湖泊底泥中蓝藻越冬和复苏行为研究进展
湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究以太湖生态系统为例
湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究以太湖生态系统为例一、本文概述太湖，作为中国最大的淡水湖泊之一，其生态系统的健康状况直接关系到周边地区乃至整个国家的生态环境和经济发展。
然而，近年来，由于人类活动的影响，太湖生态系统面临着严重的退化问题，如水质恶化、生物多样性减少、富营养化加剧等。
这些问题不仅威胁到太湖自身的生态平衡，也对周边地区的生态环境和经济发展造成了严重影响。
因此，对太湖生态系统退化的机理进行深入研究，并探索有效的修复理论与技术，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在全面分析太湖生态系统退化的机理，包括自然因素和人类活动的影响，以及这些因素如何通过相互作用导致生态系统退化。
同时，本文还将深入探讨太湖生态系统修复的理论与技术，包括生态修复的原理、技术方法、实施策略等。
通过对太湖生态系统退化与修复的全面研究，本文旨在为太湖生态系统的保护与管理提供科学依据和技术支持，也为其他湖泊生态系统的保护与修复提供借鉴和参考。
本文的研究方法和数据来源主要包括文献综述、实地考察、数据分析等。
通过对相关文献的梳理和分析，本文将系统总结太湖生态系统退化的主要机理和影响因素；通过实地考察和数据收集，本文将深入了解太湖生态系统的现状和问题，为后续的修复工作提供基础数据；通过数据分析和建模，本文将评估不同修复方案的效果和可行性，为太湖生态系统的修复提供科学依据。
本文将以太湖生态系统为例，全面研究湖泊生态系统退化的机理及修复理论与技术，以期为湖泊生态系统的保护与修复提供理论支持和实践指导。
二、太湖生态系统退化机理分析太湖，作为中国第三大淡水湖，拥有独特的湖泊生态系统，然而近年来，其生态系统面临严重退化的威胁。
这一退化的机理涉及自然因素与人为因素的多重影响。
自然因素中，气候变化对太湖生态系统的影响不容忽视。
随着全球气候变暖，太湖流域的降水模式、温度分布和风速等气象条件发生了显著变化。
例如，极端气候事件（如暴雨、干旱）的频率和强度增加，导致太湖水位波动加大，湖泊水文条件改变，进而影响了水生生物的生存和繁殖。
湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展
湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展1.研究背景1.1蓝藻简介蓝藻又称蓝绿藻，又称为蓝绿藻，是由于光合作用形成的颜色得名，是广泛出现在世界各地的主要藻种，在淡水中生长的蓝藻在水体表面聚集形成水华，或者集中在表面形成蓝绿色的浮藻群[1]，称蓝细菌，属于原核生物。
蓝藻目前，人们对多数蓝藻种类还缺乏基本的研究，对有害有毒蓝藻的研究相对较多。
蓝藻是原核生物中最原始、最古老的藻类植物，出现在距今35亿年~33亿年前。
作为原核生物，蓝藻没有细胞核，具有真核生物中进行光合作用的主要色素叶绿素a，并在光合作用中释放出氧气。
现在已知有1500多种，分布遍及世界各地，能够适应不同的环境，特别是对高温、高盐有很强的适应性。
蓝藻偏好中性和碱性水体，部分种类具有气囊，总气囊的体积占整个细胞的2%~20%,可自主调节在水体中的垂直位置，这就是它们能够在湖泊产生趋表聚集的最主要的原因。
蓝藻形态各异，但是以球形单细胞和丝状藻体为主，多数蓝藻种类以多个细胞被无色透明的胶鞘包裹聚集，形成形态各异的不定形群体。
蓝藻的细胞繁殖是简单的无性分裂。
微囊藻是我国湖泊最常发生的水华蓝藻种类。
其群体常由几十个、数百个甚至上千个单个细胞组成。
蓝藻对于光的利用能力非常强。
一般高等植物的光能利用率通常是5%~6%，而蓝藻的光能利用率高达18%，光合效率达43%，是一般农作物的3倍和1.4倍以上。
因此，对蓝藻进行深入研究将提供很有价值的资料，具有重要的意义。
而蓝藻体内含有特殊的藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白等营养物质，还具有广阔的市场和发展前景。
1.2我国湖泊富营养化现状及危害湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。
我国是一个多湖泊的国家，约有2万多个湖泊，占世界天然湖泊的1/10，大于1 km2的天然湖泊就有2 300余个，总面积为71787km，约占全国总面积的8%左右[1]。
太湖底泥中蓝藻复苏的温度阈值研究
其机理 ， 以及藻 类复苏对太 湖水华形 成的作用 ， 不仅能够 认识浅 水湖泊藻类 的复苏规 律 ，而且对认识 蓝藻水华形 成机理 也具有重要意 义 。本研究在太 湖底泥表面安放特 制的藻类细胞 捕捉 器 ，通过检测其 中的藻类复苏状况来 研究太湖藻类 复苏的过程 ，为 探索 太湖水华 的形成机理
ห้องสมุดไป่ตู้
微囊藻休眠体 的复苏受到一 系列环境 因素的影响 ， 研 究表 明 ， 微囊藻的复苏与温度 、 照、 光 溶解氧以及营养盐
有着密切 的联 系。 ｅ认为在野外深水湖 泊中引起微 Ｃ ｄｅ ｓ ｒ
囊藻恢复生长 的因素可能是温 度的升 高 、底泥表面 的低
光强和缺氧环境 。 ｅｎ ｌｓ３提 出， 野外深 水湖泊中当 Ｒ ｙ ｏｄ ［ ］ 在 水体的温度达到 ７ ８℃时 ， 囊藻群 体在底泥中开始初 — 微 期缓慢 的生长； 微囊藻群体在 １ ５℃时 ， 生长速率 增大 ， 并 且开始少量地迁移至水 体中 。李 阔宇等 在室内研究武汉 东湖底泥认为底 泥中微 囊藻的复苏在 １ ５℃时开始启动 ， 存在于底泥 中的微囊藻迁移至上 层水体 的最适 条件 为 ２ ０ ℃。 ｓｊ ｒ等 ［】 Ｔ ｕｉ ａ ４研究 了Ｅ本琵琶湖沉积物中的微囊藻 ｍｕ ｌ
提供必要的实验基础 。 捕捉 器安放在太湖梅梁湾湖区 １ 号点。 梅梁湾位于太
湖最北部 ，北接 无锡市 ，南北长 １ ｋ ，东西长约 ８ ｍ ， ４ｍ ｋ 是近 年来太湖富营养化较 为严重的湖 区。采样点固定金 属支架 ，将 ３个特制 ３ Ｌ藻类 捕捉器固定在支架上 ，下 ０ 端插入底泥 。为使捕捉 器内外 条件一致 ，在 壁上每 隔 １ ０ ｃ 钻两排直径 １ ｍ 的４ ； ，外覆透水性 ３ ｍ 孔径的 ｍ ｃ ，Ｌ ｆ 滤膜（ｅａ ，ｗ ｔ ｒ ｎ ） Ｓ ｆｒＳ ｉ ｅｌ ｄ ，这样能 够在去 除藻类影响的 同 ｚ ａ 时， 保证捕捉器 内外的水流和营养盐交换 。 个藻类捕捉 ３ 器于 ２ ０ ０ ４年 ３月 ２Ｅ安放 ，安放完毕后用 １Ｖ 直流水泵 ｌ ２ （ ｕｅ Ｕ Ａ 抽干捕捉器 中湖水 ，湖水通过滤膜渗 入捕捉 Ｒ ｌ，Ｓ ） 器 内、 使其中藻类数 目起始为零 。 采样时间为２ ０ ０ ４年３ ～ ６月 ，每周 １次 ，分 别使 用水泵采集 ３个捕捉 器湾区和 湖心 ３ 个水样 ， 并抽空捕捉 器中湖水 ， 以去 除其藻类 ， 不 含 藻细胞 的湖水经过滤 膜可再 次进 入捕捉 器中 ， 随后 １ 周 在捕捉器 中采样所测 得的藻细胞生物量 即可认 为主要 来
一种湖泊蓝藻越冬期和蓝藻控制窗口期的判定方法[发明专利]
![一种湖泊蓝藻越冬期和蓝藻控制窗口期的判定方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/24b53ba6852458fb760b564c.png)
专利名称：一种湖泊蓝藻越冬期和蓝藻控制窗口期的判定方法专利类型：发明专利
发明人：史小丽,于洋,张民,阳振,陈开宁
申请号：CN201810398866.0
申请日：20180428
公开号：CN108593849A
公开日：
20180928
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种湖泊蓝藻越冬期和蓝藻控制窗口期的判定方法，基于蓝藻在水体和沉积物中的生长和分布规律，以及冬季蓝藻会在沉积物中越冬的现象，在秋季末至春季初，通过湖泊全湖布点采样，测定水柱、上覆水和沉积物中藻蓝素、叶绿素a的浓度/含量；基于水柱、上覆水和沉积物中藻蓝素、叶绿素a的浓度/含量比值确定越冬期；越冬期前后减去10天确定为采取控制措施的窗口期时间。
本发明的方法基于水体和沉积物中关键的生物学和生理生化指标准确甄别湖泊蓝藻在沉积物中越冬期时间，并提出有效削减和控制越冬蓝藻的窗口期，为湖泊蓝藻水华控制提供了技术支撑。
申请人：中国科学院南京地理与湖泊研究所
地址：210008 江苏省南京市玄武区北京东路73号
国籍：CN
代理机构：江苏致邦律师事务所
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太湖水华蓝藻底泥中复苏和水柱中生长的比较
太湖水华蓝藻底泥中复苏和水柱中生长的比较
太湖水华蓝藻底泥中复苏和水柱中生长的比较
为了研究太湖底泥中蓝藻的复苏和水柱中的生长,作者自行设计了原位藻类复苏收集器和生长培养器并安放在太湖梅梁湾监测蓝藻复苏释放和生长.实验在藻类的复苏期(2005年3-6月)进行.结果表明在复苏期太湖蓝藻的复苏呈现波动性增加,4月达到最大量.水柱中蓝藻同步的比生长率和生长量也呈现波动性上升,并在5月初达到最大值.浮游动物的存在并没有对蓝藻的生长造成显著的影响.对底泥蓝藻释放和水柱生长进行比较,底泥释放的蓝藻只占藻类生长量的很小一部分(＜2.5%).所以,水柱中蓝藻的生长对其优势的确立和水华的形成具有重要的作用,今后的研究将主要集中在水柱中蓝藻的动态变化.
