磷浓度对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解磷浓度对生物操纵和水生植被恢复效果的影响,以铜绿微囊藻、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,在25℃、2000—3000lx光强和11mg/L氮浓度条件下,研究两者和三者共培养时4种磷浓度(0.2、0.5、1.0、1.5 mg/L)下各自的增长率和培养液中氮磷去除率的变化。结果表明:两者共培养时,磷浓度不大于0.2mg/L时,有利于大型溞的繁殖和金鱼藻的生长;磷浓度介于0.5—1.5mg/L时,铜绿微囊藻呈正增长趋势,而金鱼藻的生长则明显受抑制。三者共培养时,所有磷浓度下的大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且铜绿微囊藻的生长得到了有效抑制,以磷浓度为0.2—0.5mg/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抑藻效果,减小N/P比值波动带来的不利影响。磷浓度为0.5mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。     

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。       

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。     

铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫与大型溞竞争关系的影响

为探究铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)浓度变化对浮游动物竞争关系的影响,通过控制实验法,评估了在3个铜绿微囊藻浓度梯度下,萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)和大型溞(Daphnia magna)之间的种间竞争关系。结果表明不同浓度铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫、大型溞的增长及二者种间竞争影响具有差异,并且在3种铜绿微囊藻浓度下均以大型溞为主要优势类群。低浓度(5×10⁴ cells/m L)铜绿微囊藻仅促进大型溞种群增长(P<0.01),大型溞占据主要优势地位;中浓度(1×10⁵ cells/m L)铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫和大型溞增长均有显著影响(P<0.01),在此浓度下大型溞在种群竞争中依旧占优势地位,使得萼花臂尾轮虫种群衰亡;在高浓度铜绿微囊藻(5×10⁵ cells/m L)环境中种群生长均受到抑制(P<0.01),在共培养体系中仅大型溞种群存活。在无其他外在影响因素存在时,实验结果显示在不同浓度的铜绿微囊藻下,大型溞均占优势,说明铜绿微囊藻的浓...     

氮磷对青岛大扁藻和牟氏角毛藻单养和共培养生长的影响

通过实验生态学的方法,分别以KNO3和KH2PO4为氮源和磷源,研究青岛大扁藻(Platymonas helgolandicavar.tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri Lemmerman)单培养和共培养时的生长状况。结果显示,不同氮磷处理对两种藻的单培养和共培养都有显著影响(P<0.05)。共培养时,青岛大扁藻的最大藻密度与氮磷浓度呈正相关。氮处理时,当培养液中KNO3为110 mg/L时,取得最大值;磷处理时,青岛大扁藻的最大藻密度在KH2PO4为9 mg/L时取得最大值;而牟氏角毛藻分别在KNO3为70 mg/L和KH2PO4为5 mg/L时取得最大值。共培养时两种藻的藻密度都低于单培养。另外,无论低氮高磷还是高氮低磷都不利于两种藻获得较大的终细胞密度。     

铜绿微囊藻和四尾栅藻对铵态氮的响应

为探讨铵态氮在藻类种群演替中的作用,采用纯培养和共培养的方法,研究了铵态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长、生理和细胞形态的影响。结果表明:在纯培养条件下,5.0~20 mg·L~(-1)的铵态氮浓度适宜于铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长,但铜绿微囊藻比四尾栅藻对铵态氮的响应更敏感;铵态氮浓度达到50 mg·L~(-1)时,铜绿微囊藻的光合活性在第2天时由0.35降低至0.07,四尾栅藻的光合活性则在第4天时由0.63降低至0.47;随着培养时间和铵态氮浓度的增加,四尾栅藻色素体的损伤情况加剧;铵态氮浓度≥10 mg·L~(-1)时,四尾栅藻易形成两细胞形态的结构,铵态氮浓度低于10 mg·L~(-1)时,四尾栅藻易形成四细胞形态的结构;在共培养条件下,适宜四尾栅藻和铜绿微囊藻生长的铵态氮浓度范围分别是0.5~2.0和5.0~20 mg·L~(-1);铜绿微囊藻是喜高铵(5.0~20 mg·L~(-1))的藻类,控制铵态氮浓度在一个较低水平(≤2.0 mg·L~(-1))可以作为防治微囊藻水华发生的策略。     

