硬毛藻生長對水土界面磷遷移轉(zhuǎn)化及堿性磷酸酶活性的影響.pdf

1、近年來，水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，綠潮在世界范圍內(nèi)的海灣、瀉湖和河口內(nèi)頻繁暴發(fā)。綠潮暴發(fā)不僅嚴(yán)重危害著海洋生態(tài)系統(tǒng)，同時也顯著影響著磷的循環(huán)。榮成天鵝湖為山東半島的一天然瀉湖，近年來連續(xù)暴發(fā)硬毛藻（Chaetomorpha spp.）綠潮，水體環(huán)境日益惡化。本文以天鵝湖為研究對象，分析了表層沉積物磷的營養(yǎng)水平及時空分布特征，明確了不同湖區(qū)沉積物磷的生物可利用性。同時，在天鵝湖藻類暴發(fā)區(qū)采集絲狀硬毛藻和表層沉積物進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗，分析了藻類生

2、長過程中水體磷含量、水體和沉積物中堿性磷酸酶活性（ APA）以及藻體磷富集量的動態(tài)變化規(guī)律，初步探討了不同環(huán)境條件下藻類生長對水土界面磷遷移轉(zhuǎn)化的影響，主要研究結(jié)果如下：
　?。?）天鵝湖水體和沉積物中磷水平的野外調(diào)查
　　全湖調(diào)查結(jié)果表明，天鵝湖表層沉積物的總磷（TP）含量變幅為236.93～689.71mg·kg-1；在大多數(shù)樣點，無機(jī)磷（IP）含量高于有機(jī)磷（OP），鈣結(jié)合態(tài)磷（Ca-P）是IP的主要存在形式。相關(guān)性分

3、析表明，沉積物中APA與TP、OP、鐵鋁結(jié)合態(tài)磷（Fe/Al-P）等呈極顯著相關(guān)（P<0.01）。天鵝湖西北部Fe/Al-P、生物可利用磷和活性O(shè)P含量均較高，表明西北部湖區(qū)沉積物中磷具有較大的釋放潛力。
　　季節(jié)性調(diào)查發(fā)現(xiàn)，天鵝湖水體氮磷含量的季節(jié)變化不明顯，TP變幅為0.02～0.11mg·L-1，總氮（TN）含量低于1.50mg·L-1，屬于Ⅳ類水質(zhì)。沉積物TP表現(xiàn)為夏季含量最低，秋季含量最高；不同樣點的OP、IP、Fe/A

4、l-P和Ca-P的季節(jié)性差異無明顯規(guī)律。不同季節(jié)硬毛藻藻體氮磷比值（N/P）的變幅為35～59，其中春季最高，表明硬毛藻在春季暴發(fā)期可能受磷限制比較嚴(yán)重。
　?。?）不同磷源和氮磷比對硬毛藻生長的影響
　　室內(nèi)模擬發(fā)現(xiàn)，在硬毛藻生長過程中，水體IP（磷酸二氫鉀、三聚磷酸鈉）和OP（β-甘油磷酸鈉、三磷酸腺苷、卵磷脂）作為磷源時，都能被其吸收利用。在無沉積物組，OP作為磷源時，水體APA高于IP磷源。有沉積物組各處理間水體AP

5、A變化不大，而沉積物中APA有所增加；磷酸二氫鉀作為磷源時，沉積物可還原態(tài)磷（BD-P）和Fe/Al-P含量降幅最大。無沉積物組的磷酸二氫鉀處理硬毛藻生長狀況最好；而有沉積物組結(jié)束時各處理間的生物量相差不大（變幅為50.85～53.46g）。
　　隨著藻體生長，水體氮磷比（N/P）遠(yuǎn)大于初始值，硬毛藻對磷的吸收能力遠(yuǎn)高于氮。水體磷含量充足時，N/P為16～32時較適宜硬毛藻生長。固定水體氮濃度（140μmol·L-1），藻體磷含量

6、隨水體磷水平的增加而增加；N/P較高時藻體磷含量較低，可能是由于藻體利用自身磷庫以維持生長所致。固定水體磷濃度（7μmol·L-1），當(dāng)N/P為8～32時，藻體氮富集量隨著N/P的升高而增大，當(dāng)N/P大于32時，富集量下降，說明藻體對氮的吸收有一個臨界點。
　?。?）溫度和底質(zhì)對硬毛藻生長的影響
　　溫度對硬毛藻的生長影響顯著（P<0.01），不同溫度下生物量表現(xiàn)為：20℃＞25℃＞15℃＞5℃。在20℃條件下，磷含量為0.

7、10～0.20mg·L-1時藻體的生長情況最好。硬毛藻在低溫下不能正常生長；在高溫高磷處理條件下，其對磷的吸收能力較強(qiáng)，但不利于藻體的長期生長。硬毛藻對水體磷的吸收速率在前3天較大，之后隨時間而降低。同一溫度下，無沉積物各處理藻體磷含量與水體磷濃度呈顯著正相關(guān)。
　　底質(zhì)營養(yǎng)水平對硬毛藻生長的影響試驗表明，藻+水處理組水體的APA高于沉積物+藻+水、沉積物+水處理組；加藻處理組的沉積物APA上升，說明AP在硬毛藻生長過程中起重要作

8、用，其可礦化沉積物中OP為可溶性磷（SRP），供藻體吸收利用。培養(yǎng)過程中，有藻處理組沉積物各形態(tài)磷含量降幅大于無藻處理。硬毛藻在湖中心沉積物條件下生長最好，生物量遠(yuǎn)高于其他區(qū)域，說明不同底質(zhì)對硬毛藻生長具有很大影響。藻體磷富集量順序為：湖中心沉積物>西北部沉積物>南部砂質(zhì)沉積物。
　?。?）硬毛藻生長對水體和沉積物中APA及磷含量的影響
　　研究表明，硬毛藻生長可大量吸收水體中磷，誘導(dǎo)水體AP大量上升；培養(yǎng)一周后，水+藻組的