作者：曹焕生孔繁翔谭啸杨州张民邢鹏CAO Huansheng KONG Fanxiang TAN Xiao YANG Zhou ZHANG Min XING Peng 作者单位：曹焕生,张民,邢鹏,CAO Huansheng,ZHANG Min,XING Peng(中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049)
孔繁翔,KONG Fanxiang(中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008)
谭啸,杨州,TAN Xiao,YANG Zhou(南京师范大学生命科学学院,南京,210097)
刊名：湖泊科学ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF LAKE SCIENCES 年，卷(期)：2006 18(6) 分类号：Q94 关键词：蓝藻藻蓝素复苏生长率太湖。
湖泊底泥颗粒磷的蓝藻活化特征与阻控机制
湖泊底泥颗粒磷的蓝藻活化特征与阻控机制嘿，大家好！今天我们来聊聊一个挺有意思的话题——湖泊底泥颗粒磷和蓝藻的那些事儿。
你是不是觉得底泥听起来有点儿沉闷？别急，这事儿还真不简单，背后有很多学问，甚至可以说是大自然的“心机”玩法。
咱们得了解，湖泊里可不只有水，还有底下的那些泥巴。
咳咳，这可不是普通的泥巴，而是那些潜伏在湖底的“死角”，也是各种营养物质的储存库。
它们藏着许多东西，像是磷、氮这些看似不起眼，但对水体生态影响深远的元素。
你以为磷没啥大不了？告诉你，磷就是那种不声不响，却能让蓝藻肆虐的幕后推手。
你有没有听说过蓝藻？这可是让水体“发绿”的罪魁祸首。
蓝藻就像个调皮的孩子，吃得多长得快，特别是在有了充足养分的情况下。
磷就是它的“催化剂”，一旦水里磷浓度一高，蓝藻就会像得了糖的孩子一样，蹭蹭蹭地疯长。
磷的来源可不止水中，湖泊底泥里的颗粒磷，才是蓝藻的“深藏不露”的大后盾。
你想啊，湖泊底泥就像一个巨大的仓库，藏着成千上万的颗粒磷。
如果你不管不顾，底泥里的磷就会偷偷地溶解到水里，给蓝藻提供源源不断的“饭菜”。
这时候，蓝藻可能就会开始大规模暴发，水体变得浑浊，甚至还会释放出有毒物质，影响水生生物和周围环境。
而这个过程的背后，咱们要说的，就是所谓的“蓝藻活化”。
什么意思呢？简单说，就是底泥里的磷通过某些因素，像温度变化、水体酸碱度等，释放到水里，供蓝藻大吃大喝，从而导致蓝藻繁殖成灾。
简直就像把给蓝藻打了个强心针，它们一发不可收拾。
你也许会问，既然这样，咱们能做点儿什么呢？哈哈，这可得从“阻控机制”说起。
阻控蓝藻活化的关键在于底泥中的磷控制。
如果能找到一种方法，阻止这些磷从底泥中释放到水里，蓝藻的暴发就会大大减轻。
是不是觉得很简单？其实做起来可不容易。
科学家们可费了不少心思，研究出几种方法，比如通过添加一些化学物质，像铁盐、铝盐等，来与底泥中的磷发生反应，把它们“锁”住。
这样一来，磷就不会那么轻易地溶解到水里，蓝藻的“食材”也就短缺了。
升温对湖泊底泥藻细胞复苏及其生理特性的影响
第36卷 第4期水生生物学报Vol. 36, No.4 2012年7月ACTA HYDROBIOLOGICASINICAJul., 2 0 1 2收稿日期: 2011-05-26; 修订日期: 2012-02-27基金项目: 973课题“水华蓝藻越冬和复苏的时空格局与过程”(2008CB418002)资助作者简介: 李国文(1985—), 男, 山东济宁人; 硕士研究生; 主要从事藻类环境生理生态学方面的研究。
E-mail: iliguowen@ 通讯作者: 李根保，E-mail: ligb@DOI: 10.3724/SP.J.1035.2012.00696升温对湖泊底泥藻细胞复苏及其生理特性的影响李国文1,2 董 静1, 2 李根保1 刘永定1(1．中国科学院水生生物研究所, 武汉430072; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049)摘要: 为探讨藻细胞复苏过程中环境因子的作用及其细胞生理特性的变化, 在连续升高温度条件下, 比较了在不同N:P 值的培养基中复苏藻细胞的丰度、藻群落组成动态、藻光合活性变化, 同时检测了这一过程中藻细胞中Na +K +-ATPase 和Ca 2+Mg 2+-ATPase 活性的变化。
结果表明: 实验期间共检测到7门, 62种藻, 表明太湖的底泥可以作为“种源”, 为藻细胞的复苏提供“种子”。
6℃时蓝藻就能够萌发复苏, 16℃左右是最适宜藻细胞复苏的温度。
在设定的温度范围内, 底泥中复苏蓝藻的光合效率随着温度的升高一直增加, 表明温度越高越有利于蓝藻从底泥中的萌发和复苏; 但是复苏的绿藻和硅藻的光合活性一直处在被抑制状态。
低N:P 值培养基中复苏的藻细胞丰度远远大于其他2种培养基中复苏的藻细胞丰度, 低N:P 值能够显著性的激发藻细胞从底泥中的复苏。
同时, 低N:P 比培养液中复苏藻细胞的Na +K +-ATPase 和Ca 2+Mg 2+-ATPase 活性都显著高于其他培养液中复苏藻细胞的ATPase 活性; 16℃时2种ATPase 活性的骤然升高与最适宜藻细胞复苏的温度相吻合, 而且这个温度提前于复苏藻细胞显著增加的温度(21)℃。
蓝藻越冬机理研究进展_赵倩.
图 1 颤藻目藻类生活史示意图 ( 摘改自: H ense I, Beckm ann A. 2006) F ig. 1 Schem a tic diag ram of O silla tor ia les life cyc le
从图 1可以看出, 入冬阶段, 营养细胞产生形态上可以区分的孢子, 孢子外包被厚壁孢子囊, 有时有 花纹, 个体、密度均较大 [ 8 9] . 这些孢子有两个去向: 前一阶段, 大部分孢子停留在水体深处, 待条件适宜时 再萌发形成营养细胞, 参与营养繁殖; 后一阶段, 大部分孢子积累大量的营养物质, 沉入底泥休眠渡过不 良环境 [ 12 13 ] . 冬季休眠期末, 休眠孢子开始萌发, 形态开始发生变化 [ 14] , 主要表现为孢子囊消失或部分消 失, 细胞体积增大, 群聚, 不断繁殖生成营养细胞, 然后上浮形成水华. 夏末秋初, 由于蓝藻疯长, 氮元素浓 度不断下降, 异形胞在丝体上间生或侧生, 没有同化色素, 也没有气泡和贮藏物质辅助藻细胞固氮.
近年来孔繁翔等将蓝藻水华的形成分为相互区别而又连续的 4个过程: 下沉和越冬 ( 休眠 ) , 复苏, 生 物量增加, 上浮聚集形成水华 [ 4] . 从春季开始, 蓝藻细胞迅速增殖, 在水文、气象、气候等条件适宜情况下 上浮聚集, 秋季后期, 当外界条件不再适宜存活, 部分藻体沉入底泥表层 休眠 , 春季, 待环境因子适宜, 底泥表层的 休眠体 复苏、上浮. 这一假设为治理蓝藻水华提供了一条 分阶段 治理的新思路.
在低温环境下, 越冬期 ( 4 , 黑暗 ) , 藻细胞酶活性非常低, 以非常低的速率继续分裂; 复苏期 ( 8 , 黑暗 )细胞分裂速率与酶活性开始逐渐增加 [ 24] . 在这一机制的调节下, 蓝藻休眠体具有很强的忍受低温 的能力, 其耐低温能力远远高于绿藻, 大量的实验结果也证实了这一点. Sabacka 等人对北极湿地中的席 藻属研究的结果显示, - 4 处理后的颤藻细胞活性没有发生任何变化, 即 - 4 对颤藻目席藻属的细胞 活性不构成危害, - 40, - 100, - 196 低温下, 颤藻细胞活性仅仅有微小的降低 [ 25 ] . 关于此类蓝藻所能 忍受的温度极值研究较少, 目前的研究主要集中在底泥蓝藻的复苏温度.