不同藻类对大型溞存活和生殖的影响

通过生命表技术观察了大型溞（Daphnia magna）在实验室恒定温度（25 ℃）下分别以梅尼小环藻、铜绿微囊藻905、铜绿微囊藻469和斜生栅藻为饵料时的存活率和生殖量变化,并据此探讨了不同藻类对大型溞生活史特征的影响。结果表明：大型溞食用梅尼小环藻和铜绿微囊藻469后生长良好,大型溞在斜生栅藻中也能较好生长,而铜绿微囊藻905对大型溞的生长和繁殖均有不良影响;大型溞对不同藻类的净生殖率(R₀)、世代历期(T)和内禀增长率(r_m)及存活率有不同的影响,梅尼小环藻分别为44.35、11.86、0.32、5%;铜绿微囊藻469分别为48.20、14.25、0.27、30%;斜生栅藻分别为8.10、12.47、0.17、15%;铜绿微囊藻905分别为0、0、0、0。     

铜绿微囊藻和斜生栅藻非稳态营养盐限制条件下的生长竞争特性

采用“脉冲”添加方法进行了非稳态条件下铜绿微囊藻（M.）和斜生栅藻（S.）分别在氮磷单营养盐和双营养盐限制时的共培养试验。试验结果显示：当添加频率为1d时,无论何种营养盐限制,M.均成为优势藻种。氮限制条件下,氮时均浓度范围在0.3—2.4 mg/L时,M.始终具有竞争优势。磷限制条件下,磷浓度范围在0.018—0.035 mg/L时,S.只在生长初期阶段占优。氮磷双营养盐限制条件下,添加液的氮磷质量比为35:1（设定为最优比）,添加频率为8 d时,两种藻表现出共生特征;而偏离最优比时（N:P=70:1,17:1）,在不同的添加频率下均未出现共生现象,且氮的时均浓度为0.6—4.8 mg/L时（70:1）,M.具有竞争优势,而降低为0.15—0.3 mg/L时（17:1）,S.占优。随着添加频率的变化,两种藻的细胞大小也会随之改变,S.随着营养盐浓度的降低而增大,且在双营养盐限制条件下变化更显著。上述试验结果分析表明：两种藻竞争能力与添加频率相关,在藻种浓度的变化上,按照‘拾遗－机会’交替竞争理论,M.表现出机会主义者特征,而S.则表现出拾遗者的特征,两者的共生特征也符合‘中度干扰’假说。藻细胞大小变化表明,两种藻均可以改变大小实现最大限度争夺受限营养盐。在低浓度时,S.细胞大小的变化同样也变现出了“拾遗者”的特征。     

不同氮、磷浓度对铜绿微囊藻生长、光合及产毒的影响

对一株从野外分离得到的铜绿微囊藻产毒株进行分批培养,在不同的氮磷条件下研究其生长、光合荧光及毒素含量的变化。结果表明:正磷酸盐浓度不变时,铵氮浓度的改变对铜绿微囊藻的生长有明显影响。叶绿素a(Chl.a)含量在铵氮浓度为1.83-18.3mg/L时明显较大;微囊藻毒素(包括MC-LR和MC-RR)的含量在铵氮浓度为1.83mg/L时达到最大;当铵氮浓度为0-1.83mg/L时,随着铵氮浓度升高,可变荧光FV和MC的产量均增大,同时MC异构体的种类增多;铵氮浓度过大对M.aeruginosa的生长、生理和产毒均有抑制作用。在另一组实验中,即铵氮浓度不变而正磷酸盐浓度增大时,Chl.a含量呈总体下降的趋势,并且与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.97),MC(MC-LR和MC-RR)的含量在正磷酸盐浓度小于0.56mg/L时明显升高,MC-LR与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.967)。       

两种不同株铜绿微囊藻培养液对大型溞的毒性效应研究

为了探讨铜绿微囊藻对浮游甲壳动物溞类的毒害效应,试验选取了两种不同株系（产毒和非产毒）的藻种,采取利用其培养液的方法,以研究铜绿微囊藻在生长过程中向水体中释放的毒素或类毒素物质对溞类的效应以及比较不同株系间效应的差异性。研究结果表明：（1）试验所选铜绿微囊藻产毒和非产毒株系的培养液均能对大型溞（Daphnia magna）的生长繁殖构成影响,表现为低剂量起促进效应,高剂量起抑制效应;（2）铜绿微囊藻产毒株较非产毒株更能影响大型溞的存活;（3）铜绿微囊藻产毒和非产毒株对大型溞的生长影响差异不大,但对其繁殖却存在明显不同,表现为株系942的抑制效应更强。可以初步推断,在以产毒株铜绿微囊藻为优势种形成“水华”的环境下,大型浮游甲壳动物溞类数量和生物量减少的主要原因可能是由于毒素对溞类较高的致死效应;而以非产毒株形成优势群体的水体里,其主要原因可能并非毒素的效应,而是由于其他原因,如藻类群体的形成阻碍摄食,缺乏必需脂肪酸等。     

