黑藻腐解对微囊藻休眠体复苏及生长的影响

论文摘要

模拟太湖黑藻（Hydrilla verticillata）湿重分别为0g、10g、25g、50g的残留量下，在太湖春季温度腐解过程中对微囊藻（Microcystis）休眠体复苏的影响，并通过测定沉积物和上覆水的理化指标，探究腐解过程中环境因素的变化以及这些变化对微囊藻复苏的影响。另外，取黑藻的腐解液培养成熟的微囊藻，观察成熟微囊藻的生长情况，并通过测定生理生化指标来判断黑藻的腐解液对成熟微囊藻生长的影响。1)为期84d腐解实验结果表明，黑藻腐解过程中，水体及沉积物中的总氮、总磷、总有机碳、沉积物表面的光照强度及pH值均随着黑藻的腐解时间及黑藻残留量的不同而变化。黑藻的腐解会使沉积物中总氮浓度升高；与无黑藻残留的对照组相比，植物残留量越大在水体中释放的总氮越高，但由于沉积物的吸附作用，各实验组中上覆水总氮呈逐渐下降趋势；黑藻的腐解引起沉积物的总磷显著升高，并在短时间内造成上覆水中总磷增加，64d之后复原到初始水平；沉积物及水体中的总有机碳呈先升高再降低的趋势，在腐解后期水体中的总有机碳基本恢复到初始水平；黑藻残留量10g和25g组黑藻的腐解只会在短期内引起光照强度降低，在快速腐解期过后反而促进水体透明度的增加；腐解过程中，水体pH值在7.2-8.7间波动。2)微囊藻复苏状况是通过测定沉积物及上覆水中叶绿素含量变化来反映的。实验初期各组沉积物中叶绿素含量集中在0.07-0.09μg/g，随黑藻腐解进行所有实验组中沉积物的叶绿素含量都呈明显下降趋势，下降速度最快的时期出现在前19d，之后直到实验结束时叶绿素含量均未出现较大波动，84d的叶绿素含量在0.003-0.014μg/g。腐解初期，黑藻残留量越高上覆水中的叶绿素浓度越大；9d之后有黑藻组中叶绿素含量明显降低，且9d到19d的降低速率与黑藻残留量成正比；19d后上覆水的叶绿素浓度的变化主要来自于微囊藻复苏生长，黑藻残留量越高的组叶绿素浓度越低，且均未出现无黑藻组的第二次增殖期，64d、84d的叶绿素含量明显低于无黑藻组的，该结果暗示黑藻的腐解确实会抑制微囊藻的复苏生长，且黑藻残留量越大抑制越明显。黑藻在腐解过程中抑制微囊藻复苏的因素可能包括总磷浓度的升高、光照强度的降低以及pH值降低。本实验中所有含黑藻残留量组在腐解过程中产生的最高磷浓度均高于0.445mg/L，是一个能抑制微囊藻复苏的浓度；在腐解初期，由于大量的黑藻被分解为悬浮颗粒，改变水体的颜色、增加了水体的浊度，因此光照强度极剧下降，且黑藻残留量越高组下降越显著，有黑藻存在的组中19d之前光照强度都低于150lux，黑藻残留量50g及25g组在19d的光照强度甚至低至0lux，很不利于微囊藻的初期复苏，有许多休眠体会失去活性；本研究显示黑藻腐解过程最低pH（7.2）值出现在3d时黑藻残留量50g实验组中，而最高pH（8.7）值出现在43d黑藻残留量10g组中，且在大多时段腐解过程中黑藻残留量为10g组的pH值要高于黑藻残留量为25g和50g的组，说明黑藻腐解引起的pH值的变化会对藻类复苏产生影响，且高pH值更有利于微囊藻的复苏。3)黑藻的腐解液培养微囊藻，仅6d，结果显示，微囊藻的数量明显的增加了，培养基的颜色逐渐的加深，处理组的微囊藻蛋白质、超氧化歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）与同期无黑藻的对照组相比，没有发生大幅度的变化。说明了黑藻的腐解液对微囊藻的生长没有化感作用，反而具有促进作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 富营养化定义及危害
• 1.1.1 富营养化定义
• 1.1.2 富营养化的危害
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 我国研究现状
• 1.3 沉水植物的修复
• 1.4 沉水植物腐解
• 1.5 植物对藻类的化感作用及机理
• 1.6 研究的目的与意义
• 1.7 研究的内容与技术路线
• 1.7.1 研究内容
• 1.7.2 技术路线
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 腐解装置
• 2.1.2 腐解装置中的沉积物
• 2.1.3 腐解装置中的上覆水
• 2.1.4 黑藻
• 2.1.5 微囊藻
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 黑藻的生物量确定及预处理
• 2.2.2 样品采集及处理
• 2.3 监测指标及监测方法
• 2.3.1 水质指标及测定方法
• 2.3.2 沉积物监测指标及测定方法
• 2.3.3 微囊藻休眠体叶绿素的测定方法
• 2.3.4 成熟微囊藻监测指标及测定方法
• 2.4 数据分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 黑藻腐解过程中环境因素的变化及对眠体复苏的影响
• 3.1.1 关于影响微囊藻复苏的环境因子的归纳
• 3.1.2 沉积物及上覆水中总氮变化及对微囊藻复苏的影响
• 3.1.3 沉积物及上覆水中总磷变化及对微囊藻复苏的影响
• 3.1.4 沉积物 TOM 及上覆水 TOC 变化及对微囊藻复苏的影响
• 3.1.5 沉积物表面光照强度变化及对微囊藻复苏的影响
• 3.1.6 上覆水 pH 变化及对微囊藻复苏的影响
• 3.1.7 沉积物及上覆水中叶绿素的变化及分析
• 3.2 黑藻腐解液对成熟微囊藻生长的影响
• 3.2.1 黑藻腐解液对成熟微囊藻藻细胞密度的影响
• 3.2.2 黑藻腐解液对微囊藻蛋白质 SOD MDA 的影响
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介