白洋淀控藻生物链研究

论文摘要

水体富营养化已成为全球的环境问题,对水体富营养化的治理日益迫切。白洋淀的情况也不容乐观,2005-2006年的调查结果显示白洋淀处于重度富营养化。本文针对白洋淀的富营养化问题,设计了以浮游动物为主体的控藻生物链,并在实验室条件下进行了控藻生物链各营养级之间摄食关系的研究,提出了解决水体富营养化问题的生物操纵技术方案。本文在对白洋淀枝角类、桡足类等浮游动物,浮游植物以及水质理化指标调查的基础上,确定了白洋淀水体的富营养化程度,导致富营养化的主要优势藻类,以及主要的浮游动物,枝角类和桡足类的优势种。进一步构建了以浮游动物为主体的控藻生物链：造成白洋淀富营养化的主要藻类→大型枝角类优势种→对枝角类种群有影响的桡足类优势种。通过枝角类对藻类摄食的室内研究,结果表明：老年低额溞（Simocephalus vetulus）和蚤状溞（Daphnia pulex）牧食力的大小都受藻类生物量的影响,藻类生物量对其摄食速度有一饱和值,超过该值,其摄食速度下降。实验中当蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）和四尾栅藻（Scenedesmus quadricanda）的生物量分别超过14.75 mg/L和35 mg/L时蚤状溞的摄食速度开始下降；四尾栅藻的生物量超过35 mg/L时老年低额溞的摄食速度也开始下降,而对于蛋白核小球藻其摄食速度则一直增加。同时也测定了这两种枝角类对蛋白核小球藻和四尾栅藻的滤水率和去除率,以及对这两种藻的选择性。通过近邻剑水蚤（Cyclops vicinus）对枝角类的室内摄食生态研究,结果表明：在近邻剑水蚤可摄食的范围内,近邻剑水蚤更倾向于摄食个体较小的枝角类。这样近邻剑水蚤就会对春末,夏初大量繁殖的枝角类幼体造成一定程度的影响,进而影响控藻生物链的控藻效果。另外,随着温度的升高近邻剑水蚤的摄食率也增加,这在一定程度上也加剧了其对大型枝角类的影响。总之,在对白洋淀浮游生物间摄食关系研究的基础上,最终确定了一条对白洋淀藻类有显著控制作用的控藻生物链。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景——白洋淀概述
• 1.2 水体富营养化的成因及危害
• 1.2.1 水体富营养化及成因
• 1.2.2 水体富营养化的危害
• 1.3 生物修复技术治理水体富营养化及其研究概况
• 1.3.1 微生物修复
• 1.3.2 水生植物修复
• 1.3.3 水生动物修复——生物操纵
• 1.3.3.1 经典的生物操纵
• 1.3.3.2 非经典的生物操纵
• 1.3.3.3 生物操纵相关的理论
• 1.4 浮游动物的摄食研究概况
• 1.4.1 桡足类对其它浮游动物的摄食
• 1.4.2 浮游动物对浮游植物的摄食
• 1.4.3 浮游动物的摄食节律性
• 1.5 研究目的意义、研究内容及技术路线
• 1.5.1 研究目的意义
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 技术路线
• 第2章 控藻生物链的确定
• 引言
• 2.1 白洋淀富营养化的评定
• 2.2 控藻生物链初级生产者的确定
• 2.2.1 白洋淀浮游植物的种类组成
• 2.2.2 白洋淀浮游植物的细胞密度
• 2.2.3 白洋淀浮游植物的优势种
• 2.3 控藻生物链消费者的确定
• 2.3.1 白洋淀的浮游动物
• 2.3.2 白洋淀的枝角类
• 2.3.3 浮游植物与枝角类生物密度季节变化的相关性分析
• 2.3.4 白洋淀的桡足类
• 2.4 小结
• 第3章 实验室条件下枝角类对藻类的摄食生态研究
• 引言
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 枝角类
• 3.1.2 藻类
• 3.1.3 主要实验设备及试剂
• 3.1.4 实验用水
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 蚤状溞摄食单一藻类实验
• 3.2.2 蚤状溞摄食混合藻类实验
• 3.2.3 老年低额溞摄食实验
• 3.2.4 实验计算方法
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 老年低额溞对单一藻类的摄食
• 3.3.1.1 老年低额溞对蛋白核小球藻的摄食
• 3.3.1.2 老年低额溞对四尾栅藻的摄食
• 3.3.2 老年低额溞对混合藻类的摄食
• 3.3.3 蚤状溞对单一藻类的摄食
• 3.3.3.1 蚤状溞对蛋白核小球藻的摄食
• 3.3.3.2 蚤状溞对四尾栅藻的摄食
• 3.3.4 蚤状溞对混合藻类的摄食
• 3.3.5 枝角类对藻类摄食比较的讨论
• 3.3.5.1 不同枝角类对蛋白核小球藻的摄食
• 3.3.5.2 不同枝角类对四尾栅藻的摄食
• 3.3.5.3 枝角类对混合藻的摄食
• 3.4 小结
• 第4章 实验室条件下近邻剑水蚤的摄食生态研究
• 引言
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 培养过程实验用水
• 4.1.2 捕食者近邻剑水蚤
• 4.1.3 被捕食者枝角类
• 4.1.4 主要实验器材及试剂
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 近邻剑水蚤及枝角类游泳速度的测定
• 4.2.2 近邻剑水蚤的选食研究
• 4.2.3 近邻剑水蚤摄食过程的研究
• 4.2.4 温度对近邻剑水蚤摄食率的影响
• 4.2.5 光周期对近邻剑水蚤摄食率的影响
• 4.2.6 摄食率的计算
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 近邻剑水蚤及枝角类的游泳速度
• 4.3.2 近邻剑水蚤的选食行为
• 4.3.3 近邻剑水蚤的摄食过程
• 4.3.4 不同温度对近邻剑水蚤摄食率的影响
• 4.3.5 不同光周期对近邻剑水蚤摄食率的影响
• 4.4 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文结论
• 5.2 实验中的不足和后续工作的展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