绿藻栅藻对微囊藻的抑制效应及评价

为筛选具有控制微囊藻水华潜力的绿藻, 研究基于藻类之间的化感作用, 对34株绿藻开展筛选及评价工作。结果发现, 栅藻FACHB-1229的抑制率最高, 其滤液对微囊藻FACHB-3550和FACHB-905的抑制率分别为53.95%和48.39%; 通过对滤液中的物质进行GC-MS检测, 推测该藻株的效应物质可能为邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯。进一步对FACHB-1229生长和光合放氧、氨氮耐受等指标进行评价, 结果发现: 该藻株在孔板中的生长速率(0.38±0.06)/d高于微囊藻生长速率(0.13±0.03)/d; 栅藻FACHB-1229的光合放氧速率高于同期测定的其他绿藻光合放氧速率, 可达(229.91±10.49) μmol O₂/(mg Chl.a·h); 同时该藻株对氨氮的耐受能力最强, 在氨氮浓度为1888.60 mg/L时其生长速率可达(0.30±0.08)/d。此外, 在与微囊藻FACHB-3550进行共培养时, 栅藻FACHB-1229所占比例持续升高。综上, 栅藻FACHB-1229具备与微囊藻竞争的优势, 有望成为微囊藻水华生物控制的优选材料。     

不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响

以沉水植物金鱼藻（Ceratophyllum demersum）为研究对象,研究了较高营养条件（N:1030 mg/L,P:13 mg/L）对金鱼藻去除氮、磷能力的影响,金鱼藻的含磷量、生物量与净光合作用速率对营养负荷的响应。结果表明,金鱼藻-沉积物处理系统可有效去除氮、磷（去除率80%以上）,但去除效率随水中营养盐浓度的升高而下降。试验结束时各试验组金鱼藻总磷含量达7.0113.09 mg/g （平均9.03 mg/g）,显著高于对照组（2.853.17 mg/g,平均3.05 mg/g）,表明金鱼藻可以吸收水体中的磷。营养盐对金鱼藻生长有明显抑制,其抑制作用随营养盐浓度增高而加剧,除对照组外,各试验组金鱼藻均有叶片脱落,试验结束时金鱼藻生物量降至初始生物量的48.3%63.3%。在较高营养水体中,金鱼藻的净光合作用速率由试验开始时-0.0370.058 mg/（gh）显著上升至试验结束时0.180.44 mg/（gh）,而对照组变化不大,这表明在试验后期,随着水体营养盐浓度降低,金鱼藻开始进行恢复性生长,说明水体营养盐浓度对金鱼藻的净光合作用速率和生长速率有明显影响。金鱼藻尚不适宜作为滇池草海生态修复的先锋物种。       

沉水植物中挥发性物质对铜绿微囊藻的化感作用

比较了两种淡水沉水植物金鱼藻和苦草中挥发性物质对铜绿微囊藻的化感抑制作用,在100mg／L浓度下,新鲜植物挥发油的抑藻作用非常显著,两种植物抑藻活性相近,但是在干粉材料中金鱼藻挥发油的抑藻活性明显强于苦草,且挥发油浓度与抑藻活性呈正相关。不同植物之间以及新鲜植物和植物干粉之间挥发油的成分和相对含量差别较大,新鲜植物挥发油中含有40％的邻苯二甲酸酯,而在于粉挥发油中70％为脂肪族化合物和萜类物质。在新鲜植物挥发油中约占20％的是不稳定的未知物,其化学结构和生物活性有待进一步研究。     

镉对大型溞摄食能力和相关生理指标的影响

为了探究镉处理对大型溞(Daphnia magna)摄食能力的影响及其机制, 实验设置了3个镉浓度组(0.01、0.05和0.09 mg/L)、1个空白对照和2个处理时间(24h、48h), 研究镉处理对大型溞摄食率与滤水率、体内镉的蓄积量、总抗氧化能力(T-AOC)和脂质过氧化水平(MDA含量)以及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响。结果显示, 摄食率和滤水率均随着镉处理浓度的增加而逐渐降低, 当镉浓度为0.09 mg/L, 处理48h时, 摄食率和滤水率均显著或极显著低于对照组(P<0.05,P<0.01), 且摄食率与对照组相比降低了43.89%; 镉在大型溞体内的积累量随镉处理浓度的增加而逐渐升高; T-AOC和MDA含量随着镉浓度的增加而增高, 镉浓度0.09 mg/L时, T-AOC和MDA含量与对照组相比有显著性差异(P<0.05), 且T-AOC与摄食率之间呈负相关性, 相关系数R2分别为0.9521、0.9389; AChE活性随着镉浓度的增加而降低, 镉浓度为0.05、0.09 mg/L时AChE活性显著低于对照组(P<0.05)。这表明镉在体内的蓄积不仅造成了大型溞的氧化损伤, 而且引起了神经系统传导功能的异常, 导致了大型溞摄食能力受到抑制。     

