热带亚热带典型水库和湖泊中浮游植物群落结构与颗粒物脂肪酸组成特征的研究

摘要

浮游植物是水体颗粒物中最重要的组成，脂肪酸是其细胞组成的基本构件，且具有特殊的生理功能，是生态系统中物质和能量传递的重要物质基础。水体富营养化过程中浮游植物的组成也随之变化，因此研究不同水库和湖泊的富营养化程度与水体颗粒物中脂肪酸分布的关系有利于深入了解富营养化对生态系统的影响，也有利于掌握不同类型水华的发生机制。 本研究主要在2004年调查广东省不同营养状态的6座水库和2个湖泊，每2月采样1次。这些水体依据营养水平可以分为4类水体：贫营养水平的新丰江水库和流溪河水库、中富营养水平的飞来峡水库和深圳水库、富营养水平的汤溪水库和契爷石水库、富营养化的浅水湖泊(中心湖和仙女湖)。另外2005年还调查了黄龙带水库一次甲藻水华期间的动态变化。调查的内容包括营养盐等主要水质指标，浮游植物群落结构和生物量，颗粒物脂肪酸组成等。根据调查和测定的数据，本文分析了不同营养状态水体的颗粒物脂肪酸组成的特征，探讨了浮游植物群落在颗粒物脂肪酸组成中的作用。 贫营养水平的新丰江水库浮游植物以蓝藻、绿藻和硅藻为主。其2月和10月的浮游植物组成分布较均匀，而且2月和10月富含多不饱和脂肪酸的分歧锥囊藻的数量也明显高于4月和6月的。因此，新丰江水库在2月和10月的脂肪酸种类数很高，浓度也相对较高，脂肪酸多样性高。富含C16∶1和EPA的硅藻是流溪河水库主要的浮游植物，但其颗粒物脂肪酸组成主要由饱和脂肪酸组成，EPA和DHA等多不饱和脂肪酸只出现在10月份，浓度很低。因此淡水硅藻的EPA含量可以有很大的不同。流溪河水库EPA含量低的小环藻不是营养价值高的食物。 中富营养水平的飞来峡水库浮游植物细胞密度较小，没有明显的优势种。各门藻类在4月和6月分布较均匀，但在12月总细胞数较高，富含饱和脂肪酸的蓝藻占绝对优势。飞来峡水库12月的总脂肪酸浓度最高，其多不饱和脂肪酸主要有C18∶2、C18∶3和DHA。深圳水库则以绿藻，蓝藻和隐藻等为主。深圳水库4月的脂肪酸种类数很多，脂肪酸多样性很高。可检测到的多不饱和脂肪酸有C18∶3、C20∶2、C20∶3、C20∶4、EPA和DHA等，其它月份没有检测到多不饱和脂肪酸。 富营养水平的汤溪水库和契爷石水库的浮游植物数量很高，蓝藻和硅藻占优势。汤溪水库除4月和12月外，其余时期的饱和脂肪酸相对丰度很高，占90﹪以上。契爷石水库的总脂肪酸浓度为10.788-211.942μg/L，2月、4月和10月的脂肪酸种类数很高，C18：2、C18：3、EPA和DHA等主要的多不饱和脂肪酸浓度较高。相关分析表明汤溪水库和契爷石水库的总脂肪酸浓度与颗粒有机碳浓度、总藻类数量和蓝藻数量具有相关关系，而且蓝藻数量与C16∶0成显著的正相关关系，因此其脂肪酸组成可以反映浮游植物群落结构特征。 富营养化的浅水湖泊中，星湖的中心湖和仙女湖的浮游植物细胞密度分别为远远高于上述水库的，以蓝藻为绝对的优势种群。此外硅藻在某些月份也有一定的数量。中心湖和仙女湖都是在4月和10月的颗粒物脂肪酸种类数很高，多不饱和脂肪酸的种类和浓度均较高，而8月和12月则几乎只含饱和脂肪酸。中心湖和仙女湖的总脂肪酸与叶绿素a浓度、TSI指数、颗粒有机碳浓度等具有相关关系。 黄龙带水库属于中营养水平，在2005年4月发生了二角多甲藻水华。在水华高峰期(4月15日到4月28日)，二角多甲藻生物量占总生物量的80﹪以上，水华消退期二角多甲藻的生物量占30﹪以下。硅藻的生物量在水华高峰期有下降趋势，水华消失期有上升趋势。在水华高峰期，脂肪酸的不饱和脂肪酸种类较多，浓度较高。C18：5和EPA、DHA等甲藻标志脂肪酸的检出频率和浓度较高，颗粒物脂肪酸特征较好地反映了甲藻水华过程浮游植物群落结构的变化。 总体来看，水体浮游植物颗粒物脂肪酸组成一般是在4月和10月具有较高的多样性，8月和12月的脂肪酸多样性都很低。颗粒物脂肪酸与水体的营养状态相关，营养水平较低的水库其颗粒物脂肪酸浓度也较低，营养水平较高的水库其颗粒物脂肪酸浓度也较高。颗粒物脂肪酸组成能够在一定程度上反映浮游植物群落结构，但不完全相符，表明不同的硅藻种类由于所含的必需脂肪酸不同因而具有不同的营养价值，EPA含量低的硅藻不是营养价值高的食物。

