水體擾動對銅綠微囊藻生長影響的模擬實驗

水動力對藻類的抑制作用,Darling河通過采取流量管理等措施,顯著降低了該水域暴發(fā)的風(fēng)險,但由于相關(guān)研究尚處于初步階段,水動力對浮游植物生消的影響機理并未被徹底揭示,長期的藻測,目前的觀測數(shù)據(jù)及其持續(xù)時間和觀測參數(shù)的全面影響機制具有十分重要的作用,國內(nèi)外在這方面已有明,低流速(0.05~0.12m/s)有利于藻類生長,而在靜止的作用機制也不同。Arin等[9]認(rèn)為擾動對藻類生長的等[10]通過野隔實驗發(fā)現(xiàn)，0.03~0.30m/s的紊動流速均能對藻類產(chǎn)生抑制作用。究其原因可能在于一常被其它因素所覆蓋而導(dǎo)致研究結(jié)論不甚明確二是試驗研究受條件所限試驗過程易受各種因素干擾使本研究以我國淡水湖泊中常見的藻類銅綠微囊藻(Mcrocystisaeruginosa)為研究對象,在恒溫恒光照和模擬夏季溫度和光照的條件下,進(jìn)行了水體擾動對培養(yǎng)條件下銅綠微囊藻生長過程的室內(nèi)模擬研究,旨在進(jìn)一步探討擾動對藻類生長的影響機制。實驗所用銅綠微囊藻藻種購自中國水生生物,用BG-11培養(yǎng)基在光照度3000lx251周左右,使藻密度大液器經(jīng)沖洗后均用牛皮紙包扎,經(jīng)高壓滅菌鍋高溫滅15min后備用。擾動實驗在多段人工氣候箱(QHX-ZN-300B,博泰實驗設(shè)備)進(jìn)行,以控制一定的光照和溫度條件,光源為日光燈冷光實驗設(shè)置2種處理組,每組實驗均設(shè)置1個靜止項和4個擾動強度,水力擾動采用磁力攪拌器驅(qū)動, 夏季高溫和高光照是銅綠微囊藻急劇增長時期,研究藍(lán)藻的迅速暴發(fā)具有重要意義,以適宜藍(lán)藻生

27~28℃作為恒溫實驗條件并模實驗,探索不同擾動強度對培養(yǎng)過程中銅綠微囊藻生BG-11培養(yǎng)基為實驗用水,Chl-a濃度,實驗設(shè)置目的在于觀測不同第一組實驗在恒光照條件(3000lx)(27℃下進(jìn)行,200mL52L燒杯中,1.8L,Chl-a濃度后,開始實驗運行,自接種當(dāng)日為第一天,1d在同一時間取樣,1.8L,實驗過程直至銅綠第二組實驗在光暗比為2的條件下進(jìn)行試驗,設(shè)置白日光照強度梯度變化,夜間無光照,溫度模擬崇明夏季溫度梯度變化,光照梯度和溫度梯度為:18:00-22:00:30℃,無光照;22:00-02:00:28℃,無光照:02:00-06:00:26℃,無光照;06:00-10:00:283000lx;10:00-14:00:35℃,6000lx;14:00-33℃,3000lx,實驗方法同第一組224d。實驗過程中,由于透明燒杯中各處營養(yǎng)鹽和光照比較一致,靜止燒杯中的藻類容易沉淀,因此每日早晚用滅菌后的玻璃棒攪拌,保證藻類懸浮在水中。為避免由于位置差異造成的各個燒杯中光通量差異,在每次取樣后隨機改變燒杯的位置并重新設(shè)置磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速,盡量使各個映藻生長的常用指標(biāo)[11]其計算如1）所示。μ=ln(Xn-Xn-1)/(tn-tn-1) 藻生物量；tnXn的培養(yǎng)時間，d；tn1為對應(yīng)于銅綠微囊藻在兩種不同擾動強度下培養(yǎng)后生物1。從整體上照條件下，較低擾動下(100r/min200r/min)微300300r/min條件下微囊藻生長優(yōu)勢最為明顯，且在r/min3種擾動強度下微囊藻的生長期均達(dá)到16d下微囊藻的生長期為14d400r/min條件下微囊藻的生長期最短，只有10d，但初期微囊藻的啟動速度大后速也明顯2種培養(yǎng)條件比較可以300r/min藻的生長也顯著好于恒光照條件，說明恒定的光照環(huán)境對微囊藻生長具有一定程度的光抑制作用。可見，的生長，但更大的擾動強度(400r/min)則有效縮短了。不同擾動條件下銅綠微囊藻的最大Chl-a濃度Chl-a濃度的變大。施加擾動后，恒溫恒光照時最大擬自然光照和溫度的條件下，最大Chl-a濃度在