金鱼藻对盐碱胁迫的生理响应研究

白鹤湖作为莫莫格湿地保护区内的代表性湖泊, 正面临着盐碱化和富营养化的风险, 现存沉水植物种类稀少, 为了减缓白鹤湖盐碱化趋势, 为当地沉水植被恢复及物种多样化存续提供研究依据, 以在白鹤湖生物量相对大的金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为对象, 研究了其在不同碱度(0、7、10、17 mmol/L)和混合盐碱(盐度0.3、0.6、1、2、4 g/L, 相应碱度1.9、3.8、6.3、12.6、25.2 mmol/L)条件下的生理指标变化。结果表明, 盐度在1.5 g/L以下时, 碱度变化没有对金鱼藻造成影响, 在实验设置的碱度梯度范围内, 金鱼藻均能正常生长, 尽管金鱼藻过氧化物酶(POD)、脯氨酸等均显示出梯度变化, 但依旧能够耐受17 mmol/L以下的碱度条件。随着混合盐碱浓度的升高, 金鱼藻长势呈现由盛至衰败的趋势, 在盐度0.6 g/L、碱度3.8 mmol/L的条件下, 金鱼藻长势最好, 表现出低促高抑的效应。随着盐度升高至2 g/L、碱度12.6 mmol/L, 金鱼藻能耐受胁迫并存活一部分, 尽管此时碱度<17 mmol/L, 也有部分金鱼藻死亡, POD含量急剧升高且植株间差异较大; 当盐度升高到4 g/L、碱度达到25.2 mmol/L时, 金鱼藻21天后全部死亡。在对水培液水质的检测中发现, 混合盐碱的浓度越高, 水中氮磷的去除率越低, 两者呈负相关关系。研究结果为盐碱化湖泊的沉水植被恢复提供了一定的参考。     

Allelopathic activity of volatile substance from submerged macrophytes on Microcystin aeruginosa

Considerable attention has been paid on the allelopathic potential of aquatic macrophytes against blue-green algae. This study compared inhibitory activity of volatile compounds that were contained in two submerged macrophytes, Ceratophyllum demersum and Vallisneria spiralis, on Microcystin aeruginosa. When the concentration of essential oils was 100 mg/L, the antialgal activities for fresh macrophytes were similar between C. demersum and V. spiralis but stronger than those for dry macrophytes. Essential oils from C. demersum in dry macrophytes showed stronger antialgal activity than those from V. spiralis. There exists a positive correlation between the concentration of the essential oils and the inhibitory activity. The essential oils were composed of fatty compounds, terpenoids, phenolic compounds, phthalates, and some unknown compounds. More than 40% of the essential oils from fresh macrophytes were composed of phthalates, whereas approximately 70% of those from dry macrophytes were composed of lipid compounds and terpenoids. However, approximately 20% of the essential oils from fresh macrophytes were composed of unknown compounds, which were unstable and undetectable in dry macrophytes. Therefore, their chemical structures and bioactivities need further study.     

棕鞭藻及其培养滤液对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响

为探究藻类之间的可能存在的信息传递, 研究了棕鞭藻(Ochromonas sp.)及其培养滤液对铜绿微囊藻的生长及生理特性的影响。结果发现, 3种不同接种比例(1﹕4、1﹕1和4﹕1)的棕鞭藻与微囊藻共培养下, 微囊藻细胞密度到第4天均下降到最低值, 而棕囊藻细胞密度则显著增加。同时, 棕鞭藻培养滤液能够抑制微囊藻的生长、导致丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性。此外, 棕鞭藻培养滤液也能促进微囊藻胞外多糖(EPS)含量显著增加。这表明棕鞭藻不仅能吞噬微囊藻, 而且可能释放某些化感物质抑制微囊藻生长及生理参数。这暗示了棕鞭藻可作为潜在的藻类水华控制生物, 抑制早期藻类大量增殖。