论文部分内容阅读
当今,我国众多环境问题中,水体富营养化日益严重。据统计,我国77%的湖泊已出现不同程度的富营养化。如何治理水体富营养化以及解决随之而来的水华爆发则成为淡水生态系统和环境科学方面的研究热点之一。大量研究表明,生态修复是控制水华的有效方式,可以通过生物操纵和大型水生植物重建两种措施来完成。磷浓度可作为生物操纵技术和大型沉水植物重建能否实施的一个重要指标,环境因子中的温度和光照也同水华藻暴发和大型沉水植物成活有某种联系机制。因此,论文针对本国水生态系统富营养化的情况,设计了一个微宇宙模型,由浮游植物(硅藻中的小环藻)、浮游动物(枝角类中的大型溞)和大型水生植物(沉水植物中的金鱼藻)组成的水生态系统,对固定氮浓度(11mg/L)下,磷浓度梯度、温度梯度、光照梯度下,两两培养以及三者共培养时其生长情况及水体中氮磷的消除率开展实验研究,从而得到磷、温度、光照强度和光周期对小环藻、大型溞和金鱼藻互相影响的作用模式。通过研究得到以下结论:(1)固定温度25℃,光强2600lx,光周期比14h:10h,设置氮含量是11mg/L,磷浓度有四个水平是0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L和2mg/L。小环藻与大型溞共培养时,小环藻和大型溞的增长率与磷浓度成正比,大型溞的增长率远远大于小环藻,磷浓度不大于2mg/L时,大型溞对小环藻具有显著抑制作用。小环藻与金鱼藻共培养时,小环藻和金鱼藻的增长率与磷浓度成正比,在磷浓度0.05~0.5mg/L时,金鱼藻占优势,在磷浓度2mg/L时,小环藻占优势。小环藻、大型溞和金鱼藻三者共培养时,小环藻和大型溞的增长率与磷浓度成正比,金鱼藻的增长率与磷浓度成反比,小环藻的增长率明显低于两两培养时,在磷浓度水平0.05~0.5mg/L条件下抑制小环藻成果最好。(2)设置温度四个水平分别为15℃、20℃、25℃、30℃,固定光照强度为2600lx,光暗比14h:10h,调节培养液中初始氮浓度是11mg/L,初始磷含量有四个水平即0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L和2mg/L。温度为15℃时,各个磷浓度下小环藻均呈负增长,金鱼藻和大型溞的增长率均高于小环藻,磷浓度对控藻效果影响不大。温度在20~25℃条件下,磷浓度在0.05~0.5mg/L下,金鱼藻和大型溞长势较好,抑制小环藻效果好。30℃时,磷浓度0.05mg/L下,小环藻负增长,0.1~2mg/L时,控藻效果不佳。(3)设置光照强度四个水平是1000lx、2600lx、4200lx、5800lx,固定温度为25℃,光暗比14h:10h,调节培养液中氮含量是11mg/L,磷浓度的四个水平是0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L和2mg/L。光照强度在1000lx~2600lx之间时,各个磷浓度下金鱼藻和大型溞的增长率均高于小环藻。当光照强度在4200lx~5600lx之间,光强因子在抑制小环藻方面的能力低于水体磷含量,在这情况下磷浓度0.05~0.5mg/L处理下抑制小环藻的成果显著,当水体磷浓度是2mg/L条件下,小环藻的增长率高于金鱼藻的增长率,不利于大型沉水植物重建。(4)设置光周期水平是10h:14h、12h:12h、14h:10h、16h:8,固定温度25℃,光照强度2600lx,调节水体氮含量是11mg/L,初始磷浓度四个水平分别是0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L和2mg/L。在光暗比为10h:14h时,各个磷含量处理下小环藻均呈负生长,金鱼藻和大型溞的增长率虽然是正数,但比其它光暗比条件下相对较小。光周期12h:12h、14h:10h时,磷浓度在0.05~0.5mg/L之间时,大型溞和金鱼藻生长最好,小环藻明显受抑制,磷浓度2mg/L时,控藻效果不佳。光周期为16h:8h时对小环藻的抑制效果最好。综上所述,生物操纵技术、大型沉水植物对水华藻生物量的抑制明显受到水环境中的磷含量、温度以及光照因子的影响。在磷浓度0.05~2mg/L之间时,随着磷浓度的增加控藻效果减弱。在温度15~30℃范围内,温度越高控藻效果越弱。在光照1000~5800lx范围内,随着光照强度的增加控藻效果减弱。在光暗比是10h:14h、12h:12h、14h:10h、16h:8h条件下,随着光照时间的增加,控藻效果大致呈减弱趋势。