长和总产幼数分别为2.6 mm和60个;这说明Fe限制不仅会影响小球藻的生长和其对N、P的吸收,还会抑制以小球藻为食的隆线溞的生长和繁殖。以上结果表明,Fe限制对小球藻-隆线溞食物链的上行效应显著,这有助于进一步了解Fe对淡水浮游动植物的影响。     

基于16S rDNA和COⅠ基因序列探讨四种溞类的系统关系和分类地位

为了检验已记录的4个溞属种类（(隆线溞Daphnia carinata、透明溞D. hyalina、蚤状溞D. pulex和大型溞D. magna）的系统分类, 用试剂盒法分别提取4种溞类的基因组DNA。利用特异性引物, 通过PCR扩增了4种溞属种类的16S rDNA和COⅠ基因部分序列, 并与来自GenBank中每个种类相似度较高的同种序列进行分析。结果表明, 基于16S rDNA和COⅠ基因, 4个溞属种类的平均种间相似度分别为85.56%和80.67%, 碱基中A+T含量均明显高于G+C含量。基于COⅠ基因, 巢湖隆线溞与来自GenBank上的拟同形溞（(Daphnia similoides AB549199）)相似度为99%, 分歧度为0.4%0.9%。就16S rDNA和COⅠ基因而言, 巢湖透明溞更接近于盔形溞（Daphnia galeata）。基于16S rDNA和COⅠ基因构建的NJ树和贝叶斯树, 两者的主要分枝基本一致。结果暗示, 巢湖隆线溞与拟同形溞为一个种, 透明溞应属于盔形溞。由于缺乏核基因的研究, 有关巢湖溞属的分类地位还需进行更深入的探讨。       

太湖梅梁湾大型控藻围栏对浮游甲壳动物群落结构的影响

2005年对太湖梅梁湾大型鲢、鳙控藻围栏内外浮游甲壳动物群落结构的季节变化进行了监测.结果表明:围栏内外的环境因子、浮游植物生物量、浮游甲壳动物种类组成无显著差异.但鲢、鳙放养对浮游甲壳动物的生物量产生了较大的影响,围栏内浮游甲壳动物的总生物量和枝角类的生物量显著低于围栏外.总体上,枝角类各种类的生物量受鲢、鳙放养的影响程度大于桡足类的种类.太湖梅梁湾浮游甲壳动物的季节演替明显,大部分种类只是季节性出现.冬季和春季以溞(Daphnia sp.)和近邻剑水蚤(Cyclops vicnus)等大型种类为主,夏季和秋季以象鼻溞(Bosmina sp.)、角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和中华窄腹剑水蚤(Limnoithona sinensis)等小型种类为主.典范对应分析表明,透明度、温度和浮游植物的生物量是影响浮游甲壳动物季节变化的主要因素.     

Periphyton as alternative food source for the filter-feeding cladoceran Daphnia magna

1.  Daphnia magna , a well-studied primary consumer, is mainly known as a filter feeder. In this study, we investigated the ability of D. magna to use periphyton as an alternative food source to phytoplankton. We examined the development of laboratory populations fed with different food sources ( Desmodesmus subspicatus and/or periphyton or neither) over a period of 42 days, and observed the behaviour of the daphnids.
2.  The addition of periphyton to phytoplankton food led to an increase of daphnid population biomass. When fed with periphyton as the only food source, a small but stable D. magna population developed.
3.  The behaviour of daphnids fed with both food sources revealed a preference for feeding on D. subspicatus . Only below a concentration of D. subspicatus of approximately 0.05 mg C L⁻¹ (0.4 × 10⁷ cells L⁻¹) did D. magna use periphyton as an alternative food source.
4.  Periphyton showed distinct reactions to grazing by D. magna . The thickness of the periphyton layer was reduced from about 4 to 1 mm and we observed a change in species composition due to grazing.
5.  The ability of D. magna to graze on periphyton could serve to stabilize its population density and reinforce its competitive advantage over other cladocerans. By switching between food sources, D. magna can act as a coupler between pelagic and benthic habitats and food webs.     

