(完整版)浮游藻类监测及分类

色素体在藻类细胞中的数量、形状和不同位置都是分类鉴定时的重要依据。
储藏物质
由于藻类含有不同的色素组成，其同化产物和贮藏物质也各异。
淀粉：绿藻、轮藻的贮藏物，甲藻、隐藻也贮存淀粉，遇碘呈暗红色、黑色。
蓝藻淀粉：蓝藻的贮藏物，遇碘呈淡红褐色。
白糖素：金藻。硅藻、黄藻和褐藻的贮藏物，多呈棒状或颗粒状，位于色素体外，折光强。
定性样品
定性样品一般采样量为20ml（指管容积），加福尔马林溶液1ml、甘油2ml。为防止样品褪色，可在样品中加1、2滴饱和硫酸铜溶液（分别加入的溶液的作用）
对于浮于水样表层的样品（如带气囊的微囊藻）可在样品中加入适量皂液，以便沉降
样品的沉淀及浓缩
1、沉淀和浓缩可以在筒形分液漏斗或直接在采样瓶中进行，因为一般浮游藻类的大小为几微米到几十微米，再经过碘液固定后，下沉较快，所以静置沉淀时间一般需用24～48h。
基本特征：具有叶绿素，能进行光合作用，营自养生活；植物体没有真正的根、茎、叶分化；生殖器官是单细胞的，用单细胞的孢子或合子进行生殖。
浮游藻类的细胞结构
细胞壁
色素和色素体
贮藏物质
液泡和鞭毛
细胞壁
大多数藻类细胞都有细胞壁（裸藻、部分隐藻、甲藻、金藻及其生殖细胞[即动孢子、配子等]不具细胞壁）。
细胞壁一般分内外两层、内层较坚硬，外层较柔软，成分为纤维素、果胶质、二氧化硅、碳酸等。
2、然后用细小玻璃管加乳胶管或小橡皮管以虹吸方式缓慢地吸去上层的清液，注意不能搅动或吸出浮在表面和沉淀的藻类。
3、最后留下约20ml时，将沉淀物放入容积为50～100ml的试剂瓶中，试剂瓶事先应精确的在30ml处做好标记，用吸出的上层清液或蒸馏水冲洗分液漏斗或采样瓶2～3次，一起放入试剂瓶中，在计数时定容到30ml（转移量大于30ml时可多次虹吸）。
生物密度：
藻类个体数
划分标准：
贫营养型：<30万个/升
中营养型：30～100万个/升
富营养型：>100万个/升
藻类湿重
浮游藻类的比重近于1，其湿重相当于其体积。
划分标准：
贫营养型：<3mg/L
中营养型：3～5mg/L
富营养型：5～10mg/L
超富营养型：>10mg/L
藻类的分门：
藻类的分类有不同的看法，主要在分类地位，分类依据等方面
3止样品褪色可在样品中加12滴饱和硫酸铜溶液分别加入的溶液的作用对于浮于水样表层的样品如带气囊的微囊藻可在样品中加入适量皂液以便沉降样品的沉淀及浓缩1沉淀和浓缩可以在筒形分液漏斗或直接在采样瓶中进行因为一般浮游藻类的大小为几微米到几十微米再经过碘液固定后下沉较快所以静置沉淀时间一般需用2448h2然后用细小玻璃管加乳胶管或小橡皮管以虹吸方式缓慢地吸去上层的清液注意不能搅动或吸出浮在表面和沉淀的藻类
目前国内大多学者把常见淡水藻类分成11个门（即蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、裸藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门、轮藻门）。
注：红藻门、褐藻门不常见，轮藻门多为着生藻类，本课件不展开讨论。
红藻门、褐藻门在淡水中种类极少，而且不是浮游种类。
浮游藻类的基本特征：
基本定义：浮游藻类是指所有生活在水中营浮游生活方式的微小植物。
微囊藻属Microcystis
植物体团块由许多小群体联合组成，微观或目力可见；自由漂浮于水中或附生于水中其他生物上；群体球形、椭圆形或不规则形，有时在群体上有穿孔，形成网状或窗格状团块；群体胶被无色、透明，少数种类具有颜色；细胞球形或椭圆形；群体中细胞数目极多，排列紧密而有规律；原生质体浅蓝绿色、亮蓝绿色、橄榄绿色；营漂浮生活种类的细胞中常含有气囊；非漂浮的种类，细胞内原生质体大都均匀，无假空胞；以细胞分裂进行繁殖，有三个分裂面。
藻类细胞壁大多平滑，也有具有各种花纹、刺、棘或突起等
色素和色素体
藻类含有的色素组成极为复杂，大致可分为叶绿素（a、b、c、d、e）、胡萝卜素（α，β，γ，ε）、藻胆素（藻蓝素、藻红素）、叶黄素（二十来种）四大类。
不同的色素组成标志着进化的不同方向，是分门的主要依据。
藻类细胞中的色素载体叫色素体，其形状有盘状、板状、杯状、带状、螺旋状等；位于细胞中心或中轴的称轴生，位于细胞周围、靠近细胞壁的称周生。
定性样品
25#浮游生物网（孔径为0.064mm，200孔/in，1in＝0.0254m）
