光照和营养盐磷对微型及微微型浮游植物生长的影响

2004年9月,在长江口及邻近水域通过在培养水体中添加不同量的磷酸盐和改变光照强度进行现场受控培养实验,对光照和营养盐磷耦合培养作用下浮游植物生长及对磷营养盐的吸收变化进行了研究,结果表明：高光照条件下（100﹪自然光照）,磷酸盐浓度在高磷水平（0.60μmol/L）培养水体中下降速率明显比中磷（0.41μmol/L）、低磷水平（0.25μmol/L）快,浮游植物生长存在着显著的磷限制性,微型浮游植物（nanophytoplankton,简称Nano,2～20μm）在高磷水平下的生长明显得到促进,聚球藻（Synechococcus sp.,简称Syn,＜2μm）密度在培养初期有小幅度增加,而微微型真核浮游植物（picoeukaryote,简称Euk,＜2μm）在低磷水平下生长较快;在低光照条件下（50﹪自然光照）,磷酸盐浓度在高磷水平培养水体中的下降是受到抑制的,Nano和Syn也都更宜在中磷水平培养水体中生长,Euk在高磷水平下的生长也是受到抑制的,且在中磷水平培养水体中,三类浮游植物的生长周期都得到延长;无光照暗环境培养条件下磷酸盐浓度在不同磷水平下始终保持着增加趋势,三类浮游植物也都无法生长,磷酸盐浓度随培养时间呈线性增加趋势,浮游植物细胞密度则呈指数下降趋势,且磷酸盐的添加对其本身的释放速率和浮游植物衰减速率都没有影响.     

富营养化水体中N、P浓度对浮游植物生长繁殖速率和生物量的影响

在浮游植物生长繁殖的高峰期（7—10月份）对3个富营养化水体的总氮、总磷和浮游植物生物量进行调查,统计分析了生物量与氮和磷浓度的关系。利用3种水样和梯度稀释的东湖水样培养玫瑰拟衣藻（Chloromonas rosae）,研究了氮、磷浓度对生长繁殖速率的影响。结果表明磷是生长繁殖速率的限制因子,求出了生长繁殖速率与磷浓度的对数回归方程y=0．08061nx＋0．4658,当磷浓度小于0．05mg／L时,生长繁殖速率随着磷浓度的升高而直线上升,当磷浓度进一步升高,生长繁殖速率仍然随之增加,但增加的幅度越来越小,当磷浓度达到0．2mg／L时,生长繁殖速率基本不再随着磷浓度的增加而升高。计算出生长速率为零时磷的浓度是0．003mg／L,接近贫营养化湖泊磷浓度的下限,计算结果与坂本的调查统计结果相吻合,说明回归方程具有代表性。在凋查的3个富营养化水体中,浮游植物中的氮占全部氮元素的53％,磷占全部磷元素的85％,是氮、磷存在的主要形式,所以,评价水体的营养程度,必须同时考虑水中溶解的氮、磷和生物体内的氮、磷。统计分析表明,3个富营养化水体中浮游植物的生物量由氮（溶解氮＋胞内氮）和磷（溶解磷＋胞内磷）的浓度共同决定,生物量与氮浓度的直线回归方程y=10．687x-7．8304,生物量与磷浓度的直线回归方程y=122．11x-12．069。实验结果为根据氮、磷浓度以Redfield值判断浮游植物限制性营养元素的相对性和绝对性提供了例证。对3个富营养化水体的比较表明,防止水体富营养的唯一办法是维持水体氮、磷等主要营养元素收支平衡,治理富营养化的根本办法是从水体中移走过量的氮、磷等主要营养元素。     

小型生活污水受纳水体浮游植物增长的氮、磷限制研究

为研究生活污水处理后其受纳水体中浮游植物增长的氮磷限制,选取某生活污水处理系统的受纳水体为研究对象,依据我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189182002)一级A标准(氨氮5 mg/L和磷0.5 mg/L)进行氮磷营养盐最高浓度和浓度梯度添加微宇宙实验模拟实验。最高浓度添加实验结果显示N、P双添加的实验组中3d后叶绿素a的浓度显著(P0.05)高于单独添加氮和单独添加磷实验组。因此,氮和磷是被研究水体浮游植物生长的共同限制因子。同时结果还暗示受纳水体接纳处理后的生活污水仍可能会造成浮游植物在短期内剧烈增长。浓度梯度添加实验结果显示,将磷控制在0.27 mg/L或者将氮控制在1.0 mg/L以下,可以有效降低被研究水体浮游植物的增长。据此可以进一步严格生活污水处理后的排放标准以降低受纳水体水华的风险。     