大庆新华湖藻类植物群落结构与环境因子的相关性

2014年5-10月对大庆新华湖藻类植物群落结构与环境因子的关系进行了初步研究, 为湖泊状况的动态监测提供基本数据。调查期间, 共发现藻类植物135种, 隶属5门63属, 其中硅藻门56种, 绿藻门49种, 蓝藻门15种, 裸藻门12种, 甲藻门3种。新华湖优势种共24种, 包括绿藻门14种, 蓝藻门6种, 硅藻门3种, 裸藻门1种, 且季节更替明显, 可以初步推断新华湖藻类植物群落组成为绿藻-硅藻型。新华湖藻类植物细胞丰度变化范围为37.57×10⁶-72.37×10⁶ cells·L^-1, 平均值为52.13×10⁶ cells·L^-1。多样性指数变化为: Simpson生态优势度指数(D)在0.642-0.928之间, Shannon-Weaver多样性指数(H')在1.698-3.1之间, Pielou均匀度指数(J)在0.324-0.561之间, 3种指数变化趋势一致, 均在秋季最高, 春季最低。研究表明, 水温、pH值、总磷、生化需氧量、溶解氧和水动力是影响新华湖藻类植物群落结构的主要因子。     

氮磷浓度对藻-溞-草间相互作用的影响

为了解氮磷浓度对生物操纵效果的影响, 以小球藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表, 建立了它们之间相互作用的水生微宇宙模型。研究了在25℃、2000—3000 lx 的温度和光照下, 不同氮磷浓度对三者生长的影响。结果表明: 两者共培养时, 在高氮(10.5 mg/L)条件下, 磷浓度小于0.1 mg/L 对大型溞繁殖和金鱼藻的生长有利; 磷浓度介于0.1—2 mg/L 时小球藻呈大暴发趋势, 而金鱼藻的生长则明显受抑制。在低氮(0.5 mg/L)条件下, 磷浓度不大于0.5 mg/L, 大型溞对小球藻有较好的抑制作用, 金鱼藻与小球藻无显著互抑现象; 磷浓度增大为2 mg/L 时, 小球藻对金鱼藻生长产生明显抑制。在0.05—2 mg/L 的磷浓度范围及高氮和低氮条件下三者共培养时, 大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且小球藻数量得到了有效抑制, 以磷浓度为0.1—0.5 mg/L 时效果最佳; N/P 比值对藻、溞、草间的相互作用有重要影响, 在藻-溞系统中, 大型沉水植物的加入可以大大提高控藻效果, 减小N/P 比值波动带来的不利影响。与低氮情况相比, 高氮条件对金鱼藻、大型溞及小球藻的增长均存在一定抑制作用。磷浓度为0.5 mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。       

新疆额尔齐斯河周丛藻类群落结构特征研究

周丛藻类是新疆跨境河流土著及特有鱼类重要的基础饵料资源, 然而在该地区有关周丛藻类的研究目前尚属空白。有鉴于此, 2012年7、8、10月对新疆跨境河流额尔齐斯河全流域的周丛藻类群落结构进行了系统的调查分析。结果表明, 周丛藻类隶属7门70属178种, 由硅藻门、绿藻门、蓝藻门、裸藻门、黄藻门、金藻门和甲藻门组成, 其中硅藻门有92种并占据绝对优势(51.7%), 绿藻门49种(30.3%), 蓝藻门20种(11.8%), 裸藻门5种(2.8%), 黄藻门3种(1.7%), 金藻门2种(0.1%), 甲藻门仅1种(0.6%), 周丛藻类在不同月份的种类数存在显著差异(P 0.01)。优势种主要为硅藻门的嗜盐舟形藻(Navicula halophila)、钝脆杆藻(Fragilaria capucina Desm)、极小桥弯藻(Cymbella perpusilla Cl)以及蓝藻门的皮状席藻(Phormidium corium Gom)等。研究期间, 额尔齐斯河周丛藻类的密度和生物量的均值分别为1105.5106 ind./m2和2692.0 mg/m2, 不同月份间密度和生物量的分布差异不显著, 但在空间分布上整体趋势为中下游地区高于上游地区。水温和营养盐成为影响其分布的主要环境因子。Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的平均值分别是0.38、3.04、0.66和2.55。运用多样性指数和藻类丰度对额尔齐斯河水质评价为轻度污染。       

太湖梅梁湾湖岸带浮游植物群落演替及其与水华形成的关系

利用2009～2010年周年观测数据,结合江苏太湖湖泊生态系统研究站15年监测数据,分析了太湖梅梁湾湖岸带浮游植物群落演替及其与蓝藻水华形成的关系.50次周监测结果表明:蓝藻门(Cyanophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)分别占浮游植物总生物量的60%、16%和22%.冬春季绿藻、硅藻为主要优势种,夏秋季蓝藻门的微囊藻占绝对优势.4月下旬～6月初,平均温度低于20℃,蓝藻没有大规模生长,硅藻门、绿藻门生物量急剧降低,总生物量小于1mg·L^-1;随后温度超过25℃,蓝藻迅速增长并很快成为绝对优势,蓝藻增加滞后于绿藻、硅藻的减少.在营养盐充足、物理因素合适的条件下,浮游植物群落结构自然演替是蓝藻水华形成的主要原因之一.     