湖库水华治理的微电流电解抑藻技术研究
湖库水华治理的微电流电解抑藻技术研究林莉;李青云;黄茁【摘要】Compared with the traditional algae treatment mode that is conducted after the bloom, the treatment measure that prevents the algae bloom from its occurring can avoid the unfavorable influence, which is more economic, effective, and environ-mental friendly. The inhibition of cyanobacteria species sources by low-amperage electric current electrolysis is introduced, and the best application time, mechanisms and effects of the technology are analyzed. The inhibition mechanism of cyanobacteria in lake and reservoir by low-amperage electric current electrolysis are further discussed and the application study was carried out. The result shows that the inhibition of algae by the mobile equipment of low -amperage electric current electrolysis for water bloom control was effective, 85% of the algae in the water area of 50m3 was inactivated by 2h treatment.%相比于现有的水华末端治理方式,采用以预防为主的思路进行水华防控,避免水华发生带来的不利影响,是更为经济有效、生态友好的水华治理措施。
植物学专题讲座：蓝藻研究现状和进展
分类和分布 蓝藻门植物为地球上最原始、最古老的一植物类群。 蓝藻门植物为地球上最原始、最古老的一植物类群。 约有150 150属 1500种 分布很广，从两极到赤道， 约有150属，1500种，分布很广，从两极到赤道，从高 山到海洋，到处都有它们的踪迹。 山到海洋，到处都有它们的踪迹。根据其植物体的形 态不同而分为三个纲： 态不同而分为三个纲： 色球藻纲：包括所有单细胞体和单细胞群体种类。 1、色球藻纲：包括所有单细胞体和单细胞群体种类。 藻殖段纲： 2、藻殖段纲：包括所有不分枝或假分枝丝状体种类及 丝状群体种类。 丝状群体种类。 真枝藻纲：包括所有具真分枝的丝状体种类。 3、真枝藻纲：包括所有具真分枝的丝状体种类。
微囊藻Microcystis(图示)
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螺旋藻Spirulina
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颤藻Oscillatoria
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念珠藻Nostoc
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鱼腥藻Anabaena
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一、固氮蓝藻的研究和利用
1、固氮蓝藻的种类： 地球上能固氮的生物种类很多，它们全都属于原核生物。 在普通的培养条件下，能固氮的蓝藻均具有异形胞。因此 一般认为在自然条件中的固氮蓝藻都有异形胞。据鉴定统计， 自然界中的这些固氮蓝藻主要是Anabaena、Nostoc、Calothrix、 Tolypothrix 、 Scytonema、Stigonema等属中的种类，它们都是 具异形胞的丝状蓝藻。 近年来的研究表明：在严格控制的特殊环境下，有约40%的无 异形胞的种类也有固N活性。目前己知的固氮蓝藻至少有33属 150种。
NaCl K2SO4 KNO3 H3PO4 NaHCO3 EDTA FeSO4.7H2O 微量元素A液 微量元素B液
1.0g 1.0g 3.0g 0.25ml 16.8g 0.08g 0.01g 1ml 1ml
太湖冬季底泥中活体藻类的检测
第15卷第4期湖泊科学V ol. 15, No. 4 2003年12月 Journal of Lake Sciences Dec. , 2003 太湖冬季底泥中活体藻类的检测∗吴生才１， ２， ３ 陈伟民１ 高 光１ （１： 中国科学院南京地理与湖泊研究所太湖生态系统研究站，南京 ２１０００８； ２： 中国科学院研究生院，北京１０００３９； ３： 盐城师范学院，盐城 ２２４００２） 提要 ２００２年冬从太湖梅梁湾采集柱状底泥，取三段进行直接镜检和用ＭＡ培养基进行光照培养． 镜检发现表层（０－３ｃｍ）底泥中有多种藻类细胞，中层（１０－１３ｃｍ）底泥的藻类细胞种类明显减少，下层（２０－２３ｃｍ）底泥中没有发现藻类细胞． 底泥培养的结果与之有相似的趋势，但得到的活体藻类细胞的种类相应减少． 培养３个月后得到在外观和群落结构上与夏季水华相似的群落． 结果表明底泥中的微囊藻和小环藻在太湖底泥中具有良好的适应性，占有明显的优势地位，底泥可以作为水华蓝藻的越冬场所和来年水华的种源． 关键词藻类太湖底泥分类号 Ｐ３４３．３ Ｑ９４９．２ 湖泊底泥是湖泊生态系统的重要组成部分，是湖泊内源性污染的主要汇和源，是湖泊生物重要的栖息地和主要越冬场所，因而是影响湖泊生态系统，特别是湖水水质的重要因素． 因此，湖泊底泥的研究历来是湖泊生态系统研究的重点内容之一． 底泥中的物理、化学条件因易受外界影响而复杂多变． 底泥物质结构复杂，演化途经多样，这些都给湖泊底泥的研究带来很多困难． 特别是近几十年来湖泊富营养化进程加快，严重影响湖泊生态系统的结构和功能的发挥，从而影响湖泊自然资源的可持续开发利用． 国际上研究发现湖泊底泥可以作为浮游藻类的越冬地，Ｐｒｅｓｔｏｎ用１５Ｎ同位素示踪方法在有温跃层的深水湖泊中发现，底泥表面有微囊藻越冬并可作为上层湖水中藻类生长的种源［１］． Ｆａｌｌｏｎ发现微囊藻（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ）在Ｍｅｎｄｏｔａ湖底沉积并越冬［２］． Ｈｕｅｔｔｅｌ 通过波浪槽试验和现场试验，研究了生物体及其有机质在底泥中的运动和变化，认为孔隙水、沙粒直径和波浪对这种底泥中的生物及有机质有重要的影响［３］． 但国内尚未见有关底泥中藻类越冬和活体藻类的报道． 本研究通过无菌操作，以底泥为种源接种到人工培养基中，进行培养，试图在太湖底泥中寻找冬季有活体藻类存在的直接证据，为太湖生态系统地维护和治理提供科学依据. １ 材料与方法 １．１ 采样地点 试验所用底泥于２００２年１２月２２日采自太湖梅梁湾（１２０．２１２７４ Ｅ；３１．５０５６３ Ｎ，见图１）． ∗中国科学院创新项目（KZCX1-SW-12和KZCX2-403）联合资助.2003-03-31收稿; 2003-05-04收修改稿. 吴生才, 男, 1963年生, 博士研究生.340 湖 泊 科 学 15卷图1 底泥采样点示意图Fig.1 Sampling stations for sediment１．２ 柱状样的采集及分层 用柱状采泥器（直径５．５ｃｍ）采集，泥柱总长４０ｃｍ，将泥柱带回实验室备用． 考虑到太湖湖水的扰动波及底泥的深度变化很大， 本实验只在柱状样中取出三段段试验．同时在预试验中发现， 底泥中藻类细胞密度很低， 而且很难被直接镜检，底泥中的各种杂质也影响藻细胞的直接观察和分离，所以，直接计数有相当的难度． 而活体的检测必须经过培养，培养过程中不同种类的藻类活体细胞的繁殖速度显然是不同的，因此，培养后的藻类群落中各种藻类细胞的密度和相对密度，都不能直接用来对底泥原样中的活体藻细胞进行定量估计，只能说明底泥原样中是否存在某种藻类活细胞，所以，在液体培养中对底泥进行更细的分层是没有实际性意义的． １．３ 泥样的镜检 用虹吸管移去上覆水后，将柱状样上层３ ｃｍ段（编号ＤＮ１）、表层下１０－１３ｃｍ段（ＤＮ２）和表层下２０－２３ｃｍ段（ＤＮ３）小心切出，立即取少量底泥置于干净的小烧杯中，加少许无菌水充分混匀，静置１分钟后取上部液体进行显微检测，重复三次取样检测． 根据细胞或细胞群的形态特征对细胞进行分类鉴定． １．４ 泥样的接种和培养 在预试验中试用了ＢＧⅡ、水生４号、ＭＡ、灭菌过滤湖水等培养基来培养太湖几种常见藻类（铜绿微囊藻、小环藻、斜生栅藻、颤藻），发现ＭＡ具有最好的适用性． 因此选用ＭＡ作为底泥中藻类的培养基． 将３００ｍＬ培养基装入５００ｍＬ三角瓶中，高压灭菌后备用． 采用无菌操作将底泥样品的外周部分去除，取中间部分（体积为１０ｍＬ左右）接种到培养基中，置光照培养箱中培养，培养条件如下：光强４０００ｌｘ，２３℃，每天摇动３次，每次将培养物充分摇匀． 中途不补充培养基． １．５ 培养液的观测 每天对培养液的外观进行观测，特别是观测培养液澄清后的颜色、混浊度和底泥表面的颜色（无鞭毛的藻类细胞易在底泥表层聚集）． １０ｄ后按无菌操作对培养液进行镜检，每隔５ｄ镜检一次，持续观察３个月． 每次取样时分别吸取清液和底泥表层液体，对藻类细胞进行定性鉴定． １．６ 干底泥的培养 ２００２年２月在同一位点用彼得逊采样器采集底泥，采泥深度１０ｃｍ左右，不分层，将泥样带回实验室． 将底泥置于广口瓶，用多层灭菌的纱布封口，瓶的外壁用锡箔包裹，置于阴暗透风的地方，让其自然干燥１０个月后备用，用上述同样方法进行活体藻类培养． 4期吴生才等：太湖冬季底泥中活体藻类的检测 341 ２ 结果与讨论 ２．１底泥涂片的显微镜检测结果 从表１中的结果可以看出，底泥表层存在大量的藻类细胞（不一定都有活性），藻类细胞的组成与太湖湖水中的常见优势种和次优势种 ［４］ 相似． 