城市内湖浮游藻类时空分布与影响因子及颤藻毒性研究

摘要

湖泊富营养化问题一直是国内外研究的热点。城市内湖作为城市景观水体因环境压力大，富营养化问题尤为突出。为了有效控制城市内湖藻类暴发危害，本研究以重庆市内城市内湖为例，研究分析藻类时空变化与环境因素间的关系以及毒性危害等，为城市内湖藻类研究提供分析方法。
　　 本文于2007年1月至2008年6月，以重庆双龙湖为研究对象，通过样点布置，现场调研，室内测试，从而分析藻类时空变化与影响因子间的关系及其水华藻类的毒性。主要研究结果如下：
　　 ①藻类变化：
　　 涉及绿藻门(Chlorophyta)、蓝藻门(Cyanophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)、隐藻门(Cryptophyta)、黄藻门(Xanthophyta)、金藻门(Chrysophyta)、甲藻门(Pyrrophyta)、裸藻门(Euglenophyta)8门的62属、116种。藻类的总密度变化为447-8218×104个/L，枯水期密度与种类较其他时期明显偏高，期间2008年3月出现颤藻水华，密度达到峰值；空间上，具有复氧装置和植物净化床区域藻类密度与数量较湖湾湖汉区域偏少。
　　 ②环境因子变化：
　　 枯水期氮磷浓度明显高于丰水期，最高值出现于2008年3月；枯水期水温为全年最低，08年较往年偏低；丰水期pH值偏弱碱性或中性，枯水期pH值偏碱性；透明度在丰水期明显高于其他时期。
　　 具有复氧设施与植物净化床的区域由于物理扩散和稀释作用较强，氮磷浓度年平均值较低，而湖湾、湖汊区域偏高；各点水温年际变化不大，湖湾、湖汊区域稍偏高；各点透明度在具复氧装置的开阔水域与植物净化床附近较高，湖泊岸边较低；开阔区域的pH值较高呈偏碱性，湖湾、湖汊附近较低。
　　 ③相关分析：
　　 对双龙湖水体的理化因子与总藻密度的相关分析表明07-08年间总藻密度与总磷、总氮、水温之间存在显著相关关系，但与水温的相关程度低于氮磷，即营养盐对藻类水华的发生起到决定性作用；对于颤藻，在满足营养盐需求的基础上，较低的水温是其暴发的关键性因素。
　　 ④水华藻类演替：
　　 对2005-2008年出现的优势藻类进行纵向对比分析，由甲藻属到颤藻属演替的过程中，甲藻适合中营养水体，而颤藻增殖需要较高的营养水平；水温对优势种群的演替亦起到限制性的作用，甲藻适合生长的温度高于颤藻。二元相关分析，从定量和统计学的角度充分证明了这一结论，并显示各因素影响程度大小的层次性。
　　 ⑤水体生态学评价：
　　 浮游藻类生态学评价中，指示生物法与藻类优势种群法均显示枯水季节湖区水体呈中度-重度富营养化水平，而其他季节为中度营养水平。
　　 生物多样性指数中的Shannon-Wiener指数、均匀度指数均显示双龙湖水体处于中度污染状态，而在颤藻水华时期为重度污染。
　　 ⑥水华颤藻毒性试验：
　　 经比较分析，选用反复冻融法和超声波破壁法对阿氏颤藻进行破壁，所确定的最佳参数为：超声波法频率22kHz、功率200W、总作用时间为20min、间隔时间10s；反复冻融法急速冷冻与融化共6次。
　　 以原液、超声波处理液、反复冻融处理液为供试样品，进行阿氏颤藻急性毒性检测。结果显示阿氏颤藻对小白鼠未表现出急性毒性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1湖泊富营养化国内外研究动态

1.1.1我国湖泊现状

1.1.2湖泊富营养化机理国内外研究现状及进展

1.1.3湖泊水华微囊藻毒素国内外研究现状及进展

1.2双龙湖水环境现状

1.2.1双龙湖概况

1.2.2城市内湖作用

1.2.3双龙湖水环境状况

1.2.4双龙湖保护的重要性

1.3课题提出及意义

1.3.1课题提出

1.3.2目的及意义

2 研究内容与方法

2.1研究内容

2.2实验方法

2.2.1现场调查

2.2.2藻种处理(保存、接种、培养)

2.2.3监测指标与分析方法

2.3分析方法

2.3.1分析方法选择

2.3.2相关分析

3 双龙湖浮游藻类时空变化

3.1浮游藻类种群构成

3.2浮游藻类空间变化

3.2.1浮游藻类种群的空间变化

3.2.2浮游藻类密度的空间变化

3.3浮游藻类的时间变化

3.3.1浮游藻类种群的时间变化

3.3.2浮游藻类密度的时间变化

3.4本章小结

4 双龙湖水质指标分析

4.1物理因子

4.1.1水温

4.1.2透明度

4.2化学因子

4.2.1 pH值

4.2.2 TN

4.2.3 TP

4.2.4 TN/TP

4.3水体营养状况评价

4.3.1藻类生态学评价

4.3.2生物多样性指数评价

4.4影响因子与浮游藻类密度的数学分析

4.4.1影响因子与浮游藻类密度的二元相关分析

4.4.2影响因子与浮游藻类密度的偏相关分析

4.4.3影响因子与浮游藻类密度的综合分析

4.5本章小结

5 双龙湖初春水华藻类演替分析

5.1双龙湖初春水华藻类出现及种类

5.1.1初春水华暴发

5.1.2水华藻门类

5.2影响因子与水华藻类多年变化

5.2.1营养因子

5.2.2水温

5.2.3 pH

5.2.4 SD

5.3水华藻类演替动力分析

5.3.1影响因子与水华藻类的二元相关性分析

5.3.2藻类生物学特性分析

5.4本章小结

6 颤藻毒性初步研究

6.1微囊藻毒素

6.1.1蓝藻毒素概述

6.1.2微囊藻毒素结构、理化性质以及毒性机制

6.1.3微囊藻毒素对水环境的影响及限值

6.2 颤藻毒性实验

6.2.1颤藻细胞破壁

6.2.2藻毒素的提取

6.2.3颤藻急性毒性实验

6.3本章小结

7 结论及建议

7.1结论

7.2建议

致 谢

参考文献

附 录