河口边滩湖泊营养盐及藻类生长动力学研究——以崇明北湖为例

摘要

我国长江口及其邻近海域是赤潮高发区，地处长江口的崇明岛是上海最具潜在战略意义的发展空间之一，北湖是位于崇明岛中部北侧的边滩咸水湖，为探究其水质状况及长江口海域赤潮对其产生的环境影响，更深入探讨赤潮等问题的影响机制，以期更好地开发利用边滩湖泊资源，本文围绕北湖开展了一系列相关研究，并取得初步成果。 首先，通过对北湖基本理化性质的季节性观测及分析，发现各个理化指标存在较明显的季节性变化；pH值、水温空间分布差异较小，春季透明度、溶解氧、盐度空间差异较明显，夏、秋两季差异相对较小；溶解氧含量、pH值与CDOM、活体荧光叶绿素a含量有较显著的相关性，说明二者分布受有机质分解和藻类光合作用影响；结合气象、水文要素等发现透明度与水深、降水、风等气象因素有关，水温与气温、盛行风有关。 其次，对北湖的主要营养盐进行逐月时空分布变化研究并分析其对藻类的影响关系，发现北湖水体颗粒态氮、磷均占据较大比重，有机溶解态次之，无机态含量最低；由N/P的变化发现北湖一度经历了由氮限制到磷限制，再到氮磷均衡的状态，N/P每次大幅变动都与优势藻种的迅速增长及群落演替有关：各主要采样点平均NO<,3>-N、NO<,2>-N、DOP、DIP、表层COD<,Mn>均呈现东部水域数值较高的规律。采用修正后的TSI<,M>法对北湖逐月水质进行富营养化评价，结果表明北湖11月处于贫营养态，4、5两个月处于富营养态，其余各月基本保持中营养态，北湖总体水质状况良好，春季赤潮是其主要环境问题。北湖春季4月主槽水域暴发大面积东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)赤潮，5月消退，暴发期间东部水域叶绿素含量明显高于西部，本次赤潮的暴发受气象水文、营养盐、生物等要素影响，是在气温适宜、光照较好，水停留时间较长，营养盐输入丰富等条件下产生的。秋季10月角毛藻(Chaetoceros spp．)暴发，成为绝对的优势种，高氮、高硅是角毛藻暴发不可或缺的物质基础，长江来水和适宜的温盐环境是影响因素。 再次，运用pam荧光法和丙酮提取法测定叶绿素a含量，发现两种方法相关性显著，但在实际监测中需针对不同藻种对pam荧光法测定结果进行校正。 最后，针对不同营养盐水平对赤潮微小原甲藻的生长及光合作用影响进行初步探索，表明微小原甲藻在较高的营养盐水平下易形成较高的生物量，必要的营养盐含量是赤潮藻类生长的基础；添加营养盐后，微小原甲藻的生长存在一段适应期，对磷存在过量摄取；推测微小原甲藻生长的最适N/P为16左右；初始氮磷含量对营养盐平均吸收速率起关键作用，然而并非线性相关，其还与N/P有一定关系；营养盐的降低趋势和藻类的生长基本符合Monod方程；各组藻活体荧光叶绿素含量峰值到达时间均滞后于F<,v>/F<,m>，藻类潜在最大光合作用能力较之活体荧光叶绿素含量对环境变化有更高的灵敏度；低氮组平均F<,v>/F<,m>值、qN值、平均ETR<,max>值相对其他各组明显较低，较低的营养盐水平对微小原甲藻的光合作用能力及光合速率产生一定抑制作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1湖泊水环境调查研究

1.2.2赤潮

1.2.3营养盐对赤潮藻类生长研究

1.2.4营养盐对藻类光合特性影响研究

1.3存在的问题

1.4本文的研究内容、意义

第2章北湖水体理化性质及活体荧光叶绿素含量季节性变化研究

2.1研究区域概况

2.2材料与方法

2.3结果

2.3.1理化性质季节性变化

2.3.2理化性质空间分布变化

2.3.3藻类活体荧光叶绿素a含量及主要藻种组成的季节性，空间变化

2.4分析与讨论

2.4.1溶解氧

2.4.2 pH

2.4.3透明度

2.4.4水温

2.4.5盐度

2.5本章小结

第3章北湖营养盐逐月变化及对藻类影响研究

3.1材料与方法

3.2结果

3.2.1营养盐逐月变化规律

3.2.2营养盐空间分布规律

3.2.3叶绿素a含量逐月变化

3.2.4主要优势种种类及数量变化

3.2.5富营养化初步评价

3.2.6春季赤潮概况

3.3分析与讨论

3.3.1营养盐分析

3.3.2叶绿素含量分析

3.3.3春季赤潮影响因素分析

3.3.4秋季角毛藻暴发影响因素初步分析

3.4本章小结

第4章不同营养盐水平对微小原甲藻生长及光合特性影响初步研究

4.1材料与方法

4.1.1培养及试验条件

4.1.2主要试验仪器

4.1.3试验思路

4.1.4测定指标及方法

4.1.5藻类动力学方程

4.2结果与分析

4.2.1叶绿素对应试验

4.2.2营养盐添加对藻类生长影响

4.2.3藻类光合特性影响

4.3讨论

4.4本章小结

第5章结论

致谢

参考文献

个人简历及在读期间发表的论文