最全浮游藻类的分类
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样品计数(显微镜)
显微镜的校准
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。
多样性指数
Goodnight修订指数(GBI) Shannon-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。
样品计数(显微镜)
计数方法
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。 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。 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。
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
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。
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。 基本特征:具有光合色素,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
植物
多污带
α-中污带
β-中污带
无硅藻、绿藻、 藻类大量出现, 硅藻、绿藻、结
结合藻以及高 有蓝藻、绿藻、 合藻的许多种类
等植物
结合藻和硅藻 出现;此带为鼓
藻类主要分布区
寡污带
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 2019; 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。
黄藻门
硅藻门
隐藻门
金藻门 蓝藻门
甲藻门绿藻门ຫໍສະໝຸດ 裸藻门浮游藻类的分门
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。
目前国内大多学者把常见淡水藻类分成11-13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(现 已归并成绿藻门的一个纲),本课件不展开讨论。
分类计数必须在200个藻体以上,否则需全片或浓缩计数。 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。
样品计数(显微镜)
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); n—计数所得的藻类的个数或细胞数。
采样频次
采样频率一般2~4次/年; 时间以夏秋两季为宜; 有些湖泊可按丰枯水期采样; 根据排污或藻类爆发(如蓝藻爆发状况,水交换频繁 的湖泊,可随时增加采样次数。)
采样层次
≤2m
0.5m左右深处采集亚表层水样 若透明度很小,下层加取,制成混合样
≤5m 水表面以下0.5、1、2、3和4m等五个水层采样,取定量水样,制混合样
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。 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。
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。
定性样品 定性样品一般采样量为20ml(指管容积),加福尔马林
细胞壁
大多数藻类细胞都有细胞壁(除裸藻、部分甲藻、金藻及生 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。 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,r,ε)、藻胆素(藻蓝素、别藻蓝 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。 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。
浮游藻类监测与分类
翁建中
提纲
一 浮游藻类监测 二 浮游藻类分类
一、浮游藻类的监测
浮游藻类 监测
监测 方法
评价 方法
断面布设原则
断面布设的代表性
污染源附近;排污口下游;敏感区域(水源地等)
与水化学监测断面布设的一致性
同步采样;数据对比;全面评价
断面布设要考虑水体环境的整体性
对照断面;污染断面;观察断面
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。
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
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。
断面布设的经济性
优化验证;样品及时运输
断面布设的连续性
长期、连续、可比性数据
断面布设方法
河流
平原水网地区一般不布设浮游藻类断面,建议采集着生藻类。
湖泊水库
入湖(库)口区 湖(库)中心区 湖(库)出口区 湖(库)特殊水区 沿湖(库)边排污口区 湖(库)相对清洁区
若水体是圆形或接近圆形,两岸设置两个相互垂直的采样;狭长 的水域则设置三个相互平行,间隔均匀的断面。
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,2019)。
>5m
深水水体可按3~6m间距设置采样层次,变温层以下的水层可适当少采样; 对透明度较大的深水水体,可按表层、透明度0.5倍处、1倍处、1.5倍处、 2.5倍处、3倍处取样,制混合样
水华期间 表层0.2m、亚表层层0.5m和底层各采一定量水样,制混合样
备注 若需了解浮游植物垂直分布状况,可分层次分别采样,不需混合
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
二、浮游藻类的分类
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。
样品计数(显微镜)
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。
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。
仪器和器具
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。
定性样品
实验室要求
前处理室和镜检室两分开。 每间实验室面积不低于15平方米。 显微镜室需要防潮(湿度不超过85%,否则需要除 湿),防震(工作台振幅不大于2µm,最好加橡胶垫),防 酸雾;镜头需要单独避光、防潮、防尘、防震保存(棕色干 燥器);需要醒目标志,加窗帘;需要通风设备。 实验室内需要配置相应的基础设施,购买相应的仪器 和器具。
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。
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。
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。
样品沉淀和浓缩
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。 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。 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。