底泥表层易受湖水扰动，随着风浪和湖流速度的变化，这种扰动作用变化很大，使得底泥经常性地处于再悬浮和再沉降的过程中． 水体中的藻细胞，特别是无鞭毛的藻细胞和活力不强的藻细胞，会自然沉降到水土界面上． 在底泥的再悬浮和沉降过程中也会和各种悬浮质组成的混合物一起沉降到底泥表层中去． 如果水体的动力学作用强烈，部分藻细胞会沉降到底泥的内部，甚至是底泥的较深部位． 底栖动物的运动也会促进藻类细胞在底泥中的迁移． 表1 泥样镜检中发现的藻类细胞Tab.1 The Algal cells in the tested sediment samples样号观测到的藻类镜检情况描述DN1 铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa Kutz小型色球藻 Chroococcus minor Kutz螺旋鱼腥藻Anabaena spiroides Kleb颗粒直链藻Melosira granulate Her广缘小环藻Cyclotella bodanica Eul菱形藻Nitzschia spp.舟形藻Navicula spp.斜生栅列藻Scenedesmus obliquus(Turp) Kutz 双对栅列藻 S. bijugatus(Turp)Lag短棘盘星藻Pediastrum borganum Turp 多种藻类的完整细胞和许多各种大小的有机碎屑混杂在一起，有多种动物出现.DN2 铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa Kutz颗粒直链藻Melosira granulate Her广缘小环藻Cyclotella bodanica Eul菱形藻Nitzschia spp.舟形藻Navicula spp.细胞和碎屑的数量明显减少DN3 菱形藻Nitzschia spp.舟形藻Navicula spp.沉积物比较均一２．２底泥培养中出现的藻类 表二中的结果表明，底泥中存在多种具有活力的藻类细胞，在合适条件下重新开始生长和繁殖． 这种现象说明这些藻类细胞在底泥中良好的适应和生存能力． 这些藻类多是蓝藻和硅藻，在一定条件下有可能相当长的时间内保持再次萌发的活性，因为多种蓝藻的细胞在其生长期间都能分泌多糖到胞外，与细胞壁紧密结合在一起，随同细胞一起沉积到底泥中去，从而对细胞形成良好保护层． 而硅藻具有保护性很好的硅质壳，形成对细胞的机342 湖 泊 科 学 15卷 表2 底泥培养中出现的活体藻类 Tab.2 The alive algae in the sediment culture 样号 培养出的藻类活细胞种类DN1 铜绿微囊藻，广缘小环藻，斜生栅列藻 DN2 铜绿微囊藻，广缘小环藻 干底泥 铜绿微囊藻，广缘小环藻 l DN3 无 械和化学保护． 这些都有助于细胞度过不良环境． 干底泥培养中同样培养出微囊藻和小环藻，也说明了这一点． Ｃａｒｒ 等认为厚藻席、热泉、浓密水华等中的蓝藻能在低氧环境生存和发育，其最重要的原因之一是对低氧或厌氧环境的忍受和适应能力，这种能力也许在前寒武纪的最初进化以来一直保留下来，并赋予它们一些优于真核藻类的特性［５］． 蓝藻具有与其他生物共生的能力和以有机物为碳源进行异养生长的能力［５］，这种特性可用来解释蓝藻在底泥中存活的现象． Ｂｏｓｔｒöｍ在浅水富营养化湖泊Ｖａｌｌｅｎｔｕｎａｓｊｎ中发现，在０－１０ｃｍ底泥中微囊藻占有优势地位并具越冬能力［６］，与本试验发现的现象是一致的． 太湖梅梁湾底泥中的种群组成和结构与夏季水华非常相似，这与Ｂｏｓｔｒöｍ，发现的现象是一致的；Ｂｏｓｔｒöｍ 还发现表层沉积物中的微囊藻密度呈现周期性波动，且与水华的周期性变化具有密切的关系． 太湖水华具有明显的季节性变化，进一步检测底泥中活藻细胞的季节性变化是很有意义的． 用２０ｃｍ深处的底泥进行的培养试验中发现两种硅藻细胞，但没有培养出活体藻类细胞． 三段柱状样的试验检测结果存在明显差异，说明藻类细胞在底泥中的分布是有明显梯度的，即底泥中藻类活细胞种类随深度加深而减少． 但活细胞存在的这个深度只能作为水体扰动深度或藻类细胞迁移深度的某种参考，因为不同水体具有不同的底泥条件和水动力条件，活体藻类细胞可能存在的深度必然有很大的变化． ２．３ 底泥培养过程中的变化 ＤＮ１：培养１个月时，无明显变化，镜检发现有细胞出现，但不能肯定其活性． 两个月时，静置时，培养液比较混，底泥表面有明显的悬浮物，镜检发现有大量有机碎屑，出现铜绿微囊藻细胞团和广缘小环藻、斜生栅列藻细胞，从明显的细胞色素判断有活性． ３个月时，培养液明显呈现蓝绿色，表层有肉眼可见的细胞团块飘浮，各样品中的藻细胞种类不变，微囊藻占绝对优势，小环藻次之，在外观和群落结构上与夏季水华的相似． ＤＮ２：培养１个月时，无明显变化． ２个月时，静置时，培养液外观同ＤＮ１， 镜检发现有大量有机碎屑，铜绿微囊藻、广缘小环藻． ３个月时，同ＤＮ１． ＤＮ３：培养１个月时，无明显变化． ２个月和３个月时，水体略带混色，没发现藻类细胞，镜检发现有大量细菌． 干泥：培养１个月时，无明显变化． ２个月和３个月时的变化同ＤＮ２． 本试验中得到的活体藻细胞的种类有可能少于实际存在的活细胞种类，因为，有的藻类细胞虽然有繁殖活力，但可能不适应本试验采用的培养基，或者由于在这种培养基中萌发迟缓，世代周期长，加之浮游动物的特异性捕食而没有竞争优势，无法形成种群． 如用多种培养基在多种条件下进行培养试验可能会得到更多的藻类种群． 即底泥中应存在更多种类的活藻细胞． 4期吴生才等：太湖冬季底泥中活体藻类的检测 343３ 结语 在底泥中观测到多种藻类细胞并培养出藻类活体细胞，说明底泥可以作为一些藻类的生存和越冬场所． 不同藻类在底泥中存在的深度和丰度是不同的，也可以说不同藻类具有不同的生存和适应能力． 其中分布最广、适应能力最强的藻类是铜绿微囊藻和广缘小环藻． 这两种藻类也是太湖夏季水华中的优势种和常见种，上层泥样、中层泥样和干泥样的培养都得到了在外观和种群结构与水华相似的藻类群落，这说明太湖底泥与水华有着某些密切的联系，其突出的两点是：（１）出现在底泥中的具有生命力的微囊藻、小环藻和栅列藻应是来自于夏季水华在沉积物表面的大量沉积和在底泥中的包埋，太湖梅梁湾底泥中的种群优势是由其夏季水华中的种群优势决定的；（２） 底泥中存在的这些藻类活细胞一旦再悬浮到水体中，在条件合适的情况下又能恢复生长，成为水华的种源． 本文只在太湖的一个样点采样，试验结果可能具有某些局限性和偶然性，但活体藻类在底泥中的存在和分布是一个基本事实，进一步检测底泥中活藻细胞的季节变化，定能有助于湖泊生态和藻类生理生态的研究． 参考文献1 Preston T, Stewart W D P, Reynonds C S. Bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa overwinters on sediment su rface.Nature,1980,288：365-3672 Fallon R D & Brock T D. Overwintering of Microcystis in Lake Mendota. Freshwater Biology, 1981, 11: 217–226.3 Huettel M, Rusch A. Transport and degradation of photoplankton in permeable sediment. Limnol Oceanogr, 2000, 45(3):534-5404 陈宇炜, 高锡芸, Martin dikulil，太湖梅梁湾浮游植物动态及其初级生产力周年变化的研究. 见：蔡启铭主编. 太湖环境生态研究（一），北京: 气象出版社. 1998: 98-1085 Carr N G.，Whitton B A. The biology of blue-green algae. Blackwell Scientific Publications, 1973: 417, 496-5006 Boström B, Pettersson A-K & Ahlgren I. Seasonal dynamics of a cyanobacteria-dominated microbial community in surfacesediments of a shallow, eutrophic lake. Aquat Sci, 1989, 51: 153–178344 湖泊科学 15卷Examination of Alive Algal Cells in the Sediments inMeiliang Bay of Taihu Lake during Winter PeriodWU Shengcai1, 2, 3, CHEN Weimin1 & GAO Guang1（1: Nanjing Institute of Geography & Limnology , CAS, Nanjing 210008 P.R.China; 2: Graduate School, ChineseAcademy of Sciences, Beijing 100039, P.R.China;3: Yancheng Teachers College, Yancheng 224002,P.R.China;）AbstractThree layers of a sediment core collected from Meiliang bay of Taihu Lake in December of 2002, were examined under microscope to identify algae species composition and cultured axenically in MA medium to find the living cells and its vertical distribution in sediment. Many species of algae were found in the surface of the core sample(0-3cm) and three