采样量
根据浮游藻类的密度和研究的需要量而定
定量样品
一般以1～2L为宜，藻类密度高的采水量可少，密度低的采水量则要多
定性样品
一般水体中沿表层至0.5m拖滤1.5～5.0m3体积
样品采集
定量样品
一般用有机玻璃采水器采样，采水器深入水中，根据刻度采集不同水层的水样
浮游藻类监测方法、浮游藻类评价方法
实验仪器及器具
显微镜、冰箱、有机玻璃采样器、25#浮游生物网、烧杯、镊子、载玻片、盖玻片、刻度吸管、胶头滴管、硅橡胶管、乳胶管、量筒50ml、采样瓶50ml和1000ml若干等。
采样工具
定量样品：1000ml、1500ml、2000ml等各种容量和不同深度型号的有机玻璃采水器
n—计数所得的藻类的个数或细胞数。
样品计数（仪器法）
目前有多种藻类监测仪器可对水样进行藻类细胞数量的测定，一般计数单位为细胞数/升
浮游藻类评价方法
污水生物系统
指示种
优势种
群落结构演替
多样性指数
生物密度
污水生物系统：水体受污染后形成的特有生物群落，可以用来进行水污染生物学评价。污水生物系统是德国学者Kolkwitz和Marrson于20世纪初提出的。其理论基础是河流受到有机物污染后，在污染源下游的一段流程里，会产生自净过程，即随河水污染程度的逐渐减轻，生物种类也发生变化，在不同的河段出现不同的生物种。据此,可将河流依次划为4个带：多污带、α－中污带、β－中污带（即甲型、乙型中污带）和寡污带，每个带都有自己的物理、化学和生物学特征。50年代以后，一些学者经过深入研究，补充了污染带的种类名录，增加了指示种的生理学和生态学描述。1964年日本学者津田松苗编制了污水生物系统各带的化学和生物特征表。
另外，藻类的种群结构和污染指示种是湖泊营养型评价的重要参数，尤其是那些在某种特定的环境(营养)条件下能大量生存的藻类，即污染指示藻类的种类和数量，在一定程度上可直接反映出环境条件的改变和水体的营养状况。
优势种：是指群落中占优势的种类，它包括群落每层中在数量、体积上最大、对生境影响最大的种类。藻类学家在“指示种类”方法的基础上，提出了用整个藻类群落的种类组成和优势种群的变化来评价污染的方法。Fjerdingstad（1964）年用群落中的优势种来划分污染带，在污水生物系统的基础上，根据受生活污水污染的水体中优势生物种类的不同，划分为9个污水带。
粪生带：无藻类优势群落,基本无藻类。
甲型多污带：无藻类优势群落,基本无藻类。
乙型多污带：裸藻群落，优势种为绿裸藻和静裸藻。
丙型多污带：绿色颤藻群落。
甲型中污带：环丝藻群落或底生颤藻群落或小毛枝群落。
乙型中污带：脆弱刚毛藻或席藻群落（包括蜂巢席藻、韧氏席藻）。
丙型中污带：红藻群落，优势种群为串珠藻；或者绿藻群落，优势种团刚毛藻或环丝藻。
副淀粉：裸藻特有的贮藏物，形态大小各异。
油：黄藻、金藻、硅藻的主要贮藏物，甲藻、隐藻中也有。
注：白糖素、副淀粉、油遇碘液不变色。
液泡和鞭毛
液泡：在细胞壁与细胞质间的空腔，空腔充满液体称为液腔，在调节滲透压，吸收水分等方面有重要作用。
鞭毛：除隐藻和红藻外，其他藻类几乎都有具鞭毛的种类。鞭毛的数量有一根、两根及多根，有两根以上鞭毛时，有的等长、有的不相等。鞭毛着生、有顶生、有侧生。
定性样品
用25#浮游生物网在表层至0.5m深处以20～30cm/s的速度作∞形循回拖动约1～3min
样品固定
定量样品
测定藻类用的水样采样后应立即加以固定以免时间延长样品变质。固定剂用鲁哥氏液，一般用量为1L水样中加15ml鲁哥氏液，使水样摇匀即可（加鲁哥氏液的作用）
Lugols鲁哥氏液固定液：称取40g碘及60g碘化钾（分析纯），溶于1000ml纯水中
用作测量和计数的其他镜头的每一种搭配，也都应作同样的校准和记录
计数框及其使用
一般用容量0.1ml的计数框，计数框的实际长宽度和每两相邻刻度之间的实际距离，应事先用测微尺准确测量并记录。注液前，将盖玻片斜盖在计数框上，将样品按左右平移的方式充分摇匀，迅速吸取0.1ml样品到计数框中，将盖玻片平旋正位。计数框内应无气泡，也不应有样品溢出
色球藻属Chroococcus
植物体少数为单细胞，多数为2～6个以至更多细胞组成的群体；群体胶被较厚，均匀或分层，透明或黄褐色、红色、紫蓝色；细胞球形或半球形，个体细胞胶被均匀或分层；原生质体均匀或具有颗粒，灰色、淡蓝绿色、蓝绿色、橄榄绿色、黄色或褐色，气囊有或无；细胞有3个分裂面
