三峡库区流域藻类生长与营养盐吸收关系

根据三峡库区流域的实测数据和描述富营养污染流域中水华暴发强非线性耦合动力学模型中的控制函数,研究了缓流态水体环境中藻类生长的内在机制,并以长江三峡流域优势藻类,即绿藻的生长为例,较为系统地研究了藻类生长对N、P的吸收与水体中N、P浓度之间存在的强相互作用;藻类对营养物的吸收率ω_i与水体中营养物浓度c_x的比值(ω_i/c_x)不仅反映出三峡水域中藻类浓度对藻类吸收营养物程度的影响,而且在藻类生长与吸收各种营养成分之间还存在明显的关联性.     

淡水湖泊营养状态监测新方法——叶绿素比值模型

选取铜绿微囊藻、鱼腥藻、蛋白核小球藻、汉氏菱形藻、薄甲藻和小定鞭金藻作为湖泊水体从富营养状态到贫营养状态的代表藻种,用热乙醇-反复冻融-分光光度法测定其叶绿素a、b、c的浓度,通过分析叶绿素(chl)的比值、藻类种群组成和水体营养水平之间的响应关系,建立了叶绿素比值模型作为评价水体营养状态的一种新方法.在计算单种藻类chlb/chla、chlc/chla比值的基础上,结合目前我国湖泊水体不同营养水平藻类种群组成的统计数据,得到不同营养状态下多种藻类同时存在时水体chlb/chla和chlc/chla比值的变化曲线.结果表明,在中营养和贫营养水体中,chlc/chla值随营养水平的降低呈明显单调上升的趋势;在富营养化水体中,chlb/chla值随营养水平的降低而呈明显单调上升的趋势.根据这个规律,提出了判断水体营养水平的新标准,即:当chlc/chla0.30时,水体为贫营养;当0.18chlc/chla0.30时,水体为中营养;当chlc/chla0.18时,水体为富营养,此时,需要借助chlb/chla的值进行进一步的判断:当chlb/chla0.14时,水体为轻度富营养化;当0.08chlb/chla0.14时,水体为中度富营养化;当chlb/chla0.08时,水体为重度富营养化.以白洋淀为研究案例,分析结果表明,叶绿素比值模型判断和综合营养状态指数法判断结果相符.因此,叶绿素比值模型可以作为简单、快捷、准确的评价我国淡水湖泊营养状态的方法.     

渔洞水库生物群落结构分析与水环境保护措施

根据渔洞水库水质和生物监测数据,通过对其生物群落结构的种类组成、数量、分布以及多样性指数分析,得出微囊藻、针杆藻和脆杆藻是渔洞水库藻类的优势种群,每年水库有近7个月的时间处于水华风险的威胁;水库的浮游动物密度已达到中营养和富营养型水平,属中度污染;水库内鱼类种群结构不合理和鱼类数量不足,不足于消耗水库营养,给藻类生长提供了丰富的物质基础。因此,现状渔洞水库水体长期处于富营养状态,水质监测结果表明水库水体氮、磷超标严重,以此提出相应的保护措施。     

氮磷对微囊藻和栅藻生长及竞争的影响

为了揭示不同营养条件下,藻类优势种的形成规律,选取了3种具有代表性水体的营养盐浓度,对于蓝藻水华的常见种铜绿微囊藻和绿藻水华的常见种四尾栅藻进行了竞争实验.通过竞争抑制参数对相互间的竞争关系进行了分析.结果表明,在贫营养水平下,栅藻的存在能够刺激微囊藻的生长,N/P值越小,刺激作用越明显,微囊藻也能刺激栅藻的生长;富营养水平下,竞争抑制作用与N/P有关;超富营养水平下,栅藻对微囊藻的抑制能力约为微囊藻对栅藻的抑制能力的3倍,N/P值的变化对竞争抑制作用的影响不明显.在较低氮磷浓度的水体中,微囊藻容易成为优势种,而在较高的氮磷浓度的水体中,四尾栅藻更容易成为优势种.     