沉积物生源要素对水体生态环境变化的指示意义

受人类活动影响,输入到湖泊、河口中的营养盐剧增,导致水体富营养化、食物链结构改变、底质季节性缺氧等生态环境变化。这些环境变化会在沉积物中留下记录,沉积物中生源要素及其稳定同位素的变化是指示水域古生产力、营养盐水平的有效指标。总结归纳了沉积物中生源要素(碳、氮、磷、硅)指标对水体环境中初级生产力、物质来源、营养盐水平3方面变化的指示作用。沉积物中TOC、TN、δ13C、CaCO3和BSi可以反映水体沉降有机质含量和浮游植物的生长状况,是指示水域初级生产力水平的有效指标。根据不同类型植物来源的有机质中δ13C、δ15N和C/N的差异,可以追踪沉积物中有机质的来源。有效地区分有机质来源对于研究人类活动对水体环境的影响及水体富营养化具有重要的价值。沉积物中TN、δ15 N、TP和非磷灰石磷(NAIP)含量的升高直接反映了陆源输入氮、磷的增加。BSi在指示浮游植物生长状况的同时,还反映了水体溶解硅浓度水平和富营养化状况。水体中的生源物质在沉降和埋藏的过程中,会受到早期成岩作用、水动力搬运等众多因素的作用,使沉积物记录的环境变化信息发生改变,从而干扰其对水体环境演变的重建作用。因此综合分析各生源要素指标反映的环境变化信息及其可能的干扰因素,方能正确地反映水域的环境变化过程。     

惠州西湖去除鱼类对水体磷浓度的影响

鱼类对水生生态系统的营养盐循环特别是磷循环产生重要影响.该文以惠州西湖予湖--南南湖(面积1.2×105m2)为研究对象,通过对其中鱼类的去除,研究分析了磷的变化.结果表明:水体总磷在鱼类去除后短期内浓度上升明显,与颗粒态磷浓度有显著的正相关关系;同时,叶绿素a浓度也明显上升;而溶解性总磷浓度变化不明显,可溶性活性磷在整个实验期间浓度非常低.这表明颗粒态磷浓度的增加是总磷浓度上升的直接原因.其可能机理是:鱼类去除后,短期内悬浮物含量下降,水体透明度增加,水体光合作用增强,pH值增加,促进底泥营养盐特别是磷的释放,进而促进浮游植物的大量繁殖,造成水体颗粒态磷含量明显增加;同时鱼类去除后对浮游植物牧食压力的减少也是重要原因之一.     

抚仙湖叶绿素a的生态分布特征

2001年5月、8月和9月,对云南抚仙湖水体、沉积物、沉积物与水界面的叶绿素a,浮游植物的优势种类、细胞密度的分布和时空变化及其与环境因子的关系进行了研究。采用分光光度法测定叶绿素a浓度。结果表明,水体叶绿素a浓度的分布存在着明显的季节变化,真光层中的动态变化尤其显著,且光照强度对水体中叶绿素a浓度的分布起主导作用。在观测的3个不同季节中,表层叶绿素a浓度,秋季最高,平均为(2.27±0.12)μg/dm3;春季次之,为(1.85±0.20)μg/dm3;夏季最低,为(1.38±0.15)μg/dm3。分析水体中营养元素的分布特征及其与叶绿素a之间的关系,表明磷是抚仙湖浮游植物生长的主要限制因子。沉积物叶绿素a浓度的垂直分布存在明显差异,其浓度在表层和次表层较高,并随沉积深度的增加而降低;浮游植物的分析表明,硅藻门的小环藻是抚仙湖沉积物中叶绿素a的主要来源。而上覆水中叶绿素a浓度与真光层叶绿素a浓度相当的原因,则可能是由水底微型藻类的再悬浮和浮游植物的沉降聚集而导致的。     

