九龙江北溪江东库区浮游植物碱性磷酸酶活性研究

摘要

九龙江北溪是厦门和漳州的饮用水源,2009年1月19日,北溪发生了“1.19”佩氏拟多甲藻(Peridiniopsis penardii)水华事件,给厦漳两地饮用水安全带来严重威胁。2009年末,厦门市科技局启动“九龙江北溪饮用水源安全保障科技支撑平台”重大项目,目的是研究水华发生机理及其应对策略。作为该项目的组成部分,从2010年1月初至12月末,在福建省九龙江北溪江东库区进行每两周一次的连续采样与分析测试,研究了水体中浮游植物群落水平和细胞水平碱性磷酸酶活性(APA)变动及其影响因子,探讨了该水域浮游植物磷胁迫的时空变化,同时比较了厦门周边三个不同富营养化水平的淡水湖库碱性磷酸酶活性的差异,试图从营养盐角度揭示该水域浮游植物群落结构的演替特征与机制,为水华防治提供技术支撑。取得如下主要结果:
　　 1、九龙江北溪江东库区群落水平碱性磷酸酶活性(bulk APA)具有显著的时空分布差异,初春和夏季较高,夏末与秋冬季节较低,前者大约是后者的两倍。支流站位(龙津溪口、马洋溪口)的APA值要高于库区站位(石龟头、取水口)。Bulk APA与叶绿素a(Chl a)浓度呈显著正相关关系,两者在冬季(1、2月)和夏季(7、8月)均有对应的高值出现,表明浮游植物生物量是bulk APA的重要影响因素之一。总氮(TN)、总磷(TP)和溶解态活性磷酸盐(SRP)等环境因子对APA影响较为复杂,相关性不显著,从较低的SRP浓度和高TN/TP比值可判断该水域浮游植物处于潜在的磷胁迫与限制状态。
　　 2、浮游植物细胞(个体)水平碱性磷酸酶活性结果表明,不同类群(种类)具有不同的碱性磷酸酶(AP)表达特性:绿藻和硅藻是浮游植物群落中的优势类群,全年均有荧光标记,绿藻标记率高于20％,硅藻低于10％；蓝藻仅在夏季有较高丰度,但标记率很低,仅有2％左右；甲藻在全年均有分布,但丰度不高,春夏季的标记率相对较低,平均在20％左右,秋冬季节标记率较高,库区高达80％。
　　 3、绿藻的主要标记种类有实球藻(Pandorina morum)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda)、二角盘星藻(Pediastrum duplex)；硅藻的主要标记种类有颗粒直链藻(Melosira granulata)、肘状针杆藻(Synedra ulna):蓝藻的主要标记种类有微小平列藻(Oscillatoria tenuissima)、惠氏微囊藻(Microcystisaeruginosa)；甲藻的主要标记种类是佩氏拟多甲藻(Peridiniopsis penardii),这也是“1.19”事件的水华藻种,相比其它种类,其更容易受到磷胁迫,对磷的反应也更加敏感。
　　 4、厦门周边三个不同富营养化程度的湖库研究表明,芙蓉湖富营养化程度高于情人湖,江东库区取水口最低；与其富营养化程度不同,芙蓉湖的单细胞APA标记月份与标记率均低于情人湖与江东库区取水口,取水口的APA/Chl a值高于情人湖和芙蓉湖。