不同风等级扰动对贫富营养下铜绿微囊藻生长的影响

为了探讨不同营养水平条件下动力扰动对微囊藻生长产生的影响,在实验室中模拟了不同风浪强度,分别测定了铜绿微囊藻生长的速率.结果显示.贫营养下,对藻体有规律地施以一定的扰动有助于藻类的生长,扰动使得藻比增长率从0.1 d-1最大增加至0.3 d-1;约4.0 m/s风力最有利于铜绿微囊藻的生长,弱扰动对藻类生长促进作用不明显,强扰动对藻类生长限制作用更显著.富营养下,各风力等级下的扰动对铜绿微囊藻比增长率和最大现存量的影响均不明显,藻比增长率基本间于0.27～0.29 d-1.结果表明,水体中营养水平相差悬殊时,扰动所引起的营养物质重新分配相对于其他因子对藻生长具有更重要的影响.太湖目前的富营养化状况下,动力扰动对藻类生长的直接影响不大.     

水源地水体富营养化过程微宇宙模拟试验研究

针对北方气候特点解决湖库水源水富营养化问题,构建了水生微宇宙模型模拟自然环境下水源地水体富营养化的过程,研究了温度和富营养化的关系、总磷的变化规律与藻类增殖的相关关系,考察了富营养化不同阶段藻类演替规律及优势种属变化趋势。研究表明,在22~35℃时,藻类随温度升高生长速度加快,在30~35℃时比增殖速度升高极快。富营养过程中,磷只在富营养化初期是藻类生长的(限制)决定因素;影响水体中总磷浓度的主要因素有三个:水体中磷的本底值、自养生物生长利用和底泥的释磷作用,而底泥和水体交换起主导作用;富营养化藻类增殖过程中共鉴定出藻类29属,藻类种属数先升高后下降,由最初的13种增加到24种最终下降到7种,最后确定水华优势藻属为微囊藻属、水华鱼腥藻、束丝藻属和黄丝藻属。随着藻类增殖,藻属数逐渐减少,水华藻类的优势明显,占藻类总数的比例由第2周的21.95%上升到第16周的99.20%,浮游藻类的物种多样性减退,优势种的比例增加。     

红枫湖秋季浮游植物群落与环境因子关系研究

于2008年9~11月,对贵州红枫湖进行了每周一次采样监测,选取浮游植物及总磷、总氮、氨氮、pH值、水温、溶解氧、化学耗氧量、透明度等环境因子进行同步调查和研究,利用多样性指数法分析了浮游植物的多样性,采用多元线性回归和典范对应分析(CCA)方法对浮游植物和环境因子之间的关系进行探讨;运用绿藻指数和藻类综合指数水库的富营养化现状进行评价。结果显示:研究期内共鉴定出浮游植物82种,隶属于5门23科40属,浮游植物丰度在3.828×106~210.2375×106cell/L之间,生物量在1.310~26.965mg/L之间,其中蓝藻占总浮游植物丰度的95%,占总生物量的56.7%,以微囊藻属(Microcystis Kutz)为绝对优势属。Ⅰ~Ⅲ库区藻类Marglef多样性指数分别为4.459、3.681和3.954,相关性分析结果表明藻类种类数、细胞密度对数与水体pH之间呈显著的负相关关系;多样性指数d与pH值、水温、溶解氧、透明度呈显著的正或负相关关系;浮游植物种类与环境因子相关系数在轴1上达到0.967,隐藻主要受水温、总磷的影响;硅藻对环境具有较强的适应性,能适应较高的pH值和较低的水温;蓝藻、绿藻与氮磷营养盐、pH值表现出明显正负相关性。绿藻指数和藻类综合指数评价水体为富富营养至重富营养型。     

生物操纵方法对水绵(Spirogyra)的调控效应

为探究安全高效调控水绵生长的方法,本研究利用养殖水桶开展了两次生物操纵实验,分别观测了鲤(Cyprinus carpio)、鲫(Carassius auratus)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)在没有营养加富条件下,以及鲫和日本沼虾(Macrobrachium nipponense)在营养加富条件下,对水体中浮游态和固着态水绵(Spirogyra)生长的抑制效果.结果表明,在没有营养加富的水体中,鲤和鲫对水绵不仅没有调控效应,反而会促进水绵的生长.建议在水绵生长旺盛的水体中,一定程度上移除水体中这些鱼类反而可以有效控制水绵的生长.在营养加富条件下,日本沼虾对水绵的控制效应明显.鲫对水绵发挥的作用与水体营养状态存在交互作用,日本沼虾对水绵的抑制效应是否受水体营养状态的影响值得进一步探究.     