生物防治稻田与普通稻田水体中浮游植物的生态特征研究

通过对大沙镇生物防治稻田及普通稻田水体中浮游植物的调查研究,共检出藻类112种,其中生物防治稻田中82种,普通稻田中89种.稻田水体中的浮游植物以硅藻、裸藻和绿藻占优势.在普通稻田中,硅藻种类数超过生物防治稻田,其优势度最高的5种藻类中除双对栅藻外,其余4种均为硅藻;而在生物防治稻田中,裸藻种类数高于普通稻田,且其优势度最高的5种藻类中有两种为裸藻.通过比较发现,生物防治稻田水体中浮游生物的密度明显高于普通稻田.对水体浮游植物多样性及均匀度的分析表明,稻田水体中的浮游植物自秧苗插上至干田期间,多样性指数略有上升(主要是由于种类数的增加引起的),而均匀度呈下降趋势.     

广西石祥河水库水体富营养化评价及分析

2010年7月对石祥河水库水体中的氮、磷及浮游生物等进行了调查和分析。数据显示: 石祥河水库水体已中度富营养化, 属于劣Ⅴ类水质, 主要成分分析显示对水体富营养化影响较大的水化因子首先是氮, 其次是磷。氮的富营养化评价指数徘徊于56-83, 磷的富营养化评价指数徘徊于32-66。石祥河水库的浮游生物小型化十分明显; 浮游植物的Sannon-Weiner指数徘徊于1.09-1.42, Pielou指数徘徊于0.28-0.37, Simpson,s指数徘徊于0.41-0.51, McNaughton指数徘徊于0.94-0.85, Margalef指数徘徊于2.56-2.99。并提出了减缓水库富营养化进程、防治其进一步加剧的相关措施。     

生物防治稻田与普通稻田水体中浮游植物的生态特征研究

通过对大沙镇生物防治稻田及普能稻田水体中浮游植物的调查研究,共检出藻类112种,其中生物防治稻田中82种,普通稻田中89种,稻田水体中的浮游植物以硅藻、裸藻和绿藻占优势,在普通稻田中,硅藻种类数超过生物防治稻田,其优势度最高的5种藻类中除双对栅藻外,其余4种均为硅藻;而在生物防治稻田中,裸藻种类数高于普通稻田,且其优势度最高的5种藻类中有两种为裸藻,通过比较发现,生物防治稻田不体中浮游生物的密度明显高于普通稻田,对水体浮游植物多样性及均匀度的分析表明,稻田水体中的浮游植物自秧苗插上至干田期间,多样性指数略有上升（上要是由于种类数的增加引起的）,而均匀度呈下降趋势。     

赤潮过程浮游植物与营养物质时间变化率研究

利用2000年大亚湾澳头海域赤潮定点连续调查资料及其多年现场调查资料,采用灰色回归模型,综合分析赤潮发生过程水体中浮游植物细胞密度与营养物质(NO3-、NH4+、PO4^3-、SiO3^2-、Fe)的时间变化率关系,分析了叶绿素a含量与浮游植物细胞密度相互关系．结果表明,预测值与实测基值本一致,复相关系数范围在0．51～0．83．当水体叶绿素浓度为5．8μg·dm-3,预示可能发生赤潮,通过采样分析水体叶绿素a含量或利用水色卫星遥感资料反演水体叶绿素浓度,计算浮游植物细胞密度,为赤潮的预测预报提供简便有效的方法．此外．本水域初级生产力由磷控制．     

珠江口水体的光学特征及分析

通过2003年1月份对珠江口水体中的光谱分布,衰减系数,光反射率以及浮游植物对光吸收的研究结果显示:红光、蓝光衰减较快,绿光衰减较小,越向水体下层,绿光的相对含量越大,这主要是由于浮游植物在蓝光和红光波段处有吸收峰以及非藻颗粒对蓝紫光吸收较多的缘故;从总体来讲,绿光的辐亮度漫反射率(Lu/Ed)较蓝光和红光大:在上层水体中有一个反射强度较大的区域,可能是由于浮游植物在这一层的分布较多。     

筼筜湖浮游植物细胞裂解率的时空变化

酶测定法作为现场测定浮游植物裂解速率的方法已被广泛应用于各种水体环境中。本论文对厦门市筼筜湖的浮游植物裂解速率的时空变化展开调查,探讨了浮游植物裂解速率的时空变化及其影响因素。调查期间,测定了内湖与外湖的溶解性酯酶活性,颗粒态酯酶活性及浮游植物裂解速率,同时测定了水体的叶绿素浓度及其他环境参数。综合分析各种指标,结果显示:浮游植物细胞裂解速率在空间上变化不大,时间上变化较大。在七月份由于水体中的病毒含量较高,浮游植物裂解速率较高。裂解速率在八月份与九月份降低,并且其数值变化不大。     

