洱海水體及沉積物酶活性的時(shí)空變化及其影響因素的研究.pdf

1、微生物能夠合成分泌胞外酶將環(huán)境中的高分子量顆粒態(tài)的有機(jī)物質(zhì)催化降解為能被其直接吸收利用的低分子量的溶解態(tài)物質(zhì)。在水生生態(tài)系統(tǒng)中,酶的催化降解作用被認(rèn)為是有機(jī)質(zhì)降解和礦化的初始步驟,并且是限制性步驟。對(duì)于沉積物酶活性的研究,有助于進(jìn)一步了解沉積物的生物地球化學(xué)過程。本研究以洱海水體及沉積物為研究對(duì)象,旨在揭示環(huán)境理化因子對(duì)洱海水體及沉積物酶活性的影響機(jī)制,以期為洱海富營(yíng)養(yǎng)化的治理提供理論依據(jù):
　　 論文主要結(jié)論如下:
　　

2、 (1)洱海沉積物中轉(zhuǎn)化酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、蛋白酶、脲酶、堿性磷酸酶的活性呈明顯的季節(jié)變化,并且他們的季節(jié)變化規(guī)律相似,即秋季(11月份)<冬季(2月份)<春季(5月份)<夏季(8月份)。沉積物酶活性的季節(jié)變化主要受溫度的控制,并且水體中藻類生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的分泌物及外源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向沉積物的輸入都對(duì)酶活性的季節(jié)變化有重要的影響;
　　 (2)沉積物酶活性的空間分布呈現(xiàn)明顯的差異,并且沉積物六種酶的空間分布規(guī)律都非常相似,通

3、常洱海北部EH2、EH4的酶活性最高,南部湖心平臺(tái)的EH8、EH9次之,湖中部的EH5、EH6的酶活性最低。其次,沉積物酶活性與沉積物的理化性質(zhì)關(guān)系密切。其中,轉(zhuǎn)化酶、多酚氧化酶、過氧化物酶與沉積物ω(OM)呈極顯著相關(guān)關(guān)系;蛋白酶、脲酶與沉積物ω(TN)呈極顯著相關(guān)關(guān)系;堿性磷酸酶與沉積物ω(TP)和ω(OP)沒有明顯的相關(guān)關(guān)系,而與有機(jī)磷占總磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(OP)/ω(TP)呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系。沉積物的營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)沉積物酶活性的空間

4、分布有著重要的影響,同時(shí)沉積物的酶活性可以作為一個(gè)有效的指示因子來指示沉積物受到的污染狀況;
　　 (3)洱海沉積物中的六種酶的活性都與水體中的TN、CODMn呈顯著的相關(guān)關(guān)系,這說明了沉積物的酶活性對(duì)沉積物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的內(nèi)源釋放有著一定的貢獻(xiàn),較高的酶活性可能會(huì)加劇內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)的釋放過程;
　　 (4)洱海水體中的堿性磷酸酶活性呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,堿性磷酸酶的活性呈先下降后上升的趨勢(shì)。其中5月份活性最高為40.18μmol·L

5、·h-1,9月份最低為12.30μmol·L·h-1。藻類堿性磷酸酶是水體堿性磷酸酶的主要來源。水體中堿性磷酸酶的活性受到水體正磷酸鹽濃度調(diào)控:當(dāng)水體中的正磷酸鹽含量較低的時(shí)候,水體中的微生物和藻類就會(huì)大量的合成分泌堿性磷酸酶,以提高水體中正磷酸鹽的含量;當(dāng)水體中的正磷酸鹽的濃度過高時(shí),堿性磷酸酶的活性就會(huì)受到抑制;
　　 (5)溶解態(tài)有機(jī)磷在藻類生長(zhǎng)繁殖的過程中起著重要的作用,它是藻類的主要磷源,在藻類水華爆發(fā)前藻類可以通過大

6、量合成分泌堿性磷酸酶來水解水體中的溶解態(tài)有機(jī)磷,與此同時(shí)藻類除了通過堿性磷酸酶的分解作用之外還會(huì)通過其他途經(jīng)利用水體中的溶解態(tài)有機(jī)磷;
　　 (6)模擬實(shí)驗(yàn)上覆水中的堿性磷酸酶的活性呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì),在pH8條件下表現(xiàn)出的活性最高,pH6條件次之,pH10條件下的活性最低。微生物在不同pH條件下的適應(yīng)作用以及上覆水中的SRP濃度是導(dǎo)致堿性磷酸酶的活性在不同pH條件下表現(xiàn)各異的主要原因;上覆水中的堿性磷酸酶在好氧處理?xiàng)l件