of them (Microcystis aeruginosa Kutz, Cyclotella bodanica Eul,Scenedesmus obliquus(Turp) Kutz) were able to d evelop in culture 8 them. Less algae species could be found in the layer (10-13cm) of the core sample and only two of them(Microcystis aeruginosa Kutz, Cyclotella bodanica Eul) were developed in culure. Two algae species could be identified in the layer(20-23cm) of the core sample and no algae cell could be developed in culture. It showed that Microcystis aeruginosa Kutz, and Cyclotella bodanica Eul, the dominant phytoplankton populations in summer bloom, could be survive the environment of the sediment in Taihu Lake during the winter period.Keywords: Al gae; Taihu Lake; sediment。
太湖底泥水华蓝藻复苏的模拟
太湖底泥水华蓝藻复苏的模拟陶益;孔繁翔;曹焕生;张晓峰【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2005(017)003【摘要】本实验采集太湖梅梁湾底泥及上覆水,在保持底泥表面完整的前提下在实验室中建立湖泊生态系统模拟装置,探索太湖底泥中蓝藻种群的复苏规律.经60 d 光照升温培养,显微观察蓝藻复苏细胞,测定底泥和上覆水中的色素含量.结果表明,在室内模拟条件下,太湖底泥蓝藻复苏初始时主要以2-8个细胞的小群体存在,其细胞直径为7.2-7.8 μm,大于夏季的藻群体中的细胞直径(4.8-6 μm).底泥蓝藻的复苏过程与环境温度变化密切相关.蓝藻在水体温度达到14℃时开始少量进入水柱中,在环境温度升至18-20℃之间时大量进入水中,为水华形成提供了种源.底泥蓝藻的最佳复苏温度(18-20℃)高于非蓝藻的复苏温度(14-18℃),高温对蓝藻复苏更为有利.【总页数】6页(P231-236)【作者】陶益;孔繁翔;曹焕生;张晓峰【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008;南京大学环境学院,南京,210093;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100039;南京大学环境学院,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】P9【相关文献】1.太湖水华蓝藻底泥中复苏和水柱中生长的比较 [J], 曹焕生;孔繁翔;谭啸;杨州;张民;邢鹏2.太湖底泥中蓝藻复苏的温度阈值研究 [J], 吴军林;王建萍3.太湖底泥中蓝藻复苏的温度阈值研究 [J], 吴军林; 王建萍4.太湖梅梁湾水华蓝藻复苏过程的研究 [J], 张晓峰;孔繁翔;曹焕生;谈建康;陶益;王美林5.太湖与巢湖水华蓝藻越冬和春季复苏的比较研究 [J], 吴晓东;孔繁翔;张晓峰;曾庆飞;季健;钱善勤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
太湖蓝藻越冬休眠期监测体系的设想
太湖蓝藻越冬休眠期监测体系的设想
刘孟宇
【期刊名称】《北方环境》
【年(卷),期】2018(030)011
【摘要】根据目前对于蓝藻形成经过越冬休眠、春季复苏、生长和集聚上浮并形成水华四个阶段的研究,提出了太湖蓝藻休眠期监测体系的设想,文章提出,在蓝藻越冬休眠期,利用卫星遥感、自动监测、人工观测和实验室分析的手段监控沉降休眠于底泥中的蓝藻群体的生长情况与分布范围,在来年藻类复苏前,就提前预判可能出现的蓝藻水华的产生湖区、及其危害程度,进一步提高监测预警水平.
【总页数】2页(P177,179)
【作者】刘孟宇
【作者单位】江苏省苏州环境监测中心,江苏苏州 215004
【正文语种】中文
【中图分类】X832
【相关文献】
1.环境监测实验室质量控制体系的设想 [J], 张爱国
2.太湖蓝藻水华预警监测技术体系的探讨 [J], 徐恒省;洪维民;王亚超;翁键中;李继影
3.运用智慧手段打造流域水电运行期综合环境监测体系的设想 [J], 王充实;赵越;黄元佳;金一凌
4.新时期高校线上教学质量监测体系的构建设想 [J], 刘亨荣
5.农业面源污染立体遥感监测体系构建设想 [J], 陈敏;王雪蕾;高吉喜;冯爱萍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
冬季太湖表层底泥产毒蓝藻群落结构和种群丰度
冬季太湖表层底泥产毒蓝藻群落结构和种群丰度李大命;孔繁翔;于洋;阳振;史小丽【摘要】应用荧光定量PCR对冬季太湖不同湖区底泥表面有毒微囊藻和总微囊藻种群丰度进行调查,同时基于PCR-DGGE技术对底泥中有毒微囊藻群落结构进行分析.结果表明:微囊藻在太湖底泥表面分布广泛,所有采样点都检测到有毒微囊藻存在,且不同湖区有毒微囊藻和总微囊藻种群丰度存在显著差异,有毒微囊藻和微囊藻基因型丰度范围分别为1.23×104-3.75 ×106拷贝数/g干重和2.56×104-1.07×107拷贝数/g干重,有毒微囊藻与微囊种群丰度的比例为4.8％-35.2％；DGGE指纹图谱显示,冬季太湖不同湖区表层底泥中有毒微囊藻群落结构相似性较高,相似性系数为70.2％-96.0％.虽然不同湖区基因型组成存在差异,但所有样品中占优势的基因型是一致的.同时发现,优势基因型所占的比例与样品的香农多样性指数呈负相关.序列分析表明,mcyA序列长度为291bp,序列相似性超过97％.综合定量PCR结果和底泥中叶绿素a和藻蓝素浓度的测定结果,可以得出2010年冬季太湖蓝藻越冬主要集中在梅梁湾、竺山湾、贡湖湾和湖心.通过建立荧光定量PCR分析方法,为研究湖泊底泥中蓝藻种群丰度动态变化奠定了基础.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)021【总页数】10页(P6551-6560)【关键词】荧光定量PCR;有毒蓝藻;群落结构;变性梯度凝胶电泳;太湖【作者】李大命;孔繁翔;于洋;阳振;史小丽【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008【正文语种】中文微囊藻在温带浅水湖泊的生长规律具有明显的周年变化规律，一般是夏秋季节在水体中生长，冬季和春季下沉到底泥表面越冬，藻类生理特征伴随着环境条件的不同而变化，使得微囊藻种群得以生存［1-4］。
蓝藻对太湖底泥反硝化过程的影响和机理分析_黎丽雯
J．Lake Sci．(湖泊科学)，2013，25(5):628-634http://www．jlakes．org．E-mail:jlakes@niglas．ac．cn2013by Journal of Lake Sciences蓝藻对太湖底泥反硝化过程的影响和机理分析*黎丽雯1，2，潘纲2＊＊，李梁2，李宏2，施文卿2，张洪刚2，朱广伟1＊＊（1：中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京210008）（2：中国科学院生态环境研究中心，北京100085）摘要：通过模拟实验，研究了因自然或人工沉降的太湖蓝藻在厌氧条件下作为碳源对底泥微生物反硝化脱氮的促进作用．通过对底泥总氮、化合态氮素、挥发性脂肪酸（VFAs）、COD、电位和pH等指标的监测，发现藻体中大量的生物可降解碳素在厌氧消解后产生挥发性脂肪酸等一些可供反硝化菌直接利用的小分子物质，2ˑ藻组VFAs含量可达2232．96μl/L，1ˑ藻组可达1263．36μl/L，最高可达42．1%，为对照组（无添加蓝藻）的2．43倍，从而促进了硝态氮和亚硝态氮还原成N2和N2O的过程，提高氮素的去除率．但底泥中沉降蓝藻需要一定的降解时间，前4天添加冷冻干蓝藻粉的处理组COD降解率较低，电位处于正值，体系中产生硝态氮，随后COD持续降低，添加2ˑ藻组COD最大去除率为42．08%，1ˑ藻组为32．93%，对照组仅为14．46%，表明藻细胞中的碳素已开始被利用．本研究表明沉降蓝藻细胞能够为底泥中的反硝化过程提供可利用碳源，并深入揭示了沉降蓝藻作为碳源促进底泥反硝化过程的机理和对底泥中C、N的影响，为在湖泊治理中降低氮素的内源污染提供了新的科学依据．关键词：沉降蓝藻；碳源；反硝化；脱氮；挥发性脂肪酸；太湖Effect and mechanism of algae bloom on the denitrification processes in the sediments of Lake TaihuLI Liwen1，2，PAN Gang2，LI Liang2，LI Hong2，SHI Wenqing2，ZHANG Honggang2＆ZHU Guangwei1（1：Nanjing Institute of Geography and Limnology，Chinese Academy of Sciences，Nanjing210008，P．R．China）（2：Research Center for Eco-environmental Sciences，Chinese Academy of Sciences，Beijing100085，P．R．China）Abstract：Denitrification in anaerobic lake bottom sediments and leachate providing carbon source via flocculated algae were simu-lated in the laboratory．