巢湖藻类生物量季节性变化特征
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悬浮 作 用 影 响， 捕 集 器 用 浮 漂 -重 锤 系 统 固 定， 能够 保证捕集器始终处 于 垂 直 状 态， 本实验将捕集器设 置在距沉积物表层以上 60 cm 处 . 1. 3 样品采集及处理 “藻类上浮 -下沉捕集器 ” 采样从 5 月初开始， 到 10 月结束， 每月月初采样， 在水华暴发强度较大的 7 ～ 9 月期间， 每 2 周采样 1 次；水样采集（ 表层 50 cm 和底层 50 cm 混合） 每月月初采样采集 1 次；柱状沉 12 号 外， 每 月 采 集 1 次， 按 0 ～2 积物采 集 除 1 号 、 cm 、2 ～ 7 cm 、7 ～ 12 cm 间隔分 3 层， 每个采样点采 4℃ 保存 . 取 2 mL 鲁戈试 集 8 个平行样并现场混匀， 留 待 分 析； 另 取 200 mL 水 剂注入 195 mL 水 样 中， 样， 用孔径为 1. 2 μ m GF / C （ Whatman = 55 cm ） 玻 璃 纤 维 膜 抽 滤， 留 待 分 析. 现 场 测 定 上 覆 水 温 度 （ T） 、 透明度 、 溶 解 氧 （ DO ） 和 pH ， 水 样 采 集 后 24 h 内测定总氮（ TN ） 和总磷 （ TP ） . 采 集 后 的 沉 积 物， 取 100 g 立即进行冷冻干燥；另称取 100 g ， 用 100 目筛 初滤后， 再用 25 号 浮 游 藻 类 网 过 滤， 收集浮游藻类 网中的残留物， 用蒸馏水洗涤， 离心， 去上清液， 重复 该操作 3 ～ 4 次， 加入鲁戈试剂固定， 留待定性分析 . 1. 4 样品分析 固定后 水 和 沉 积 物 中 的 藻 类 样 品， 用显微镜 （ Nikon E1000 ， Japan ） 观 察 藻 类 的 组 成 和 数 量； 取 0. 5 g 经 冷 冻 干 燥 后 的 沉 积 物 样 品， 加 入 90% 的 丙
9期
姜霞等：巢湖藻类生物量季节性变化特征
2057
究结合自制可独立且同时捕集湖水中上浮藻类和下 “藻类上浮 -下沉捕集器 ” （ 专利公开号： CN 沉藻类的 101441206 ） ， 定量研究了水 -沉积物界面水华藻类 上 浮和下沉 的 动 态 变 化 及 沉 积 物 中 藻 类 的 季 节 性 变 化， 探讨了环境因子 对 沉 积 物 和 上 覆 水 体 中 藻 类 生 以期进一步揭示蓝藻水华的暴发 物量的影响作用， 机制 . 1 1. 1 材料与方法 采样点选择 巢湖位于 安 徽 省 中 部， 江 淮 分 水 岭 南 侧， 东经 116°24′30″ ～ 118°00′00″， 北纬 30°58′40″ ～ 32°06′00″ 之间， 湖面面积为 760 km ， 正常水文年平均水深 3 m 左右， 最大水深约 7 m ， 东湖水深 3 ～ 4 m ， 西湖水 主 要 环 湖 河 流 有 9 条， 分别为南淝河 深 2 m 左 右， （ 店埠河） 、 十 五 里 河、 派 河、 柘 皋 河、 双 桥 河、 兆 河、 白石山河 、 裕溪河 、 杭埠河 . 共设置 12 个采 样 点，9 条河流入湖区各布设 1 个， 东、 西半湖湖心各布设 1 点各， 东、 西半湖分界线（ 忠庙） 布设 1 个， 见图 1.
