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水体富营养化已成为全球的环境问题研究热点,对富营养化水体的治理日益迫切。但富营养化的防治是水污染治理中十分棘手而又代价昂贵的困难问题,导致水质富营养化的氮、磷营养物质既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性;既有点源,又有非点源,这给控制污染源带来了显而易见的困难。同时,富营养化状态一旦形成,水体中营养元素被水生生物吸收,成为其机体的组成部分。在水生生物死亡后的腐烂过程中,营养元素又释放入水体中,再次被生物利用,形成植物营养物质的循环。因此,富营养化的水体,即使切断外界营养物质的来源,也很难自净和恢复,营养物质去除难度高,至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。 水体作为一个生态系统,浮游植物的生长不仅受到营养盐等环境因子的影响,而且受到生物因素的控制。这提供了这样一种可能:可以通过改变水体生物群落结构来减少浮游植物的现存生物量(standing biomass),从而避免富营养化的危害,达到改善水质的目的。这种方法叫做“生物操纵”(biomanipulation)。目前生物操纵的主要措施是通过改变捕食者(鱼类)的种类组成或多度来操纵植物食性的浮游动物群落结构,促使滤食效率高的植物食性大型浮游动物,特别是枝角类种群的发展,进而降低藻类生物量,提高水的透明度,改善水质。 从实际应用情况来看,不同水体生物操纵的效果和水质恢复后的稳定性存在明显的差异,但这一技术已被证明是浅水富营养湖泊水质管理的重要手段。 本试验应用生物操纵原理,研究了长刺(氵蚤)对中小型藻类的牧食力和鲢鱼、长刺(氵蚤)与浮游植物的相互作用关系以及长刺(氵蚤)和鲢鱼对水质的影响。为进一步探讨水体富营养化的生物操纵治理机理及可行性奠定基础。试验一:长刺(氵蚤)牧食力的研究 用直接计数法和叶绿素a测定法评估了长刺(氵蚤)对不同密度的小球藻、舟形硅藻及混合藻液的牧食力。结果表明:当小球藻密度在5.200~12.688mg/L(湿重)时,随藻(?)密度降低,长刺(氵蚤)的滤水速度逐渐升高,摄食速度(细胞/(氵蚤)·小时)则逐渐降低,小球(?)密度为3.432~5.200ml/L(湿重)时,随藻液密度降低,长刺(氵蚤)的滤水速度及摄食速(?)都明显降低。当舟形硅藻密度为7.885-63.365mg/L(湿重)时,随藻液密度降低,长刺(氵蚤)-的滤水速度逐渐升高,摄食速度逐渐降低。长刺(氵蚤)的摄食使浮游植物产氧量降 低。在混合藻液中,长刺9蚤选择性摄食舟形硅藻,选择指数卜0.08乙长刺7蚤对舟形 硅藻、小球藻为代表的中小型藻类具有较强的牧食力,从机理上证实了用长刺5蚤等大 型枝角类治理水体富养化的可行性。 试验二:醚、长刺溜与浮游植物相互作用关系 试验在匕m‘的石砌池塘用厚塑料布围成的三个围隔中进行的。围隔中的水为鱼池 水经160目筛绢过滤(目的是除去水中原有的大型浮游动物),一个围隔为对照,另外两个分 别接种密度为225个/升和258个/升的长刺渔,一周后,长刺搔可去除水体中叶绿素a 的78.04%和80.54%。随着时间的推移,藻类被去除的比例越来越大。接种20天后, 长刺搔密度变为327个/升J66个/升,去除叶绿素:的比例分别达到go.83%和92.60为 再将该试验水体混合用厚塑料布围成4个围隔,放入0、1、3、5尾体重平均为0.6Ikg 的鲢鱼,长刺涵密度很快降低,一周后,长刺搔密度就由 293个/升降到几个/升,有 的还不足1个/升;而浮游植物的变化相对较复杂,一周后,当鲢鱼密度较低时,浮游 植物数量、生物量均降低,如二号池浮游植物数量由 16000万个几降为 5940万个几、 生物量由 160乃mg/L降为 59.40mg/L,3号池浮游植物数量由 16000万个几降为 6298 万个几、生物量由 160刀mg/L降为 62.98mg/L;而叶绿素浓度却在上升,如 2号池叶绿 素 a由 49.94 n g/L上升为 92.53 u g/L,3号池上升为 117刀 u g/L:当鲢鱼放养密度较 高时,浮游植物数量、生物量和叶绿素 a均增加,如 4号池浮游植物数量上升为 16570 万个几、生物量上升为 165尸mg/L、叶绿素 a上升为门.93 u g/L。以后,随着时间的 推移,浮游植物生物量、数量和叶绿素a均明显上升。 同时,鲢鱼的放养对水体水化也有明显的影响。放养鲢鱼后,试验组的NH4”-m、 TP、COD与对照组相比均有所增加。经统计分析表明,试验组的NH。”-i,TP与对 照组均存在显著的差异性。COD与对照组则无显著差异。 这说明鲢鱼能摄食颤藻等浮游植物,在短期内,确实能降低浮游植物生物量,但 很快浮游植物的生物量再度上升。这进一步证实鲢鱼促进了浮游植物的增长。同时