库区优势藻类生长/消亡行为的生物化学动力学研究

论文摘要

长江是我国的第一大河流,流域面积180万平方公里,其生态地位和影响不言而喻。三峡水库是在20世纪90年代初继葛洲坝水电水利枢纽工程后实施的又一重要水利发电工程,它的兴建将在防洪、发电、航运等方面带来巨大的综合效益,举世瞩目。浮游植物是水生态系统的组分之一,是水体初级生产者,其群落结构与数量对水体生态系统的演替和发展影响较大。水库在兴建和形成过程中,由于水动力学条件的变化,浮游植物的种属和数量通常会发生改变,甚至会出现“疯长”,并导致水华暴发。所以,掌握浮游植物变化特征对于水库的富营养化防治以及实施生态管理都具有重要的意义尤其是对引起“水华”暴发的典型藻体的生物动力学研究就显得尤其重要。本文对三峡库区最大次级河流嘉陵江进行现场布点、采样和监测浮游植物,结合实验室监测、分析和研究,考察了原生藻类在不同水文状态下优势藻类的演替,得出三峡成库后在各种环境因素协同作用下嘉陵江很可能形成以蓝绿藻为优势藻的水华污染。因而再从最可能形成蓝绿藻水华污染的代表性优势藻中选取属于绿藻门的普通小球藻(Chlorella Vulgaris)为研究对象,通过实验室试验考察氮、磷营养盐对普通小球藻生长行为的影响,分别计算得到普通小球藻对总磷(TP)的半饱和常数KSP与对总氮(TN)的半饱和常数KSN。结果表明:KSN>>KSP,说明TP对普通小球藻生长的影响远大于TN。最后,通过系统比较普通小球藻与优势蓝绿藻,甚至海水藻的生长动力学特征,探讨了普通小球藻与其它蓝绿藻的动力学普适性和共同性,证实这些藻类都具有非常类似的生长动力学和生态学特征。因此,推测普通小球藻生长动力学模型可以从整体上反映和代表库区优势蓝绿藻的生长行为。同时分析和归纳了蓝绿藻生长模型的相似性和规律性,得出三峡库区优势藻类生长行为存在普遍一致性的初步结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 碳和锌
• 1.2.2 氮和磷
• 1.2.3 其它营养元素
• 1.2.4 研究领域
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 2 三峡库区流域富营养化污染问题探讨
• 2.1 引言
• 2.2 库区流域营养物分析
• 2.2.1 水体中氮磷的分布特点
• 2.2.2 库区氮磷浓度的变化特性
• 2.2.3 库区水域的营养状态
• 2.3 库区流域水文气候状况
• 2.3.1 库区的水文状态
• 2.3.2 库区的气候因素
• 2.4 库区流域富营养化潜势
• 2.5 三峡库区水体富营养化的现状
• 3 三峡库区嘉陵江浮游藻类组成与优势藻类演替
• 3.1 引言
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 主要实验仪器与试剂
• 3.2.2 采样点设置
• 3.2.3 浮游植物采样与分析
• 3.2.4 多样性指数计算
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 浮游植物的定性鉴定
• 3.3.2 浮游植物细胞密度变化以及优势藻类的演替
• 3.3.3 嘉陵江流域瓷器口段水质初步评价
• 3.4 本章小结
• 4 三峡库区水华优势藻类生长的动力学研究
• 4.1 引言
• 4.2 研究材料与方法
• 4.2.1 主要仪器与设备
• 4.2.2 藻种及培养基
• 4.2.3 营养因子浓度控制
• 4.2.4 接种培养
• 4.2.5 培养方法
• 4.2.6 细胞生物量的测定
• 4.2.7 增长率的计算
• 4.2.8 动力学参数的计算
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 普通小球藻在缺磷/氮胁迫下生长动力学参数的测定及计算
• 4.3.2 普通小球藻生长与磷、氮的关系分析
• 4.4 本章小结
• 5 三峡库区水华优势藻类生长动力学的普适性研究
• 5.1 引言
• 5.2 生长模型对比以及规律性分析
• 5.2.1 实验构建模型与文献模型的对比
• 5.2.2 规律性分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录