［ 7 ～ 9］
人类活动极大地改变了地球上碳 、 氮、 磷的生物 化学循环， 尤其是 湖 泊 中 氮 、 磷 等 营 养 负 荷 的 增 加， 导致浮游藻类大 量 生 长， 水华大规模暴发
［ 1， 2］
覆水体的能力， 到夏季而大量暴发 影响显著Байду номын сангаас
［ 10 ］
. 有研究显示
冬季上覆水和沉积物中藻类对夏季水华暴发强度的 ， 若 冬 季 上 覆 水 中 没 有 藻 类， 夏季水华 若冬季沉积物中没有藻 藻类生物 量 将 降 低 64% ， 类， 夏 季 水 华 藻 类 生 物 量 将 降 低 50% . 用“N ” 示踪 法发现， 在沉积物中 过 冬 的 藻 类 是 夏 季 水 华 的 暴 发 藻类之一
100012 ； 2. 合肥工业大学资源与环境学院， 合肥
230009 ）
摘要：在 2008 年对巢湖浮游藻类的生态分布进行了为期 1 a 的 调 查 研 究， 并 采 用 自 制“藻 类 上 浮 / 下 沉 捕 集 器 ” 定量研究了水 蓝藻为巢湖主要的水 华 优 势 群 落， 但各个季节优势水华种群有所差别， 春 柱中藻类上浮和下沉速率的季节性变化 . 结果表明， 微囊藻次之；夏 、 秋两季微囊藻占绝对优势 . 5 月开始， 水 柱 中 藻 类 生 物 量 明 显 增 加 ；8 月 份 达 到 最 大 值， 叶绿 季鱼腥藻占优势，
.
［ 12 ～ 15 ］
， 之所以 在 较 短 时 间 内 形 成“水
目前国内针对浅水湖泊藻类动态变化的研究主 要集中在复苏和生长特性方面 ， 对水华藻类在 水 -沉积物界面上浮下沉过程的研究较为少见 . 本研
1113 ；修订日期 ：2010 0329 收稿日期 ：2009基金项目 ： 国家自然科学基金项目（ 200507017 ） 作者简介 ： 姜霞（ 1974 ～ ） ， 女， 研究 员， 主要研究方向为湖泊水 环 境， E-mail ： jiangxia@ craes. org. cn
中图分类号： X524 文献标识码： A 3301 （ 2010 ） 09205607 文章编号：02502 －1 －1
；下沉速率则呈现先缓慢上升后急剧下降的趋势， 最大值 出 现 在
. 多 元 逐 步 回 归 统 计 表 明， 温 度 是 巢 湖 藻 类 生 物 量 变 化 最 为 显 著 的 影 响 因 子， 其次为总氮
－3 ·kg － 1 之间， 素含量全湖平均为 146. 37 mg · m . 表层沉积物中藻类生物量在 9. 75 ～ 16. 24 mg 最小值出现在夏季， 然后逐渐升
高， 最大值出现在冬季的 11 月 . 研究期间（ 5 ～ 10 月） ， 水柱中浮游藻类一直存在上浮和下沉现象， 上浮速率在总体 上 呈 先 上 升 ·（ m 2·d ） 最大值出现在 8 月初， 为 0. 036 8 mg 后下降的趋势， 9 月初， ·（ m ·d ） 为 0. 032 1 mg （ TN ） 和总磷（ TP ） . 关键词：蓝藻；藻类生物量；沉积物；藻类捕集器；巢湖
第 31 卷第 9 期 2010 年 9 月
环 境 科 学 ENVIRONMENTAL SCIENCE
Vol. 31 ， No. 9 2010 Sep. ，
巢湖藻类生物量季节性变化特征
1 1 1 1 2 姜霞 ， 王书航 ， 钟立香 ， 金相灿 ， 孙世群
（ 1. 中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地， 北京
［ 11 ］
. 淡水
［ 3］
湖泊常常发生以铜绿微囊藻 （ Microcystis aeruginosa ） 为优势种 群 的 水 华， 并且有明显的季节性特点 . 铜绿微囊藻是一种具有气囊 、 能够释放藻毒素 、 可以 分泌他感物质并且较其它浮游藻类具有较低生长率 的淡水浮游藻类 子之一
［ 6］ ［ 4， 5］
， 沉积物 中 的 水 华 蓝 藻 复 苏 及 其 上 升 是 关 键 因 华” . 研 究 表 明， 浮游藻类在秋季生长环境不 利时， 下沉到沉积物表面， 并且在沉积物中保持相当 长时间的活性；春季， 除少部分会因为腐烂和分解损 失外， 大部分表层沉 积 物 中 的 藻 类 都 有 重 新 进 入 上
Seasonal Variation Characteristics of Algae Biomass in Chaohu Lake
