底棲藻類在淺水湖泊穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換中的作用.pdf

1、湖泊不僅是人類淡水資源的主要來源之一，也是維護(hù)良好生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。近年來，因經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源利用強(qiáng)度加大，導(dǎo)致我國湖泊水體富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重。武漢東湖作為典型的淺水富營養(yǎng)化湖泊，其沿岸帶生長了大量的底棲藻類，它們作為湖泊重要的初級(jí)生產(chǎn)者，在湖泊穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的作用十分重要。因此，在2012.3~2013.10期間，我們以底棲藻類為研究對(duì)象，開展野外東湖圍隔實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。東湖圍隔實(shí)驗(yàn)主要測定了水體中底棲藻類生物

2、量及環(huán)境因子；底棲藻類滯留的總磷及各形態(tài)磷的含量；分析了底棲硅藻的種類組成及其與環(huán)境因子之間的關(guān)系。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要測定了底棲藻類和苦草對(duì)不同濃度豬糞廢水中化學(xué)需氧量（COD）、氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果，底棲藻類、苦草和浮游藻類生物量，底棲藻類和苦草滯留的總磷及各形態(tài)磷的含量及苦草過氧化氫酶活性和丙二醛的含量。
　　為期一年的野外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：圍隔中底棲藻類葉綠素a（Chl a）含量，滯留的鈣磷含量比大湖（對(duì)照）高，但鐵/鋁磷含量低

3、于對(duì)照，這說明底棲藻類對(duì)水中營養(yǎng)鹽的吸收和對(duì)磷的賦存形態(tài)均對(duì)湖泊從藻型到草型的轉(zhuǎn)換起到了積極的作用。圍隔水體中所有化學(xué)因子要明顯低于對(duì)照，水中浮游藻類生物量顯著下降，表明圍隔對(duì)水質(zhì)修復(fù)作用明顯。當(dāng)圍隔水體中TP含量在0.02-0.05 mg/L時(shí)，圍隔水體發(fā)生了穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換，沉水植被覆蓋度逐漸增加。
　　圍隔和對(duì)照水體中底棲硅藻的種類組成及其分布比較研究表明：圍隔和對(duì)照水體中底棲硅藻共有148種，其中圍隔水體的硅藻優(yōu)勢(shì)種類數(shù)要高于對(duì)照

4、，且不同季節(jié)優(yōu)勢(shì)種不同；圍隔和對(duì)照水體中底棲硅藻生物量均值分別為8.4×109和2.1×1010 cells/m2。極小曲殼藻（Achnanthes minutissima）是所有樣點(diǎn)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，其相對(duì)豐富度最高為65％。圍隔水體中底棲硅藻主要為纖細(xì)橋彎藻（Cymbella gracilis），近緣橋彎藻（Cymbella affinis），Gomphonema truncatum，橄欖形異極藻（Gomphonema olivaceu

5、m）等清水優(yōu)勢(shì)種，其中彎棒桿藻（Rhopalodia gibba）和扁圓卵形藻（Cocconeis placentula）的出現(xiàn)對(duì)圍隔內(nèi)沉水植被的恢復(fù)起到了一定的指示作用；而對(duì)照中主要為谷皮菱形藻（Nitzschia palea），窄異極藻（Gomphonema parvulum），偏腫橋彎藻（Cymbella ventricosa）及隱頭舟形藻（Navicula cryptocehala）等耐污優(yōu)勢(shì)種。對(duì)底棲硅藻的優(yōu)勢(shì)種類和環(huán)境因子的

6、關(guān)系進(jìn)行了典型對(duì)應(yīng)分析（CCA），結(jié)果顯示：圍隔水體中的底棲硅藻種類組成主要受到氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)的影響，而大湖的硅藻種類組成主要受到氮和pH的影響。
　　室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)表明，底棲藻類、苦草、底棲藻類-苦草對(duì)高濃度豬糞廢水的COD、氮磷均存在顯著的去除效果。其中COD的最大去除率均大于86%；底棲藻類-苦草混合培養(yǎng)對(duì)高、中濃度豬糞廢水中磷、氮的平均去除率均大于62%和70%，高于二者單獨(dú)培養(yǎng)的處理組。底棲藻類和苦草對(duì)水中磷的滯留作用明