Chl-a濃度均顯著大Chl-a濃度產(chǎn)生了明顯的抑制作用，200r/min2種條件的23為不同擾動條件下銅綠微囊藻在2種環(huán)境中的比增長率。3可以看出,200r/min及以下擾大，400r/min2種環(huán)境條件下不同擾較高，200r/min時達(dá)到最高，與其最大生物量的變化100r/min時明顯最大，可能是由于微弱的擾動說明這種環(huán)境條件更適宜于微囊藻的生長和增殖。不同的擾動強度對銅綠微囊藻的生長具有一定的溫度范圍內(nèi)(25~35℃)水流對藍(lán)藻的生長可能不受階段，3d以上時間維持高溫微風(fēng)和風(fēng)向一致的氣象,一定程度的

3000r/min損傷400r/minMitsuhashi等1發(fā)現(xiàn)紊生的剪切力能夠有效地降低藻類的光合作用效率，本研究中高強度的擾動可能是通過抑制微囊藻的光合。水體擾動對藻類生長的影響必須與一定的環(huán)境影響體系相聯(lián)系18[19]發(fā)現(xiàn)擾動對貧營養(yǎng)水平Iveren2]認(rèn)為貧營養(yǎng)條件下紊動對藻類生物量的影響很小，而富營養(yǎng)條件下，紊動加速了離子向藻細(xì)胞表面的移動，刺激了藻類對營養(yǎng)鹽的吸收。本研究條件基于BG-1也是影響紊動體系下藻類生長的關(guān)鍵因子。Huisman等[1弱的紊動環(huán)境環(huán)境中影響藻類生長的關(guān)鍵因子。Brookes等[22]發(fā)現(xiàn)，即使恒光照條件下銅綠微囊藻仍出現(xiàn)大量的下鹽和光照的吸收利用途徑發(fā)生改變。度對銅綠微囊藻的生長具有一定的差異性輕微的擾動有助于銅綠微囊藻的生長，延長了對數(shù)增長期，較大強度的擾動則一定程度上制約了銅綠微囊藻生長和增殖。MitrovicSM,ChessmanBC,DavieA,etal.Developmentoflariophyceae)inashallowriverandestimationofeffectivesuppressionflows[J].Hydrobiologia,2008,596(1):173-185.opmentanddistributionofthephytonktoncommunityinthelowlandcourseofalargeriverinNorthernItaly(RiverAdige)[J].AquaticEcology,2008,42(4):533-545.LiFeipeng,ZhangHai,ZhuYi,etal.Effectofflowvelocityonphytonktonbiomassandcompositioninafreshwaterlake[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2013,447:64-71. IstvanovicsV,HontiM.Phytonktongrowthinthreerivers:theroleofmeronktonandthebenthicretentionhy－pothesis[J].LimnologyandOceanography,2011,56(4):1439-平,鄭丙輝,張佳磊,等.三峽水庫蓄水后對支流大寧河富營養(yǎng)化特征及水動力的影響[J].湖泊科學(xué),2012,24(2):232-WangLi-,ZhengBing-hui,ZhangJia-lei,etal.Ef－fectsoneutrophicationandhydrodynamicsofDaningRiverafterimpoundmentofThreeGorgesReservoir[J].JournalofLakeSciences,2012,24(2):232-237.(in)MitrovicSM,HardwickL,DoraniF.Useofflowmanage－menttomitigatecyanobacterialbloomsintheLowerDar－lingRiver,Australia[J].JournalofnktonResearch,2011,33(2):229-241.,逄勇.藻類生長的水動力學(xué)因素影響與數(shù)值仿真[J].環(huán)境科學(xué),2008,29(4):884-889.WangHua,PangYong.Numericalsimulationonhydrody－namiccharacterforalgaegrowth[J].EnvironmentalScience,2008,29(4):884-889.(in ,朱偉.連續(xù)水流和間歇水流對微囊藻生長的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2012,35(10):34-37.LiLin,ZhuWei.EffectofwaterflowregimesongrowthofMicrocystisaeruginosa[J].EnvironmentalScience&Tech－nology,2012,35(10):34-37.(in ArinL,MarraseC,MaarM,etal.Combinedeffectsofnu－trientsandsmall-scaleturbulenceinamicrocosmexperi－ment.I.Dynamicsandsizedistributionofosmotrophicnkton[J].AquaticMicrobialEcology,2002,29(1):51-61.,,,等.水動力對浮游生物影響的

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2.4.2物種多樣性是衡量群落規(guī)模和重要性的基礎(chǔ)，也是水體營養(yǎng)狀況信息反映的重要參數(shù)。物的多樣性指數(shù)也就成為判斷湖泊水庫營養(yǎng)狀況最常用的檢測指標(biāo)。浮游植物多樣性指數(shù)值越小，說明水質(zhì)污染程度越嚴(yán)重。上述幾種多樣性指數(shù)中，MargalefWilhm等[5]認(rèn)為，Shannon—Wiener指數(shù)在

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