JIANG Xia 1 ，WANG Shu-hang 1 ， ZHONG Li-xiang 1 ，JIN Xiang-can 1 ， SUN Shi-qun 2
（ 1. Research Center for Lake Eco-Environment ， Chinese Research Academy of Environment Sciences ， Beijing 100012 ， China ； 2. School of Resource and Environment ， Hefei University of Technology ， Hefei 230009 ， China ） Abstract ： The biomass and distribution of algae community in Chaohu Lake were investigated in 2008. At the same time ，the seasonal variations of algae translocation between the sediment and overlying water were also quantitative studied by self-made “algae up / down . Chaohu lake was dominated by Cyanobacteria all the year ，and dominant Cyanobacteria species changed in different seasons. In trap ” spring ，Anabaena was the dominant species ，and Microcystis was the subdominant species ； In the whole summer and autumn ，the dominant species is Microcystis . Algae biomass increased significantly from May and the maximum appeared in August ，was 146. 37 mg · m － 3 with Chl-a. The value of algae biomass were 9. 7516. 24 mg ·kg － 1 in the surface sediments ，and the minimum appeared in Summer ，then the algae biomass increased gradually with the maximum value in winter. Translocation process between the sediment and the overlying water occurred throughout the study period. The recruitment rates increased at first with the maximum rates in early August ，was 0. 036 8 mg ·（ m 2·d ） － 1 ，and then had a downward tendency. However the sedimentation rates increased slowly firstly with the maximum rate in early September ，then it decreased sharply ，was 0. 032 1 mg ·（ m 2·d ） － 1 . Multiple stepwise regression showed that temperature was the most significant factor for the algae biomass in Chaohu Lake ，Total nitrogen （ TN ） and Total phosphorus （ TP ） are sub-important factors. Key words ： Cyanobacteria ； algae biomass ； sediment ； algae-trapper ； Chaohu Lake