安徽沱湖夏季浮游植物群落结构特征与环境因子关系

为了揭示沱湖浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系,于2016年7月(夏季),对沱湖流域上游至下游11个采样点浮游植物种类组成、细胞丰度、生物量等进行调查研究。结果显示,沱湖共有浮游植物96种(含变种),隶属8门48属,其中绿藻门(Chlorophyta)和硅藻门(Bacillariophyta)种类最多,绿藻门有23属39种,占总种数的40.63%,硅藻门有7属20种,占总种数的20.83%;其次为裸藻门(Euglenophyta),有5属17种,占总种数的17.71%,蓝藻门(Cyanophyta) 8属14种,占14.58%;甲藻门(Pyrrophyta) 2属2种,隐藻门(Cryptophyta) 1属2种,各占总种数的2.08%,黄藻门(Xanthophyta)与金藻门(Chrysophyta)均有1属1种,均占总种数的1.04%。绿藻和硅藻类物种在沱湖浮游植物群落结构中处于优势地位,沱湖夏季浮游植物种类组成表现为绿藻-硅藻型。沱湖夏季浮游植物细胞丰度与生物量从上游到下游呈逐渐增加趋势,细胞丰度与生物量平均值分别为4.022×106cells/L与3.046 mg/L,蓝藻门和绿藻门类群为沱湖浮游植物细胞丰度主体,硅藻门和裸藻门类群为沱湖浮游植物生物量的主体;上游浮游植物多样性指数与均匀度指数均略高于下游采样点,沱湖水质呈β中污型-无污染型,上游水质优于下游水质。浮游植物群落结构与水环境因子的典型对应分析(CCA)结果表明,电导率、透明度、水深及pH值等环境因子与沱湖夏季浮游植物群落结构有较强的相关性。     

淮南矿区小型煤矿塌陷湖泊浮游植物群落结构特征

在淮南潘谢矿区内设置3个水文生态环境条件差异较大的小型煤矿塌陷湖泊研究站点, 即潘谢潘集站(PXPJ)、潘谢顾桥站 (PXGQ)和潘谢谢桥站(PXXQ), 于20132014年4个季度分别对塌陷湖泊的浮游植物结构组成特征及其水生态环境因子的关系进行了分析。3个小型塌陷湖泊共鉴定出浮游植物7门9纲18目34科70属131种, 浮游植物种类主要由蓝藻、绿藻和硅藻组成。其中绿藻门种类最多, 共59种, 占浮游植物总种数45.0%; 其次是蓝藻, 总共24种, 占浮游植物总种数18.3%; 硅藻22种, 占浮游植物总种数16.8%。从各门类藻细胞密度的百分比看, PXPJ站点以绿藻、硅藻和隐藻为主, 范围77.5%90.5%; PXGQ站点蓝藻在夏秋季数量上均占据绝对优势, 分别占藻类总细胞密度的61.5%和46.2%; PXXQ站点隐藻在春季为绝对优势类群, 在总细胞密度中占的比率为94.6%, 夏秋以蓝藻为主, 分别为74.7%和81.8%。3个湖泊由于水文生态环境条件的不同, 浮游植物丰度、多样性和均匀度体现出了一定的差异。典范对应分析(CCA)表明, 光照、水温和营养盐含量与比率(TN/TP)是影响塌陷湖泊浮游植物群落结构的重要环境因子。       

西湖湖西浮游与着生藻类季节变化及相互关系

2014年11月至2015年8月调查了西湖湖西沿岸带浮游藻类和不同基质(植物、石块和底泥)上着生藻类的群落结构及季节变化, 分析了着生丝状藻与浮游丝状藻的相互关系以及它们与环境因子的相关性, 探讨湖西生态修复过程中季节性暴发的丝状藻水华的原因。结果表明浮游藻类和植物、底泥、石头上着生藻类中均以硅藻门种类数(分别占52.5%、60.4%、86.7%和72.7%)最多, 蓝藻门(分别占10.1%、8.9%、6.7%和15.2%)和绿藻门(分别占26.3%、19.8%、5.6%和10.6%)次之, 其他门类相对较少, 浮游藻类与着生藻类优势种季节差异较大。附植丝状藻密度显著高于附泥和附石丝状藻, 且狐尾藻上着生丝状藻密度与浮游丝状藻密度呈显著正相关, 表明狐尾藻着生丝状藻可能是浮游丝状藻较重要的来源之一, 该结果可为西湖丝状藻水华的控制提供一些参考。相关性分析表明, 着生藻类和丝状藻与各理化因子(水深、透明度、溶解氧、水温、pH、TN、SRP、TP等)均无显著相关性。