淀山湖富营养化控制的模型研究

针对淀山湖富营养化严重的问题,应用USEPA的AQUATOX模型对淀山湖水体中营养盐时间变化规律和藻类生长演替进行了研究。在对模型率定、验证的基础上．对水力条件、污染源等富营养控制方案的效果进行模拟。模拟结果显示：该生态模型较好地模拟了常规水质和藻类的动态变化;改善淀山湖的水力条件,能有效控制蓝藻水华的暴发;淀山湖污染负荷主要来自于上游负荷;在控磷和控氮的对比上．蓝藻对于控制磷比较敏感。对于淀山湖富营养化的治理应采取控源与生态修复并举的方式,这样有利于有效稳定水质改善的效果。     

乌梁素海冰封期浮游藻类分布特征研究及水质评价

为了揭示乌梁素海冰封期的浮游藻类分布特征及其与营养物质的关系以及水质状况,文章分析了浮游藻类群落结构以及与营养物质之间的关系,并且揭示营养物质在冰-水介质的分布规律,进而对冰封期水质进行了评价。结果表明冰封期水体浮游藻类群落组成表现为绿藻-硅藻型,藻类数量的分布特征表现为:湖区中部>湖区进水口>湖区出水口。相关性分析显示总磷是影响冰封期乌梁素海浮游藻类的生长限制因子。营养物质总氮的垂向分布规律为:水体>冰体,冰-水界面冰>表层冰,总磷和总有机碳呈现不同规律;通过水质理化指标和藻类多样性指数综合评价得出结冰期湖泊处于中富营养状态。     

城市富营养化水域的生物治理和凤眼莲抑制藻类生长的机理

应用凤眼莲生态系统治理了上海市区一条富营养化河浜,使水质改善,由于藻类生长受到控制而水变澄清。凤眼莲抑制藻类生长的作用机制除了对光和矿质营养的竞争外,主要是由于凤眼莲根系向水体分泌化合物,能伤害和清除藻类(剋制作用Allelopaihic effect)。根圈栖生的一种软体动物——水蜗牛,以藻类为食,也是凤眼莲生态系统清除藻类的一个因素。     

应用浮游藻类群落对西泉眼水库富营养化的研究

通过应用浮游藻类群落对西泉眼水库富营养化的研究，我们发现西泉眼水库处于中营养与富营养状态之间。     

城市再生水景观利用水华识别和预警方法探讨

城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。为了抑制藻类的大规模生长,需要提前采取预防措施,以便将有可能爆发水华的藻类及时杀死或除去。目前,人们已经对景观水体中常见藻类的生长规律做了深入的研究,发现水体中藻数量(藻密度)的多少与水体的pH值和DO值的变化有密切而相对稳定的关系。通过在线实时监控pH值和DO值,找到△pH、△DO与藻类生长之间的关系,并结合pH、DO、温度、正磷酸盐和总氮等指标,实现实时识别和预测水华爆发的目的。     

生物浮岛对长湖水质和浮游植物的影响

为探索治理长湖水体富营养化的有效方法,开展生物浮岛对其水质和浮游植物的影响。结果表明,在藻类大量生长的季节(7—9月),浮岛区水体中TN_w、DO、TSS、Chl-a含量以及TLI值较对照区有所下降,下降幅度在6%~62.3%,其中以Chl-a含量下降最明显;浮岛上下游区域浮游植物优势类群存在差异性,而且下游的浮游植物细胞丰度、均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数均较上游有所下降。由此可见,生物浮岛能有效吸附长湖水体中N、P等营养元素,对其藻类水华的爆发具有抑制作用,可作为长湖水体原位生态修复的有效手段。     

紊流脉动强度对藻类生长及水环境的影响研究

为探讨紊流脉动强度对藻类生长繁殖以及水环境的影响,采用自行设计的垂直振动格栅紊流装置,在一定的光照和水温条件下,通过改变各组实验装置中格栅的振动频率,在营养盐充足的封闭水体中开展了实验研究.结果表明,在实验设定的紊动范围内,紊流脉动强度对藻类的生长以及水环境的变化有明显的影响,较微弱的紊流脉动能促进水体中藻类的生长,而较强的紊流脉动则会抑制藻类的生长;随着紊流脉动强度的增加,藻类生物量峰值的出现时间逐渐推迟;不同水力条件下,5组实验过程中氮磷含量的变化情况具有显著的差异,当格栅振动频率达到2.0 Hz时,较之振动频率为0.5 Hz的实验,水体中TN和TP的最大消减量分别降低了55.2%和69.0%,与藻类生长情况关系密切;随着紊流脉动强度的增加,藻类生物量的峰值所对应的氮磷比先增后减;不同强度的紊流脉动均能促进水体的pH值和溶解氧迅速调节至藻类生长所需的最佳水平,且最佳值不变.     