悬浮 作 用 影 响， 捕 集 器 用 浮 漂 -重 锤 系 统 固 定， 能够 保证捕集器始终处 于 垂 直 状 态， 本实验将捕集器设 置在距沉积物表层以上 60 cm 处 . 1. 3 样品采集及处理 “藻类上浮 -下沉捕集器 ” 采样从 5 月初开始， 到 10 月结束， 每月月初采样， 在水华暴发强度较大的 7 ～ 9 月期间， 每 2 周采样 1 次；水样采集（ 表层 50 cm 和底层 50 cm 混合） 每月月初采样采集 1 次；柱状沉 12 号 外， 每 月 采 集 1 次， 按 0 ～2 积物采 集 除 1 号 、 cm 、2 ～ 7 cm 、7 ～ 12 cm 间隔分 3 层， 每个采样点采 4℃ 保存 . 取 2 mL 鲁戈试 集 8 个平行样并现场混匀， 留 待 分 析； 另 取 200 mL 水 剂注入 195 mL 水 样 中， 样， 用孔径为 1. 2 μ m GF / C （ Whatman = 55 cm ） 玻 璃 纤 维 膜 抽 滤， 留 待 分 析. 现 场 测 定 上 覆 水 温 度 （ T） 、 透明度 、 溶 解 氧 （ DO ） 和 pH ， 水 样 采 集 后 24 h 内测定总氮（ TN ） 和总磷 （ TP ） . 采 集 后 的 沉 积 物， 取 100 g 立即进行冷冻干燥；另称取 100 g ， 用 100 目筛 初滤后， 再用 25 号 浮 游 藻 类 网 过 滤， 收集浮游藻类 网中的残留物， 用蒸馏水洗涤， 离心， 去上清液， 重复 该操作 3 ～ 4 次， 加入鲁戈试剂固定， 留待定性分析 . 1. 4 样品分析 固定后 水 和 沉 积 物 中 的 藻 类 样 品， 用显微镜 （ Nikon E1000 ， Japan ） 观 察 藻 类 的 组 成 和 数 量； 取 0. 5 g 经 冷 冻 干 燥 后 的 沉 积 物 样 品， 加 入 90% 的 丙
9期
姜霞等：巢湖藻类生物量季节性变化特征
2057
究结合自制可独立且同时捕集湖水中上浮藻类和下 “藻类上浮 -下沉捕集器 ” （ 专利公开号： CN 沉藻类的 101441206 ） ， 定量研究了水 -沉积物界面水华藻类 上 浮和下沉 的 动 态 变 化 及 沉 积 物 中 藻 类 的 季 节 性 变 化， 探讨了环境因子 对 沉 积 物 和 上 覆 水 体 中 藻 类 生 以期进一步揭示蓝藻水华的暴发 物量的影响作用， 机制 . 1 1. 1 材料与方法 采样点选择 巢湖位于 安 徽 省 中 部， 江 淮 分 水 岭 南 侧， 东经 116°24′30″ ～ 118°00′00″， 北纬 30°58′40″ ～ 32°06′00″ 之间， 湖面面积为 760 km ， 正常水文年平均水深 3 m 左右， 最大水深约 7 m ， 东湖水深 3 ～ 4 m ， 西湖水 主 要 环 湖 河 流 有 9 条， 分别为南淝河 深 2 m 左 右， （ 店埠河） 、 十 五 里 河、 派 河、 柘 皋 河、 双 桥 河、 兆 河、 白石山河 、 裕溪河 、 杭埠河 . 共设置 12 个采 样 点，9 条河流入湖区各布设 1 个， 东、 西半湖湖心各布设 1 点各， 东、 西半湖分界线（ 忠庙） 布设 1 个， 见图 1.
［ 7 ～ 9］
人类活动极大地改变了地球上碳 、 氮、 磷的生物 化学循环， 尤其是 湖 泊 中 氮 、 磷 等 营 养 负 荷 的 增 加， 导致浮游藻类大 量 生 长， 水华大规模暴发
［ 1， 2］
覆水体的能力， 到夏季而大量暴发 影响显著Байду номын сангаас
［ 10 ］
. 有研究显示
冬季上覆水和沉积物中藻类对夏季水华暴发强度的 ， 若 冬 季 上 覆 水 中 没 有 藻 类， 夏季水华 若冬季沉积物中没有藻 藻类生物 量 将 降 低 64% ， 类， 夏 季 水 华 藻 类 生 物 量 将 降 低 50% . 用“N ” 示踪 法发现， 在沉积物中 过 冬 的 藻 类 是 夏 季 水 华 的 暴 发 藻类之一
100012 ； 2. 合肥工业大学资源与环境学院， 合肥
230009 ）
摘要：在 2008 年对巢湖浮游藻类的生态分布进行了为期 1 a 的 调 查 研 究， 并 采 用 自 制“藻 类 上 浮 / 下 沉 捕 集 器 ” 定量研究了水 蓝藻为巢湖主要的水 华 优 势 群 落， 但各个季节优势水华种群有所差别， 春 柱中藻类上浮和下沉速率的季节性变化 . 结果表明， 微囊藻次之；夏 、 秋两季微囊藻占绝对优势 . 5 月开始， 水 柱 中 藻 类 生 物 量 明 显 增 加 ；8 月 份 达 到 最 大 值， 叶绿 季鱼腥藻占优势，
.