水体富营养化与浮游植物的指示作用

水体富营养化是当今人类面临的诸多环境问题之一。当一些流动缓慢的水体,如湖泊、河流、水库以及近海水域,水中氮、磷等营养盐类和有机物含量增高时,在适宜条件（主要是光照和温度）下,水生生物（主要是浮游植物）就会大量繁殖,在水面成层或水中成团分布。由于占优势的浮游植物所含的色素不同而使水体产生不同的颜色,如蓝绿色、黄色、乳白色、红色等,这种现象被人们称为“水华”或“赤潮”。发生水华或赤潮的水体与大气的气体交换受阻,加之水中生物呼吸作用对溶解氧的消耗,使水体溶解氧严重缺乏（特别是日落后至日出前）,造成鱼类…     

鲢、鳙在东湖生态系统的氮、磷循环中的作用

我们研究了鲢、鳙在停食状况下氮、磷的排泄量及在有鱼及无鱼的水环境中鱼类及微囊藻的氮、磷释放率。结合有关参数进行换算,从量的方面评价了鲢、鳙在东湖生态系统物质循环中所起作用:①鲢、鳙摄食过程加速了水体氮、磷释放进程(有鱼水体氮、磷释放率分别为无鱼水体的1.88和1.41倍),但其释放量(粪便的氮、磷释放量分别为水体氮、磷总含量的11.45％和3.4％)不足以左右东湖水体初级生产量的变动;②鲢、鳙摄食过程一方面提高了对初级生产量的利用率,而另一方面却通过鱼体积贮从水体中移出大量氮(52.20吨)、磷(11.36吨),分别占水体浮游物总氮、磷的3.01％和5.28％;③鲢、鳙大量摄食浮游动物,降低了被摄食种群的密度,缩短被摄食种群生物量周转期(1982年被摄食种群的生产量为1981年的1.05倍,鲢、鳙放养量为1981年的7倍;这两年鱼摄食量分别占其被摄食种群产量的31.73％及0.63％,被摄食种群的ρ/B系数分别为67.92及48.01);这样水体中浮游动物产量的相对稳定,也就促使浮游植物产量相对平衡。     

浮游植物稳定碳同位素分馏机制及环境应用

浮游植物驱动水体碳循环,是解释全球碳生物地球化学过程的关键因素。相对于陆地植物,浮游植物碳在合成过程中的分馏机制较为复杂。为了系统了解藻类碳同位素分馏过程及其同位素在环境中的应用,本文调研了国内外的相关研究进展,并以蓝藻、绿藻和硅藻为代表,阐述了浮游植物碳浓缩及其同位素分馏的机制。此外,本文还总结了目前藻类碳同位素信号的变化范围及其影响因素,并探讨了藻类碳同位素在古海洋、水生食物网与水体碳循环研究中的应用。     

南海台风引发藻华的生物机制

海洋浮游植物的生长和小型浮游动物的摄食,与温度、光照和营养盐等因素密切相关。中国南海海盆是层化结构稳定的寡营养海,然而每年台风过后都有大量藻华的报道。为了探究台风引发藻华的生物形成机制,通过南海海域表层和次表层叶绿素最大层(DCM)中的小型浮游动物的摄食活动以及浮游植物对光照和营养响应的现场实验,探究小型浮游动物摄食、光照和营养对海洋浮游植物生长和群落结构的调控作用。实验表明:1)表层水体中的小型浮游动物摄食速率明显大于DCM层;小型浮游动物摄食在表层水体中以大粒级的浮游植物(5μm)为主,在DCM层中没有明显粒级选择;自然光中的紫外线能增加小型浮游动物的摄食;营养盐添加轻微降低小型浮游动物的摄食。2)营养盐和光照的增强显著促进DCM层浮游植物的生长,并增加大粒级浮游植物的占比;而光照和营养盐变化对表层浮游植物的生长和粒级结构的改变相对不明显。因此,相对表层,深层浮游植物面临较小的摄食压力,拥有更大的光照和营养盐需求潜能;当台风引发水体垂向混合后,获得营养盐补充的表层浮游植物并不能迅速生长,而获得充足光照的深层浮游植物能迅速生长,成为藻华爆发的优势种。     