底泥磷释放的影响因素

水体中磷元素的含量是影响藻类生长的重要因子,来源可分为外源性磷和内源性磷.在外源性磷得到有效控制的情况下,内源性磷成为湖泊水体中磷元素的主要来源。而底泥磷的释放是内源性磷的主要组成。影响底泥磷释放的因素很多,首先与底泥的物理化学组成有关,如底泥颗粒物的粒径、有机质和氧化物的含量以及底泥中磷的形态等,再则与各环境因子的影响关系也非常密切,溶解氧、温度、pH值、扰动是其主要的环境影响因子.对富营养水体底泥释放的影响因素及其机理研究可为富营养化水体的治理提供理论依据。     

程海湖夏冬季浮游植物群落结构与富营养化状况研究

为了解程海湖浮游植物群落特征及其富营养化现状,对程海湖的水体理化指标和浮游植物群落结构进行了系统调查,分析了夏、冬季节程海湖水质状况、浮游植物群落结构特征及其与环境因子之间的关系,并运用综合营养状态指数法和藻类生物学法评价了程海湖的营养状态.结果表明,调研期间程海湖氮、磷浓度较高,水体中总磷(TP)浓度为0.03～0.19 mg·L~(-1),总氮(TN)为0.38～3.08 mg·L~(-1),综合营养状态指数(TLI)在49.3～54.4之间波动,已经达到轻度富营养水平;藻密度变化范围为1.54×10~6～1.65×10~7个·L~(-1),已超过常规湖泊的水华暴发阈值范围;浮游植物以蓝藻、绿藻为主,Shannon-Wiener多样性指数大多数为1～3,Pielou均匀度指数为0.18～0.72,部分时间段藻类多样性偏低,呈现出典型的蓝藻门为优势的富营养化状态,亟需对其进行生态保护与管理.     

考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型

基于水体光学原理,确定了光照衰减系数与透明度之间的定量关系式;基于质量守恒原理,描述了氮磷营养盐与藻类之间的转化关系;耦合光因子和盐因子对藻类生长的驱动机制,建立了考虑光盐交互作用的富营养化数学模型.结合2015年4~7月在眉湖开展的水质监测数据,对模型进行了参数率定与验证.通过正交设计与情景模拟相结合,研究了光盐条件变化对藻类生长的驱动作用.结果表明,建立的富营养化模型能够较好的模拟不同光盐条件下藻类的生长趋势;低光照强度下营养盐浓度增加对藻类生长起到了抑制作用,营养盐浓度增加相同的倍数时TP浓度变化对藻类生长的影响作用要比TN浓度变化对藻类生长的影响作用大;整体上藻类的生长受到光照强度的影响高于营养盐,受到总磷的影响高于总氮,在设置的情境中光照强度、TP和TN浓度分别为89.6klx、0.168mg/L和2.72mg/L时最利于藻类生长.     

镜泊湖浮游藻类组成及其与环境因子的相关分析

2013年5月、9月及10月在镜泊湖26个采样位点共采集到浮游藻类8门74属140种.其中绿藻门最多,共58种,占41.5%.浮游藻类组成以绿藻和硅藻占优,并且藻类群落结构存在明显的时空差异,各调查位点藻的种类范围在3~35种,密度范围在0.5×104~230.8×104个/L.调查期间,浮游藻类的Margalef指数、Shanoon-Wienner指数以及Pieloud指数范围分别为0.48~2.31,1.27~3.97,0.45~0.94,水体综合营养状态指数值TLI在40~60之间,总的来看,镜泊湖水体属于中营养-轻度富营养状态.Pearson相关分析结果显示,镜泊湖藻类群落分布受水环境因子影响明显.整体上,水温、DO、SD、CODMn及NH3-N是影响镜泊湖藻类种群分布格局的主要因素.     

二龙山水库浮游藻类群落的初步研究

通过对二龙山水库浮游藻类群落的调查,我们研究了浮游藻类群落的种类组成、生物密度、优势种,并指出二龙山水库水质处于中营养与富营养状态之间.