TN，ammonium，nitrite，nitrate，volatile fatty acids（VFAs），COD，electric potential and pH were ana-lyzed to confirm that the denitrification in sediments was truly promoted by small molecular compounds such as VFAs which were reduced from the plentiful biodegradable carbon in algae．The maximum VFAs content in2ˑalgae system and1ˑalgae system were2232．96and1263．36μl/L，respectively．The maximum TN removal ratio was about42．1%，nearly2．43times of the con-trol．The carbon of flocculated algae is available for heterotrophic microbes but needs some time to be transformed．A sustaining COD reduction rate showed in all the added algae systems after low COD reduction rate，positive electric potential and increasing nitrate had last in them for about4days．The maximum COD reduction rate of2ˑalgae system，1ˑalgae system and the control was42．08%，32．93%and14．46%，respectively．The degradation of algae generated VFAs can be directly used by denitrifying bacteria to facilitate denitrification process．The effect that flocculated algae cell as carbon source can promote sediment denitrifying process was verified，and the influence of flocculated algae on C and N of sediments was analyzed．The study could provide techni-cal basis for reducing the internal nitrogen in sediments of eutrophic lakes．Keywords：Flocculated algae；carbon source；denitrification；nitrogen removal；volatile fatty acids；Lake Taihu湖泊水体中的化合态氮素大部分通过固氮生物和大气沉降而来，这些化合态氮素又可以通过水生生物的吸收利用以及微生物的硝化和反硝化作用等转化为生物量或者氮气从湖泊中去除，从而维持湖泊中氮素＊＊＊国家重点基础研究发展计划“973”项目（2010CB933600）资助．2012-12-18收稿；2013-02-04收修改稿．黎丽雯，女，1988年生，硕士研究生；E-mail：liliwen_1988@hotmail．com．通信作者；E-mail：gapn@rcees．ac．cn，gwzhu@niglas．ac．cn．黎丽雯等:蓝藻对太湖底泥反硝化过程的影响和机理分析629循环的平衡状态［1］．但是人类活动，如大规模的合成氨工业以及大量施用化肥，使得大量外源性氮素进入湖泊，并在湖泊底泥中富集［1-2］．很多研究均已表明，湖泊氮素的增加对于环境有持久的不良影响，包括污染饮用水、导致水体富营养化等［2］．淡水的富营养化是全球关注的热点问题，湖泊富营养化的典型标志之一就是蓝藻的暴发．藻华的暴发也伴随着蓝藻在湖体中的自然沉降．在厌氧情况下，除了底泥营养盐的释放，藻类残体的分解也可以产生大量颗粒态、溶解态和胶体态的氮、有机碳［3］．已有研究表明，美国Narragansett Bay 藻量与沉积物中反硝化过程存在相关关系［4］．但沉降的蓝藻促进反硝化作用的机制以及如何影响底泥中的C、N未见报道．反硝化脱氮同物理、化学除氮法相比，不是将硝酸盐简单地浓缩，而是将它转化为N2和N2O，被认为是湖泊中去除氮元素的最主要生物途径［5］．反硝化菌大部分为异养型厌氧微生物，需要碳源提供能量以及电子供体以实现氮素的降解［8］．生物脱氮过程中，电子供体通常来源于可生物降解的溶解性有机物．在过去的几十年中，大量的研究尝试补充各种碳源以促进反硝化的进行［6-7］．已有研究表明往太湖底泥中添加淀粉和乙酸钠可促进底泥总氮（TN）的去除［6］．但是外加碳源可能会涉及巨大的经济投入和增加环境负担［8］．藻细胞含有比农作物更高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等，已被用于制造生物柴油，也被认为是生物可降解的有机物［9-10］．沉降到底泥中的蓝藻若可以为底泥反硝化菌提供碳源，对充分利用资源和降低成本来说都具有重要意义，但是关于蓝藻提高底泥反硝化菌脱氮能力的可行性以及其效率的研究很少．絮凝除藻技术已被认为是一种较好的从水体中去除藻类水华的方法．潘纲等不断改进改性黏土技术，提出改性当地土壤絮凝除藻技术（MLS技术）．该技术利用湖泊周围易得、无污染、廉价的土壤，通过微生物可降解的壳聚糖改性，可将湖泊中88%TN和89%的藻华去除［11-12］．通过絮凝除藻技术将藻体从水体中转移至底泥表面，可能会给底泥微生物提供大量的可生物降解有机碳并且提供电子供体，从而影响微生物的生物地球化学作用．因此需要研究沉降藻体对底泥微生物活动的影响，为絮凝技术在湖泊治理中降低氮素的内源污染提供新的技术依据．本文通过向太湖底泥中添加不同量的藻细胞以模拟蓝藻沉降后与底泥的混合状态，监测底泥中TN、pH、Eh、COD、挥发性脂肪酸（VFAs）和氮元素转化，研究藻细胞的存在是否会对底泥中氮去除产生影响，并探究其影响机制，为富营养化湖泊氮内源污染的治理提供新的科学依据．1材料与方法1.1样品采集底泥和蓝藻样品均采集于太湖北部檀溪湾（31ʎ26'42ᵡN，120ʎ07'49ᵡE），用柱状采泥器（有机玻璃柱，内径8．4cm，高50cm）于2012年11月10日采集6个表层10cm底泥样品，置于冰盒中送至实验室，混合均匀后4ħ下保存．用浮游植物网收集水体表面蓝藻，置于冰盒中送至实验室，用0．5%的NaCl溶液清洗3遍后离心富集，冷冻干燥后备用．冷冻干燥是一种可以保证微生物保藏期长、成活率高的干燥方式［13］．采用此种方式可以极大程度地保证细胞活性、藻体内碳素和氮素等成分，将其作为实验材料尽可能地表达沉降蓝藻在底泥中的变化以及C、N情况．经元素分析仪（Vario ELⅢ）测得底泥中N含量为0．110%，C含量为0．712%；藻粉中N含量为9．679%，C含量为45．807%．1．2厌氧培养实验为了屏蔽掉天然水体中溶解性碳素和其他物质对于实验的干扰作用，以便更清晰地探究蓝藻作为底泥反硝化菌碳源的效果和机理，实验体系为将30g底泥（干重）和300ml人工湖水（1mg/L NH4Cl，1mg/LKNO3，0．1mg/L NaNO2）［6］置于500ml灭菌三角瓶中．1g藻粉和2g藻粉分别添加于上述三角瓶体系中构成1ˑ藻组和2ˑ藻组；无藻粉添加的上述三角瓶体系构成对照组．因土壤部分理化性质易受到传统灭菌方法如高压高温灭菌影响［14］，但汞能抑制藻类光合作用，影响叶绿素合成，使藻细胞发生畸变并损伤细胞膜导致细胞膜通透性增大［15-16］，对土壤微生物有杀灭作用而对土壤理化性质影响较小［17］．因此采用1g藻粉和0．4g HgCl2添加于上述三角瓶体系中构成灭菌对照组［17］．所有处理均做3次重复．实验开始前及每次取样后，向所有处理中通入10min N2以去除瓶中氧气，然后橡胶塞密封，置于振荡培养箱中150转/min，25ħ培养21d．pH和Eh用pH电极测定（Thermo Orion Model250，USA）．定期采集10ml泥水混合物置于10ml离心管中，用于COD、TN、化合态氮素和挥发性脂肪酸（VFAs）的测定．630J．Lake Sci．(湖泊科学)，2013，25(5)1．3样品化学分析泥水混合物中TN 的测定采用碱性过硫酸钾消解法［18］．COD 用哈希COD 测定仪（HACH DRB200，DB2800）测定．各实验组在泥水混合状态下的TN 、COD 浓度初始值为：对照组TN 浓度为15．33mg /L ，COD浓度为32．5mg /L ；灭菌对照组和1ˑ藻组TN 浓度均为37．26mg /L ，COD 浓度均为99．31mg /L ；2ˑ藻组TN 浓度为49．35mg /L ，COD 浓度为154．49mg /L．VFAs 采用比色测定法，用不同浓度乙酸溶液做标准曲线［19］．剩余泥水混合物在7000转/min 下离心8min 并且通过0．45μm 的针式过滤器用于化合态氮素和挥发性脂肪酸的测定．为了维持系统稳定性，铵态氮（NH +4-N ）、硝态氮（NO －3-N ）、亚硝态氮（NO －2-N ）均参照微缩的光度法用酶标仪（Varioskan Flash ）测定，铵态氮的测定采用水杨酸-次氯酸盐光度法，硝态氮的测定采用镉还原法，亚硝态的测定采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法［20-21］．2结果与讨论2．1底泥TN去除率图1各实验处理组中底泥TN 去除率Fig．1TN removal ratio of sediments in each system实验处于厌氧条件下，底泥中TN 的去除主要依靠反硝化过程，用底泥TN 的去除率来表征藻增强底泥反硝化的效果［6］．