例：微小色球藻Chroococcus minutus、束缚色球藻Chroococcus tenax
计数方法
1、计数单位：一个单细胞生物，一个自然群体，都看作一个单位。藻类个体数亦有以细胞数计
2、视野计数法：在显微镜（400～600倍）下观察100个或200个视野，一般计数两片
3、长条计数法：选取两相邻刻度从计数框的左边一直计数到计数框的右边成为一个长条。一般计数三条，即第2、5、8条
分类计数必须在200个藻体以上，否则需全片或浓缩计数。
多污带
α－中污带
β－中污带
寡污带
植物
无硅藻、绿藻、结合藻以及高等植物
藻类大量出现，有蓝藻、绿藻、结合藻和硅藻
硅藻、绿藻、结合藻的许多种类出现；此带为鼓藻类主要分布区
水中藻类少，着生藻类多
指示种：狭义的“指示生物”即以某些种类的存在或消失作为监测指标。公认的“指示种类”应用的鼻祖是Kolkwitz和Marrson，他们不仅提出河流有机污染的污水生物系统，还为各个不同污染带举出了不同的指示生物，而后被许多研究者（Patrick 1949; Liebmann 1995; Fjerdingstad 1964; Sladecek 1973）不断的修改和补充提出各种污染带中更为详细的指示生物名录。1969年Palmer对许多忍受有机污染的藻类作了综合分析，并对这些藻类的指示作用作了评分。
平裂藻属Merismopedia
植物体小型、浮游，为一层细胞厚的平板状群体，群体方形或长方形。细胞球形或椭圆形，内含物均匀，少数具伪空泡或微小颗粒。细胞排列规则，两个一对，两对一组，四组成小群小群集合成平板状植物体
例：优美平裂藻Merismopedia elegans、银灰平裂藻Merismopediaglauca
例：铜绿微囊藻Microcystisaeruginosa、水华微囊藻Microcystis flos-aquae、具缘微囊藻Microcystismarginata、惠氏微囊藻Microcystiswesenbergii
蓝藻门
隐球藻属（Aphanocapsa）
植物体由2个至多数细胞组成的群体，群体呈球形、卵形、椭圆形或不规则形；群体胶被厚而柔软，无色，黄色，棕色或蓝绿色；细胞球形，常常两个或四个细胞一组分布于群体中；个体胶被不明显，或仅有痕迹；原生质体均匀，无假空胞，浅蓝色、亮蓝色或灰蓝色。
例：细小隐球藻Aphanocapsa elachista
硅藻破壳不计数，藻类计数用画“正”的方式进行。
两片的数值与其平均值之差大于±15%，需进行第三片计数
结果换算
计算公式：N=[(A/Ac)×(Vw/V)]n
式中：
N—每升原水样中浮游植物的数量（个/L）；
A—计数框面积（mm2）；
Ac—计数面积（mm2）；
Vw—原样定容的体积（ml）；
V—计数框体积（ml）；
以太湖群落演替为例：
浮游藻类：近50年来，浮游藻类种类减少，生物量上升。50-60年代优势种群以硅藻为主，80年代绿藻、硅藻和蓝藻为优势种群，90年代优势种群以蓝藻为主。
有研究表明水草对藻类有明显的抑制作用，然而，由于大量滤食性鱼类的放养，增加了对大型藻类的摄食压力，使得小型藻类大量繁殖，呈现藻类小型化（陈立侨等，2003）
样品计数
显微镜的校准（需要好好学习）
将目（测微）尺放入10倍目镜内，应使用刻度清晰成像（一般刻度面应朝下），将台（测微）尺当作显微玻片标本，用20倍物镜进行观察，使台尺刻度清晰成像。台尺的刻度代表标尺上的实际长度，一般每小格0.01mm。转动目镜并移动载物台，使目尺与台尺平行，并且目尺的边沿刻度与台尺的0点刻度重合，然后数出目尺10格相当于台尺多少格，用这个格数去乘0.01mm，其积表示目尺10格代表标本上的长度多少。用台尺测出视野的直径，按πr2计算视野面积。
寡污带：绿藻群落，优势种为簇生竹枝藻；或环状扇形藻等。
清水带：绿藻群落，优势种为羽状竹枝藻，或蓝藻群落眉藻属。
多样性指数：
Goodnight修订指数（GBI）
ShanBaidu Nhomakorabeaon-wiener多样性指数（H’）
生物学污染指数（BPI）
硅藻指数
Margelef指数
群落结构演替：演替是一个群落为另一个群落所取代的过程，它是群落动态的一个最重要的特征。主要是由于藻类之间和藻类与环境之间的相互作用，以及这种相互作用的不断变化而引起的自然演替过程。主要包括季节动态和年变化。