太湖浮游植物生物量的周期性变化

中国环境科学 2004,24(2)：151~154 China Environmental Science 太湖浮游植物生物量的周期性变化

吴生才1,2,3,陈伟民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,江苏南京210008；2.中国科学院研究生院,北京100039；3.盐城师范学院,江苏盐城224002)

摘要：于2002年定点观测了太湖梅梁湾水体5个层位上的悬浮质和叶绿素含量,同时比较了太湖近6年的叶绿素和悬浮质检测结果.将叶绿素及其与悬浮质的比值的平均数作为对生物量的衡量指标.结果表明,浮游植物生物量呈现相同的多峰型变化,2个峰之间平均间隔约为50d.在太湖水华优势种微囊藻(Microcystis spp.)室内分解试验的基础上,检测到的生物量波动周期与微囊藻细胞分解和生长过程所需的时间之和(43~50d)是一致的.讨论了生物量波动周期与多种环境因子的相关性.

关键词：太湖；浮游植物；生物量；周期性

中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1000－6923(2004)02－0151－04

The periodic change of phytoplankton biomass in Taihu Lake. WU Sheng-cai1,2,3, CHEN Wei-min1 (1.Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China；2.Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China；3.Yancheng Normal College, Yancheng 224002, China). China Environmental Science, 2004,24(2)：151~154

Abstract：At year 2002, the contents of suspended substance (SS) and chlorophyl in 5 layers of waters in Meiliang Bay, Taihu Lake were observed at fixed point; meanwhile the detected results of SS and chlorophyl of late 6 years were compared. The averages of chlorophyl and its ratio with SS were used as the measure indices of biomass. The biomass of phytoplankton presented same variation in a pattern of multiple peaks; and the average time span between two peaks was about 50d. Based on the in-door decomposition experiment of the predominant species Microcystis spp., the fluctuation period of biomass detected was coincident with the sum of the time required for the decomposition and the growth process of Microcystis spp. cell (43~50d). The relationship between the fluctuation period of biomass and the various environmental factors was discussed.

Key words：Taihu Lake；phytoplankton；biomass；periodicity

自20世纪80年代以来,太湖水体富营养化进程加快,特别是水华爆发已成为其基本特征之一,从而引起了广泛关注[1－4].要研究太湖水华爆发的机制,除了研究物理、化学、气象、地质和社会等因子外,生物因子应是研究的重点.在湖泊生态系统中,浮游生物具有重要的指示作用,尤其是浮游植物历来都是研究的重点.浮游植物的变化不仅受外界因子的影响,而且受自身生理机制的制约,因此应从这两方面对太湖浮游植物生物量变化的周期性及其机理进行研究.国外在湖泊生态的年度或更长期的变化规律方面,已有相当多的报道[5－9].

在前人研究的基础上,本实验定点观测了太湖水体垂直剖面上的物理、化学和生物指标的周年变化,结合以往的研究资料,在微囊藻室内降解试验的基础上,试图进一步探讨太湖浮游生物的变化规律,特别是生物量的峰值及其周期性.

1 实验方法　

1.1取样地点和时间

取样点(T)位于太湖梅梁湾口东岸(图1),太湖生态系统研究站的试验区外侧,距离湖岸100m,年平均水深2m.从2002年3月26日~2003年1 月5 日进行了23次取样,在气温较高的夏季和水华严重的时候加大取样频率,在气候稳定、

收稿日期：2003－07－09

基金项目：中国科学院知识创新工程项目(KZCX1-SW-12)

* 责任作者, 研究员, chenwm@

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水体状况变化不大时取样频率适当降低.注意避开大的风浪过程,尽量减少底泥和湖流的影响.

1.2 取样方法

以真空泵为动力,分5层取样:第1层为沉积物表层上10cm;第2层为沉积物表层上50cm;第3层为当时水深的1/2处;第4层为水面下50cm;第5层为水面下10cm.由于太湖属于大型浅水型湖泊,分层现象不如深水湖泊明显或几乎没有,因此,5层样品足以反映出水体剖面上的变化. 1.3 水样处理与分析方法

1.3.1 叶绿素样品的处理与分析 取水样250mL 过0.45ìm 混合纤维滤膜,将滤膜及其膜上物质一同放入5mL 离心管中,加5mL 90%酒精,加盖后在无光条件下浸泡萃取,取离心后的上清液进行叶绿素分析,具体方法和计算公式见文献[10].2002年度的叶绿素资料与1997~2002年的太湖常规监测数据*结合起来进行分析. 1.3.2 悬浮质样品的处理和分析 取250mL 水样过GF/C 玻璃纤维微孔滤膜,将膜在80℃烘干6h 后称重,计算悬浮质的净干重.

每层水样用同样的方法进行处理和分析. 1.4 微囊藻降解试验

在太湖水华爆发期间采集微囊藻(细胞纯度98%以上),用搅拌器中速搅动,直到群体变成单

细胞(便于计数),过GF/C 微孔滤膜,用50mL 蒸馏 水清洗,重复3次.将膜上的细胞清洗到装有

250mL 蒸馏水的三角瓶中,使其浓度为106cell/L.

同时,将未过滤的藻液用过滤湖水稀释到同样的细胞浓度,取250mL 置于三角瓶中,加盖双层纱布.将以上2种藻液制成同样2份,1份置于常温(15~30℃)暗环境中,另一份置于室内常温(15~30℃)有光(0~3000lx,自然光周期,无太阳光直射)环境中.定期用血球计数器检查微囊藻细胞数,重复计数2次,误差不超过10%,否则取第3次,直到符合误差要求. 2 结果与讨论

2.1 叶绿素a(Chl-a)和脱镁叶绿素(Pa)含量及其

与悬浮质(SS)比值的变化

叶绿素是通用的衡量浮游植物生物量的指标,将其作为藻类生物量的主要指标,垂直剖面上的Chl-a 检测结果如图2.从图2可见,Chl-a 在垂直剖面上不同层位的变化趋势非常相近(Pa 的变化与Chl-a 相似,故未列出),说明水体上下交流作用强烈.两个峰之间的平均距离约为50d.为了简化数据,并突出两者的年度变化趋势,将同一次取得的5层样品的数据按1~5层分别占15%, 22.5%,25%,22.5%,15%计算加权平均数.

为了消除衰亡的藻类细胞和外源性植物残体细胞对浮游植物生物量估计的影响,以Chl-a/SS

估计水体中浮游植物的现存量可能更具有代表

＊　中国科学院南京地理与湖泊研究所太湖生态系统研究站年报，　１９９７￣２００２年．

梅梁湾

图1 采样点位置示意 Fig.1 The sampling points