在21d 的实验里，各实验处理组的TN 去除率如图1所示．灭菌对照组在前3d 对TN 有一定的去除效果（最高为9．17%），这可能跟HgCl 2杀死微生物需要一定时间有关．添加藻的处理组TN 去除率均比对照组和灭菌对照组要高，最高可达到42．1%，为对照的2．43倍，说明藻的添加促进了反硝化反应的进行．总体上，1ˑ藻组和2ˑ藻组具有相同变化趋势，1g 和2g 太湖蓝藻生物量作为底泥反硝化菌的碳源以及促进反硝化脱氮效率上，不存在显著差异（t 检验，P =0．95）．虽然蓝藻细胞也增加了底泥中氮素的含量，但经过21d 实验后，各实验组样品中氮素含量均低于初始浓度，灭菌对照组的TN 浓度最高（33．84mg /L ），其次为2ˑ藻组（28．57mg /L ），再次是1ˑ藻组（22．00mg /L ），均高于对照组（12．67mg /L ）．通过计算实验体系中氮素去除量与剩余量的比值可得，1ˑ藻组（69．36%）和2ˑ藻组（72．73%）均大于对照组（20．99%）和灭菌对照组（10．11%）．由此可知，添加蓝藻的实验组显著提高了底泥微生物的脱氮效率．值得注意的是，本实验中仅依靠蓝藻对底泥中土著反硝化菌脱氮的促进作用，并不能完全去除由于蓝藻添加导致的氮素增量，可能是由于本实验周期较短（21d ），而在实际天然湖泊中，底泥微生物的反硝化作用是长时间的持续过程，只要碳源充足，由沉降蓝藻导致底泥中的碳素增量也可以逐渐被去除．2．2COD 去除率和Eh 变化COD 去除率变化可以用来表征体系中有机物质的降解程度，也间接表征体系中微生物利用碳素的情况．Eh 表征氧化还原状况，它与体系中氧化还原物质的含量、溶解氧浓度、酸性物质等有关，与体系的氧化还原反应呈正相关关系［22］．灭菌对照组中COD 浓度几乎没有变化，最大去除率仅为2．63%，对照组、2ˑ藻组和1ˑ藻组COD 最大去除率分别为14.46%、42.08%和32．93%（图2A ），说明藻体中高含量的碳素大部分为可生物降解的物质，并且在厌氧情况下得到有效分解．前6d 添加藻的处理组COD 浓度变化不大，甚至有少量增加，对照组COD 浓度减小的速率大于添加藻的处理组，这可能是因为藻体转化为反硝化菌可直接利用的物质需要一定的降解时间．第10d 后1ˑ藻组和2ˑ藻组COD 浓度持续降低并且低于对照组，说明异养微生物已经开始有效分解藻细胞．实验结束后，1ˑ藻组（66．61mg /L ）和2ˑ藻组（89．48mg /L ）的COD 浓度均高于对照组（27．80mg /L ）．计算实验体系中COD 去除量与剩余量的比值可得，1ˑ藻组（48．63%）和2ˑ藻组（72．71%）均大于对照组（15．11%）和灭菌对照组（2．38%）．由此可见，在底泥微生物的作用下，藻体中被有效降解的部分比底泥中黎丽雯等:蓝藻对太湖底泥反硝化过程的影响和机理分析631有效降解的部分大许多，说明蓝藻中可生物利用的部分高于底泥中的有机质．根据文献可知，蓝藻中的蛋白质占藻体干重的30% 70%，脂肪占2% 5%，产生于细胞外的多糖占16% 41%［23-24］，可生物降解部分占藻体干重的50%70%，在最佳条件下可达90%以上［25］，但如何提高其降解率，更好地给底泥中反硝化菌提供能量和电子供体，以促进脱氮作用需要进一步研究．灭菌对照组中电位波动较小，一直处于100mV 左右，对照组中电位除了第1d 、第14d 图2各实验处理组中COD （A ）去除率和电位（B ）的变化Fig．2The changes of COD removal ratio （A ）andelectric potential （B ）in each system为正值，其他时候处于－7．5 －23．13mV 之间（图2B ）．1ˑ藻组和2ˑ藻组电位有相同的变化规律，其中1ˑ藻组电位略低于2ˑ藻组．当蓝藻处于厌氧环境中，有的以发酵的形式，分解、利用积累在细胞体内的糖原作为能量来源，从而可以维持其生命活动并生长良好，而生长良好的藻甚至可以产生氧气，而不具备这种能力的其他藻类在暴露于黑暗、厌氧条件下2 3h 后，细胞就会死亡和分解［26］．在第2 6d ，1ˑ藻组中电位为正值，第2 14d ，2ˑ藻组电位为正值．添加藻的处理组中实验初期的正电位可能与部分藻在厌氧、黑暗培养条件下持续存活了一定时间有关．从第14d 开始，添加藻的处理组中电位急剧下降，表明还原反应如反硝化过程占居主导地位，藻体迅速降解成为了反硝化菌的电子供体．2．3挥发性脂肪酸的产生和pH 变化在反硝化脱氮过程中，能够直接被反硝化菌利用的只有可溶解性、易生物降解的有机物，如乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸等，其他大分子有机物和不易生物降解的有机物必须先转化为低分子有机酸才能被微生物利用［7］．甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等10个碳原子以下的脂肪酸统称为挥发性脂肪酸（VFAs ）．在厌氧条件下，通过厌氧发酵将蓝藻中有机物转化为挥发性脂肪酸［27］，从而给反硝化过程提供能量和电子供体．对照组VFAs 在初始阶段含量高，随后逐渐减小，而灭菌对照组与添加藻的处理组具有相同规律，VFAs 持续不断产生，总体上VFAs 含量均高于对照组，并且2ˑ藻组VFAs 含量（最高可达2232．96μl /L ）高于1ˑ藻组（最高可达1263．36μl /L ），几乎与投加量呈正比关系（图3A ）．这表明添加藻可以为底泥中的反硝化菌提供大量的VFAs ，为其脱氮活动提供直接碳源，且添加藻量与VFAs 含量具有明显相关性．实验开始时，对照组的VFAs 含量高于添加藻组和灭菌对照组，这有可能与藻细胞的吸附作用有关［28］，而实验过程中添加藻组（特别是2ˑ藻组）和灭菌对照组中VFAs 含量的增加表明，这些体系中VFAs 的排放通量大于吸收通量，但具体原因还有待进一步研究．在前3d ，灭菌对照组VFAs 含量高于添加藻的处理组，这说明VFAs 的产生与藻细胞核微生物的活性有关．在灭菌对照组中因为HgCl 2的加入使得藻细胞在前3d 迅速衰亡，而在添加藻的处理组中藻细胞是一个逐渐衰亡的过程．灭菌对照组、1ˑ藻组、2ˑ藻组中VFAs 含量的波动变化可能与通入N 2吹脱掉有关，使得VFAs 含量并未持续增加．对照组未持续产生VFAs ，故在N 2吹脱后，呈现出VFAs 浓度下降的趋势．632J．Lake Sci．(湖泊科学)，2013，25(5)图3各实验处理组中VFAs（A）和pH（B）变化Fig．3The changes of VFAs content（A）and pH（B）in eachsystem图4各实验处理组中氮的变化（A：铵态氮，B：硝态氮，C：亚硝态氮）Fig．4Nitrogen transformations in each system （A：ammonium，B：nitrate，C：nitrite）pH是控制水-土界面污染物转化机制的重要因素［29］．对照组中pH总体上处于6．36 7．42之间；灭菌对照组在前3d pH从5．78持续下降，随后基本保持在4．85左右（图3B）．这可能跟HgCl2加入后产生大量的VFAs，并且微生物失活使得体系中的pH缓冲体系遭到破坏有关．前12d，添加藻的处理组pH处于对照组和灭菌对照组之间，并且2ˑ藻组的pH比1ˑ藻组的低，这可能与藻的分解产生VFAs以及底泥微生物对pH的缓冲作用有关．随后，添加藻的处理组的pH发生逆转，超过了对照组的pH，并且在第18d和21d时2ˑ藻组的pH高于1ˑ藻组的pH，这可能与实验后期产生了大量铵态氮等碱性物质有关．2．4化合态氮素的转化添加藻的处理组使得体系中的铵态氮浓度比对照组高，并且2ˑ藻组高于1ˑ藻组（图4A）．铵态氮的持续增加同时也解释了第12d后添加藻的处理组中pH变高的原因．pH和电位同样也影响着氮素的种类．在第2 6d，1ˑ藻组中电位为正值，第2 14d，2ˑ藻组电位为正值，并且体系中pH保持在弱酸范围内（6．1 7．0），此时底泥存在着较弱的氧化反应和还原反应．因此，添加藻的处理组中NO－3-N浓度先增加再降低并且高于2个对照组，1ˑ藻组最高为3．37mg/L，2ˑ藻组最高为5．44mg/L（图4B）．NO－2-N浓度在所有体系中均逐渐降低，并且添加藻的处理组下降幅度最高，说明还原反应进行得彻底（图4C）．实验结果也反映出氮素在沉积物的迁移转化机制，添加藻的处理组先产生硝态氮，在厌氧和碳源充足的情况下，反硝化菌再将硝态氮和亚硝态氮降解为气态氮．黎丽雯等:蓝藻对太湖底泥反硝化过程的影响和机理分析6332．5环境意义藻华暴发的湖泊中必然伴随着藻类的自然沉降，絮凝除藻技术在富营养化湖泊治理中的发展和应用更是加大了湖泊底泥中藻细胞的沉积．大量的沉积藻细胞经过衰亡、腐烂和降解等过程释放其体内的营养物质，有可能会导致湖泊底泥中氮素和有机物的增加，长期积累后可能变成湖泊富营养化的内源污染来源之一．而藻细胞由于含有很高的脂类、多糖和蛋白质等物质已被广泛研究并被用来提炼生物柴油等可利用生物资源．因此，如果能够将沉积在底泥中的大量藻细胞进行资源化利用，不但能够降低湖泊内源污染的风险，而且还能够为湖泊水生态系统提供能量来源．本研究通过模拟实验，探究了厌氧情况下太湖蓝藻沉积对底泥反硝化过程的影响及其机制，研究证明沉积在底泥中的蓝藻细胞不但能够为底泥微生物的反硝化过程提供可利用碳源，而且还能提高底泥脱氮的效率，同时不同的蓝藻沉积量对底泥的物理化学性质产生一定影响．本研究结果可以为富营养化湖泊尤其是暴发蓝藻水华的湖泊内源氮素污染的治理提供新的思路和理论依据．同时，本研究还发现沉降蓝藻需要一定时间的降解过程，这也为絮凝除藻技术的完善提供了思路．如潘纲等［12］提出，絮凝除藻技术实施后，为了避免营养物质从沉降蓝藻和底泥中释放到水体，需要适当的覆盖技术对藻体以及营养盐进行封存，再结合水草吸收或调节底泥中微生物群落结构来强化硝化-反硝化的共同作用等，最终提高湖泊底泥的脱氮率．但如何提高蓝藻对底泥脱氮的促进作用还需要进一步进行实验室以及野外原位实验研究．3结论1）沉降藻体的降解能够产生大量的挥发性脂肪酸，而挥发性脂肪酸可以直接被反硝化菌利用，使得产生的硝态氮和亚硝态氮得以在反硝化菌的作用下还原成N2和N2O，从而提高TN去除率，最高可达42．