目录

文摘

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第一章 前言

1.1研究背景

1.2研究的意义和目的

第二章 文献综述

2.1脂肪酸的性质、功能及分类

2.2微藻脂肪酸的研究进展

2.2.1微藻培养生产多不饱和脂肪酸

2.2.2微藻产多不饱和脂肪酸的影响因子

2.2.3化学分类标志物

2.2.4脂肪酸标志物在生物地球化学研究中的应用

2.2.5水产养殖业上的应用

2.2.6生态学上的应用

第三章 实验方法与材料

3.1研究水库和采样方案

3.3水样采集与分析

3.3.1浮游植物样品的采集、固定、浓缩与计数

3.3.2水质分析样品的采集，处理与分析

3.3.3叶绿素a测定样品的采集，处理与分析

3.3.4颗粒有机碳(POC)样品的采集与测定

3.3.5颗粒物脂肪酸样品的采集与测定

第四章 贫营养水平水库的颗粒物脂肪酸组成特征

4.1水库概况

4.2结果分析与讨论

4.2.1水库营养状态的周年变动

4.2.2浮游植物群落结构组成和季节变化

4.2.3颗粒有机碳的周年动态变化

4.2.4颗粒物脂肪酸的周年动态变化

4.2.5浮游植物群落、营养状态和颗粒物脂肪酸的关系

第五章 中富营养水平水库的颗粒物脂肪酸组成特征

5.1水库概况

5.2结果分析与讨论

5.2.1营养状况的周年变动

5.2.2浮游植物群落结构的周年动态变化

5.2.3颗粒有机碳的周年动态变化

5.2.4颗粒物脂肪酸的周年动态变化

5.2.5浮游植物群落、营养状态和颗粒物脂肪酸的关系

第六章 富营养水平水库的颗粒物脂肪酸组成特征

6.1水库概况

6.2结果分析与讨论

6.2.1营养状况的周年变动

6.2.2浮游植物群落结构的周年动态变化

6.2.3颗粒有机碳的周年动态变化

6.2.4颗粒物脂肪酸的周年动态变化

6.2.5浮游植物群落、营养状态和颗粒物脂肪酸的关系

第七章 富营养化浅水湖泊的颗粒物脂肪酸组成特征

7.1水体概况

7.2结果分析与讨论

7.2.1营养状况的周年变动

7.2.2浮游植物群落结构组成和季节变化

7.2.3颗粒有机碳的周年动态变化

7.2.4颗粒物脂肪酸的周年动态变化

7.2.5富营养化湖泊颗粒物脂肪酸组成

第八章 淡水甲藻水华过程浮游植物与颗粒物脂肪酸组成特征

8.1水体概况

8.2材料与方法

8.3结果与分析

8.3.1营养状态

8.3.2水华发生过程中浮游植物的种群变动

8.3.3生物量的动态变化

8.3.4颗粒物脂肪酸的种类、浓度、分布及变化规律

8.3.5不同采样点脂肪酸组成特点及时空异质性比较

8.4讨论

8.4.1浮游植物群落结构

8.4.2颗粒物脂肪酸组成特征分析

8.4.3影响脂肪酸水平分布、含量因素的主成分分析

第九章 结论

参考文献

在学期间科研情况

致谢与感言