南沙群岛海域夏季营养盐对浮游植物生长的限制

为探讨氮和磷对浮游植物生长的限制作用,2013年夏季在南沙群岛海域西南大陆架S1站(9°30'N,109°30'E)和曾母暗沙附近S2站(4°30'N,109°30'E)进行了添加N、P营养盐的现场加富实验。结果显示:加富N和N+P后,叶绿素a(Chl-a)含量显著增长(P0.05),其中,S1站点叶绿素a从初始的0.05 mg·m-3分别达到0.29和0.80 mg·m-3;S2站点叶绿素a从初始的0.09 mg·m-3则分别达到0.79和1.02 mg·m-3,说明添加N或N+P可以促进浮游植物增长。在加富P后,2个站点的叶绿素a浓度均未显著增加,说明单独添加磷不能促进浮游植物的增长。限制因子分析表明,S1站点的浮游植物生长具N限制,而S2站点浮游植物生长的首要限制元素为N,其次为P。水体中N/P范围为5~25时最适应浮游植物生长。相关性分析结果表明,N/P值与Chl-a浓度和浮游植物的生长速度(R)无显著相关性,表明该2个站点水体的N/P值不能单独控制浮游植物的生长。     

贵州高原红枫湖水库浮游植物功能分组及其时空分布特征

为了解贵州高原水源红枫湖水库的浮游植物功能类群及其时空分布特征,于2012年至2013年枯水期(11月)、平水期(4月)、丰水期(7月)对红枫湖浮游植物与水体进行分层采样分析。研究结果表明,水库浮游植物可分为25个功能群,其中S1、F、J、B、D、S2、Y、LM是红枫湖主要代表性功能群,而W1、A、W2、K、X3出现频率较低,主要功能群生境特征都适应于中富营养水体,S1适应于透明度较低、混合程度较高的中富营养水体,F适应于深层混合的中至富营养湖泊,J适应于混合的高富营养浅水水体,B对分层敏感适应于中营养水体;各采样点主要浮游植物功能群季节变化大体相同,枯水期、平水期各采样点功能群较少,丰水期功能群最为丰富;水温是影响红枫湖浮游植物功能类群分布变化的主要因子;浮游植物生长策略变化规律为:枯水期CR/R/S策略藻种→平水期R/CR/CS策略藻种→丰水期R/CR/CRS/C策略藻种,水体浮游植物优势功能群在物质供给、能量输入均较理想的条件下能充分生长,随着能量限制程度的增加而较其他类群更具耐受性;通过浮游植物功能群与水体环境相互关系可以得出:红枫湖水体处于中富营养状态。     

稻鱼共作生态系统浮游植物群落结构和生物多样性

稻鱼共作技术是中国传统农业的精华,通过对稻鱼共作系统水体浮游植物的种类组成、密度、生物量及多样性进行分析,明确该系统中浮游植物数量变化特性,为进一步开发利用这一经典农艺提供理论基础和实践依据。结果表明,稻田生态系统中浮游植物群落包含蓝藻门、甲藻门、隐藻门、裸藻门、绿藻门和硅藻门等6门,共38属93种。稻鱼共作显著增加稻田水体浮游植物的密度和生物量,降低硅藻和蓝藻的优势度,增加绿藻和裸藻的优势度,提高了稻田水体浮游植物多样性指数。     

广东省韶关市3座大中型饮用水水库浮游植物功能类群特征

于2011年1-12月调查分析了韶关市南水水库、瀑布水库和花山水库3座大中型饮用水库的富营养化状况、浮游植物功能类群和优势功能类群的演替特点。结果表明: 南水水库为贫营养型水库, 全年以适应低营养盐环境的Lo和A等功能类群占优势, 枯丰两期浮游植物功能类群变化不明显, 全年低浓度的氮、磷营养盐是水库浮游植物功能类群的重要影响因子; 瀑布水库和花山水库为中营养型水库, 虽然枯、丰两期Lo和A等功能类群占优势, 但在丰水期, 适应富营养环境的X1、MP和J等功能类群也占优势, 浮游植物功能类群动态变化相对明显, 枯、丰两期氮磷营养盐浓度差异、水体稳定性和透明度变化是其动态变化的重要影响因子。