［ 12 ～ 15 ］
， 之所以 在 较 短 时 间 内 形 成“水
目前国内针对浅水湖泊藻类动态变化的研究主 要集中在复苏和生长特性方面 ， 对水华藻类在 水 -沉积物界面上浮下沉过程的研究较为少见 . 本研
1113 ；修订日期 ：2010 0329 收稿日期 ：2009基金项目 ： 国家自然科学基金项目（ 200507017 ） 作者简介 ： 姜霞（ 1974 ～ ） ， 女， 研究 员， 主要研究方向为湖泊水 环 境， E-mail ： jiangxia@ craes. org. cn
中图分类号： X524 文献标识码： A 3301 （ 2010 ） 09205607 文章编号：02502 －1 －1
；下沉速率则呈现先缓慢上升后急剧下降的趋势， 最大值 出 现 在
. 多 元 逐 步 回 归 统 计 表 明， 温 度 是 巢 湖 藻 类 生 物 量 变 化 最 为 显 著 的 影 响 因 子， 其次为总氮
－3 ·kg － 1 之间， 素含量全湖平均为 146. 37 mg · m . 表层沉积物中藻类生物量在 9. 75 ～ 16. 24 mg 最小值出现在夏季， 然后逐渐升
高， 最大值出现在冬季的 11 月 . 研究期间（ 5 ～ 10 月） ， 水柱中浮游藻类一直存在上浮和下沉现象， 上浮速率在总体 上 呈 先 上 升 ·（ m 2·d ） 最大值出现在 8 月初， 为 0. 036 8 mg 后下降的趋势， 9 月初， ·（ m ·d ） 为 0. 032 1 mg （ TN ） 和总磷（ TP ） . 关键词：蓝藻；藻类生物量；沉积物；藻类捕集器；巢湖
第 31 卷第 9 期 2010 年 9 月
环 境 科 学 ENVIRONMENTAL SCIENCE
Vol. 31 ， No. 9 2010 Sep. ，
巢湖藻类生物量季节性变化特征
1 1 1 1 2 姜霞 ， 王书航 ， 钟立香 ， 金相灿 ， 孙世群
（ 1. 中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地， 北京
［ 11 ］
. 淡水
［ 3］
湖泊常常发生以铜绿微囊藻 （ Microcystis aeruginosa ） 为优势种 群 的 水 华， 并且有明显的季节性特点 . 铜绿微囊藻是一种具有气囊 、 能够释放藻毒素 、 可以 分泌他感物质并且较其它浮游藻类具有较低生长率 的淡水浮游藻类 子之一
［ 6］ ［ 4， 5］
， 沉积物 中 的 水 华 蓝 藻 复 苏 及 其 上 升 是 关 键 因 华” . 研 究 表 明， 浮游藻类在秋季生长环境不 利时， 下沉到沉积物表面， 并且在沉积物中保持相当 长时间的活性；春季， 除少部分会因为腐烂和分解损 失外， 大部分表层沉 积 物 中 的 藻 类 都 有 重 新 进 入 上
Seasonal Variation Characteristics of Algae Biomass in Chaohu Lake
JIANG Xia 1 ，WANG Shu-hang 1 ， ZHONG Li-xiang 1 ，JIN Xiang-can 1 ， SUN Shi-qun 2
（ 1. Research Center for Lake Eco-Environment ， Chinese Research Academy of Environment Sciences ， Beijing 100012 ， China ； 2. School of Resource and Environment ， Hefei University of Technology ， Hefei 230009 ， China ） Abstract ： The biomass and distribution of algae community in Chaohu Lake were investigated in 2008. At the same time ，the seasonal variations of algae translocation between the sediment and overlying water were also quantitative studied by self-made “algae up / down . Chaohu lake was dominated by Cyanobacteria all the year ，and dominant Cyanobacteria species changed in different seasons. In trap ” spring ，Anabaena was the dominant species ，and Microcystis was the subdominant species ； In the whole summer and autumn ，the dominant species is Microcystis . Algae biomass increased significantly from May and the maximum appeared in August ，was 146. 37 mg · m － 3 with Chl-a. The value of algae biomass were 9. 7516. 24 mg ·kg － 1 in the surface sediments ，and the minimum appeared in Summer ，then the algae biomass increased gradually with the maximum value in winter. Translocation process between the sediment and the overlying water occurred throughout the study period. The recruitment rates increased at first with the maximum rates in early August ，was 0. 036 8 mg ·（ m 2·d ） － 1 ，and then had a downward tendency. However the sedimentation rates increased slowly firstly with the maximum rate in early September ，then it decreased sharply ，was 0. 032 1 mg ·（ m 2·d ） － 1 . Multiple stepwise regression showed that temperature was the most significant factor for the algae biomass in Chaohu Lake ，Total nitrogen （ TN ） and Total phosphorus （ TP ） are sub-important factors. Key words ： Cyanobacteria ； algae biomass ； sediment ； algae-trapper ； Chaohu Lake