1%，为对照组（无添加蓝藻）的2．43倍．2）沉降蓝藻的生物量影响底泥物理化学性质以及底泥反硝化过程，并且在厌氧、黑暗条件下藻体降解需要一定时间，受到氧环境、微生物作用强度和降解时间的限制．3）对底泥土著反硝化菌的促进作用不足以全部去除蓝藻自身给沉积物带来的氮负荷，沉降的蓝藻可能会使得底泥铵态氮、COD浓度增加．4参考文献［1］Canfield 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然而, 有些藻属的藻细胞在越冬期发生形态变 化, 比如许多丝状蓝藻、鱼腥藻属和束丝藻属( A p hani z omenon) 等可以 产生休 眠孢子 ( 厚壁孢 子) [ 15] 。 塔玛亚历山大藻( A l ex andr iumt amar ense) 和链状亚 历山大藻( A . cat enell a) 细胞越冬期能形成配子, 互 相结合, 变成游动的合子( H ypnozyg ot es) 并最终变 成休眠孢囊沉降下来[ 16] 。研究表明, 鱼腥藻属、胶 刺藻属( Gl oeotr i chi a) 、念珠藻属( N ostoc) 、扁形膝口 藻( Gony ost omumsemen) 等藻细胞的生活史中经历 4 种形态: 营养细胞、带有异形胞的营养细胞、休眠细 胞和复 苏 细 胞, 在 越 冬 期 藻 细 胞 会 发 生 明 显 变 化[ 17] 。上述结论表明, 有些藻属细胞形成休眠孢子 度过越冬期, 而微囊藻属细胞没有发生变化, 仅以休 眠的方式度过越冬期。 1. 2 蓝藻活性变化
摘要 富营养化湖泊蓝藻水华暴发是重大水环境问题。深入了解越冬期 间蓝藻在底 泥中的活 动过程及 其习性, 为 对此阶段 采取有效措施抑制蓝藻复苏提供理论依据, 为湖泊蓝藻治理提供新思路。综述了越冬期蓝藻细胞形态、活性、藻毒性、上浮能力等变 化以及外部条件如温度、光照强度、DO 、营养盐等对其复苏的影响, 指出现阶段研究中存在的问题, 明确未来的研究重点。
Keywords: cy ano bacter ia; over winter ing; recruitment; advance
蓝藻是一类进行产氧光合作用的原核生物, 又 称蓝细菌, 属蓝藻门。蓝藻门分为 4 个目: 色球藻目 ( Chr oococcal es) 、颤藻目( Oscil l at or i al es) 、念珠藻目 ( N ost ocal es) 和真枝藻目( St ig onematales) [ 1] 。在蓝 藻水华暴发水体中, 常见藻种主要有色球藻目的微 囊藻属( M icrocy st is) 和颤藻目中的鱼腥藻属( A nabaena) 等, 且微囊藻会产生藻毒素, 威胁水体中其他 生物的安全, 成为现阶段湖泊研究的热点[ 2] 。目前, 我国 66% 以上的重点湖泊、水库处于富营养化的水 平, 其中重富营养 和超富营养的占 22% [ 3] , 蓝藻水 华暴发形势日益严峻, 尤其是 2007 年太湖蓝藻大暴 发, 更引起了极大关注, 国家投巨资治理蓝藻水华严 重的 3 个重点湖泊( 太湖、巢湖和滇池) , 效果并不明 显, 蓝藻水华没有根除。
的新思路, 为有效控制蓝藻/ 种源0复苏繁殖, 在其越 冬和复苏过程中将其杀灭, 必须对蓝藻越冬和复苏过 程中生理生态的变化, 在底泥中的适应能力以及影响 蓝藻复苏的环境因素进行深入研究。笔者充分调研 了国内外有关底泥中蓝藻行为的研究进展, 提出了相 关问题, 以期为蓝藻治理提供新理论基础。
1 蓝藻越冬行为的研究
目前, 为了恢复健康的湖泊水生态系统, 控制大 面积水域藻类过量繁殖生长, 国内外许多学者进行了 治理或抑制蓝藻水华的研究。迄今为止, 治理措施多 在水华暴发之后实施, 主要有化学治理技术、生物治 理技术、物理治理技术等。但这些技术存在弊端, 如 化学治理技术不可避免地造成环境污染或生态破坏; 生物治理技术本身不够成熟, 筛选的藻类天敌种类 少。采取上述治理技术, 虽能在短时间内清除或抑制 水体中浮游蓝藻, 但作为/ 种源0 的底泥蓝藻依然存 在, 待外界环境因素适宜, 能再次迅速繁殖形成水华。 因此, 对/ 种源0蓝藻采取措施, 是一条治理蓝藻水华
近年来, 我国在蓝藻水华成因研究方面进展较 快。有研 究者 提出了 蓝藻 水华 形成 的/ 四 阶段 理 论0, 认为蓝藻生长与水华形成经历了越冬休眠、春
季复苏、生长和集聚上浮 4 个阶段[ 4, 5] 。在越冬过程 中, 水体中蓝藻沉入底泥表面, 在底泥中长期存活, 春季开始, 蓝藻细胞迅速繁殖, 并上浮聚集, 形成水 华。一般情 况下, 藻 类繁殖 生长比较 缓慢, 而 湖泊 / 水华0却能较短时间内形成, 说明底泥中蓝藻的复 苏和上升是水华形成的关键因素[ 6-9] 。
第一作者: 郑宾国, 男, 1979 年生, 博士研究生, 主要从事污水控制工程研究。# 通讯作者。 * 国家/ 十一五0 重大水专项湖泊主题/ 太湖富营养化控制与治理技术及工程示范项目0 ( N o. 2008ZX 07101-004) 。
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环境污染与防治 第 3 蓝藻 越冬 复苏 进展
Advances on the research of overwintering and recruitment of cyanobacteria ZH EN G Binguo1 , L UO X ingz hang 2 , ZH A N G J ibiao1 , W A N G J iaqi 1, L I U Qun 1, L UO Yan1 , ZH EN G Zheng2 . ( 1. S tate K ey Labor ator y of Pol lution Contr ol and Resour ce Reus e, S chool o f the Env ir onment , N anj ing Univers ity , N anj ing J iangsu 210093; 2. D ep ar tment of Envir onmental S cience and Engineering , F ud an Univer sity , S hang hai 200433)
1. 3 藻毒性变化 蓝藻毒素是细胞内毒素, 细胞破裂后释放出来
并 表 现 毒 性, 主 要 由 铜 绿 微 囊 藻 ( Mi crocysti s aeruginosa) 、鱼 腥 藻 ( A nabaena f losaquae ) 等 产 生[ 27 ] 。作为蓝藻水华 优势 藻种的 微囊 藻属, 能 产 生微囊藻毒素 ( MC) , MC 有 60 多种 异构体, 其 中 存在最普 遍、毒 性较大的 是 MC- L R、M C- RR、MCYR[ 28, 29] , 藻毒素通过被直接取食, 在食物链中生物 积累, 对各种动物 产生毒害 作用[ 30, 31] 。1996 年 巴 西发生的饮用水 MC 污染事件, 导致 50 多人死 亡 的严重后果[ 3 2] 。
越冬期底泥中具有活性的蓝藻数量决定来年蓝 藻的复苏量, 是水华暴发的直接因素之一。目前, 国
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内外研究者已注意到越冬期底泥表层藻细胞数量和 活性的研究, 但由于其分析 过程复杂, 且生物 量极 低, 无法用传统方法进行采样和深入分析, 至今仍未 被人们完全认识。
研究表明, 越冬期蓝藻细胞内贮存的大量碳水 化合物能为休眠细胞提供复苏和生长基础, 保持其 活性, 如微囊藻细胞就能依靠细胞内碳水化合物越 过条件恶劣的冬季[ 18] 58-63, [ 19] 。吴生才等[ 20, 21] 发现, 太湖梅梁湾冬季底泥表层中有多种藻类细胞, 随底 泥深度的增加, 藻类细胞种类明显减少, 20 cm 以下 底泥中没有发现蓝藻细胞, 只有少量的菱形藻和舟 形藻。
Abstract: Cyanobacteria bloom in eutro phicat ion lakes was one of t he mo st ser ious water- po llution problems at pr esent. It w as necessar y to acquire the kno wledg e about t he act ivities and habits of cyanobacteria on sediment in overw inter ing stage, which could prov ide theo retical basis fo r the inhibitio n o f cyanobact eria recruitment, and also prov ide new ideas fo r cyanobacteria bloo m co nt rol. Base o n t he comprehensive literatur e review , this paper r eview ed the character istics of cyanobacteria in o verw inter ing stag e such as v iability, cell mor pho log y, to x icity , buoy ancy , and summar ized the impact of ext ernal conditions ( temperature, light, nutrient, DO, etc. ) o n the recruit ment of cyanobacteria. F-i nally, the cur rent problems and future dir ection of cyanobacteria bloom co ntr ol wer e po inted o ut.
郑宾国等 湖泊底泥中蓝藻越冬和复苏行为研究进展
湖泊底泥中蓝藻越冬和复苏行为研究进展*
郑宾国1 罗兴章2 张继彪1 王家齐1 刘 群1 罗 艳1 郑 正2#