不同氮素对冠盘藻生长和光合荧光特性的影响

硅藻水华广泛存在于富营养化水体中,常造成恶劣的环境影响,氮素输入是造成硅藻水华现象的主要因素之一。为明确氮素营养对硅藻水华的影响,揭示其对氮素的响应机理,以常见硅藻水华优势种冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)为研究对象,分别以硝酸钠、氯化铵和尿素作为氮源,分析了不同氮素条件下冠盘藻生长和叶绿素荧光参数(F_(v)/F_(m)、α、I_(k)、ETR_(max))的变化特征。结果显示,不同形态氮素对冠盘藻的生长及叶绿素荧光参数影响显著,一定程度上提高水体氮素浓度能够提升冠盘藻的叶绿素荧光,促进其生长。相比于氨氮和尿素,硝氮营养更有利于冠盘藻的生长,高浓度硝氮条件下,冠盘藻生长良好,而氨氮浓度大于5 mg/L、尿素浓度达到10 mg/L时,冠盘藻叶绿素荧光参数显著降低,生长受到抑制。较高浓度氨氮及尿素对冠盘藻叶绿素荧光参数的抑制作用主要发生在其生长的前中期,随着氮素消耗,冠盘藻的光合参数F_(v)/F_(m)、Ik、ETR_(max)均随氮素浓度的增加而增加,低氮条件下的冠盘藻会提高α值来增大对光能的利用效率,从而提高其环境适应性。研究表明,氮素一定程度上能够通过影响冠盘藻的光合作用而影响其在水环境中的生长。

模拟季节条件及N·P营养盐对冠盘藻和蛋白核小球藻生长的影响

[目的]研究在三峡水库水环境发生变化的情况下,优势藻种在不同季节和营养盐浓度下的生长情况。[方法]通过测定叶绿素a的浓度和计算比生长率分析了模拟季节条件及N、P营养盐对冠盘藻和蛋白核小球藻生长的影响。[结果]冠盘藻和蛋白核小球藻在模拟夏季中的生长大于模拟春、秋、冬季。在模拟春、秋、夏季中,随着氮磷营养盐浓度的升高,培养末期蛋白核小球藻的叶绿素a浓度逐渐升高。在模拟冬季中,高浓度营养盐抑制了蛋白核小球藻的生长。在模拟春、秋、夏季中,冠盘藻的生长随着营养盐浓度的增加而增加,蛋白核小球藻的生长潜能大于冠盘藻。在模拟冬季中,高浓度营养盐条件下冠盘藻的生长潜能大于蛋白核小球藻。[结论]根据蛋白核小球藻和冠盘藻在不同季节及不同营养盐浓度下的生长能力可以预测三峡水库发生水华的可能性。

中国冠盘藻属的研究

本文基于近年冠盘藻属研究的新成果,对产于中国的七个种和变型作分类学及形态学、产地、生境、分布的记述。对冠盘藻属研究中的一些问题提出讨论意见。

汉江中下游早春冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)水华暴发过程及其成因初探

近年来汉江中下游早春频繁暴发硅藻水华,为探明汉江早春硅藻水华暴发过程及原因,2010年1月1日～3月6日,对汉江干流及部分支流进行了浮游植物采样调查。结果表明,早春期间汉江干、支流的浮游植物密度分布具有明显的空间差异性:襄樊及以上各个站点浮游植物密度明显低于襄樊以下,汉江干流各个站点的浮游植物密度明显低于入汉江支流——唐白河。1月7日,唐白河站点浮游植物的密度最高,达50.50×106个/L,冠盘藻的比例占96.09%;从1月27日开始,汉江干流开始出现水华(14.42×106个/L),2月23日达到峰值(24.66×106个/L),到3月3日,水华开始消退(6.66×106个/L),前后共持续了1个多月。相关分析表明,汉江早春期间藻体密度与DO(溶解氧)、STN(溶解性总氮)、STP(溶解性总磷)有着极显著的正相关(Pearson(DO),r=0.63,p<0.01;Pearson(STN),r=0.85,p<0.01;Pearson(STP),r=0.77,p<0.01),与SD(透明度)有极显著的负相关关系(Pearson,r=-0.44,p<0.01),而与水体中的SSi(溶解性硅)呈显著的负相关(Pearson,r=-0.35,p<0.05)。依据汉江干、支流优势硅藻密度的时空差异,可以推测,唐白河中高密度的冠盘藻可能是汉江中下游水华暴发的种源之一;同时分析指出,2010年早春汉江中下游干流水华生消与气象因素密切关联。

三种不同环境因子对汉江硅藻水华优势种冠盘藻(Stephanodiscus sp.)生长生理的影响

研究了氮、磷、水温三种环境因子对汉江水华硅藻冠盘藻(Stephanodiscus sp.)生长、光合色素叶绿素a和类胡萝卜素含量以及光合放氧速率的影响。结果表明该水华硅藻生长较适宜的氮浓度为0.4~40mg/L,磷浓度范围为0.1663~1.663mg/L,更高浓度的氮和磷则不利于该水华硅藻的大量增殖,且在此浓度范围内,该水华硅藻的光合色素含量及光合放氧速率均高于其他处理组,而汉江硅藻水华期间平均氮磷浓度在此实验范围内。实验结果也表明15℃~20℃温度范围是该水华硅藻增殖较适宜的温度。因此适宜的氮磷浓度和温度是汉江硅藻水华暴发的前提条件。

汉江水华硅藻生物学特性初步研究

为探寻汉江中下游早春硅藻水华频繁暴发的原因,于2010年早春硅藻水华暴发的前期,对取自汉江的原水样,从水流速度、光照强度和水体温度3个方面研究了水华硅藻——汉斯冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)的生物学特性。研究结果表明:在试验设定的流速范围内(0～0.5 m/s),汉江水华硅藻生长状况良好,在2℃环境条件下长势较好;15μE/(m2.s)和25μE/(m2.s)两组光强条件下培养的冠盘藻密度没有显著性差异,表明春季汉江流速偏低和适宜的气候条件是汉江早春硅藻水华频繁暴发的主要诱发因子;汉江水体中的营养盐浓度足以满足硅藻快速增殖的需要而形成水华,显示了汉江近年来污染负荷较重。

温度和光强对4种常见水华藻叶绿素荧光特性的影响

为探寻藻类水华暴发的机理,实现水华的预测预警和防治,深入研究藻类的生理生态学特性十分重要。以4种常见水华藻类(汉斯冠盘藻、小环藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻)为研究对象,应用叶绿素荧光技术研究了不同温度梯度和光照强度对4种常见水华藻类叶绿素荧光特性的影响。研究结果显示:汉斯冠盘藻对低温有良好的适应性,高温易造成热胁迫,其适宜的生长温度为3~22℃;在3~22℃条件下,随着光强的增强,其电子传递速率显著增加,表明其具有强的光保护能力和光能利用效率;铜绿微囊藻对高温有着较好的适应性,适宜温度为15~30℃,10℃以下会受到低温胁迫,光能利用效率随温度上升而升高;小环藻表现出对高温的适应性,3~10℃低温导致生长迟滞;相比而言,斜生栅藻对温度的适应范围更广,在22~30℃条件下,斜生栅藻具有更高的光能利用效率和光量子产量。研究结果显示了不同藻类生理生态学特性的差异,为水华的预测预警和治理提供参考。