淡水藻類對磷、鐵的協(xié)同吸收及增殖過程研究.pdf

1、近年來，藻華事件越來越頻繁的發(fā)生，發(fā)生在海洋的赤潮及發(fā)生在淡水湖泊的水華，其中南黃海海域滸苔綠潮赤潮及武漢東湖水域藍藻水華影響嚴重。藻華是由于水環(huán)境改變引起的浮游藻類暴發(fā)性增殖的異常生態(tài)現(xiàn)象，是水體富營養(yǎng)化最直接的結果。藻華不單單破壞水體生態(tài)平衡，同時影響水產養(yǎng)殖業(yè)，造成嚴重的經濟損失，而且嚴重影響飲用水原水水質，使得產水成本增大、出廠水水質降低、正常生產生活用水得不到保障、人類健康受到威脅。因此研究藻華這一課題具有現(xiàn)實意義。
　

2、　現(xiàn)有的研究表明促使藻華爆發(fā)的營養(yǎng)元素分為常量元素和微量元素兩大類。常量元素磷是海洋、湖泊等水生生態(tài)系統(tǒng)初級生產力水平的關鍵限制因素，磷是藻細胞核酸與膜的主要成分，也是三磷酸腺苷(ATP)的基本元素，對藻類的生長起著至關重要的作用。微量元素鐵在浮游植物光合作用、營養(yǎng)鹽吸收利用中起著重要作用，是浮游植物生長過程中電子傳遞、氮的吸收利用、氧的新陳代謝、呼吸作用、光合作用的必要元素，藻類葉綠素的生物合成、對碳和氮的轉移與同化作用以及藻細胞內生

3、化組成比率的變化都受鐵的影響。
　　本研究重點研究三種常見淡水藻體生對磷、鐵的協(xié)同吸收及生態(tài)響應過程。三種淡水藻種是水華魚腥藻、小球藻、直鏈藻，分別屬于藍藻、綠藻、硅藻。
　　為了排除藻種之間相互作用的影響，先進行純藻種實驗，研究三種淡水藻種獨自對磷、鐵的生態(tài)響應過程。通過三種淡水藻種的純藻種實驗可以對比不同屬種的藻種對磷、鐵的響應的異同。
　　在進行純藻種實驗的基礎上，考慮藻種之間的相互作用，為研究自然水體優(yōu)勢藻種形

4、成，進一步展開混合藻種實驗，重點研究在優(yōu)勢藻種形成過程中藻類對磷、鐵的生態(tài)響應過程。實驗結果表明藻類對鐵的吸收利用的吸附作用明顯，在三種藻種的生長過程中均有體現(xiàn)。在鐵濃度范圍0.14～0.56mg/L內，初始鐵濃度的升高不利于水華魚腥藻吸收磷。磷的平均吸收百分比從Fe=0.14mg/L的91.3％一直下降至Fe=0.56mg/L的84.0％。初始磷介于0.46mg/L～0.62mg/L時，水華魚腥藻對磷的吸收利用最充分。環(huán)境中的鐵元素的

5、提高有利于小球藻對磷吸收量的提高，同時增加環(huán)境中磷濃度本身也會促使小球藻對磷元素的吸收，但作用效果小于鐵濃度提高的效果。當初始鐵大于0.42mg/L時，F(xiàn)e/P為0.9更有利于小球藻吸收磷元素。初始環(huán)境為高磷低鐵條件，更有利于直鏈藻20d藻生物量達到大值。但初始環(huán)境為低磷高鐵時，卻更有利于促使直鏈藻具有高的磷吸收率。環(huán)境中的鐵元素的提高有利于直鏈藻對磷吸收量的提高，同時增加環(huán)境中磷濃度本身也會促使直鏈藻對磷元素的吸收，作用效果與鐵濃度提

6、高的效果相當。初始鐵磷比對藻吸收磷有著重要的影響，鐵磷比對水華魚腥藻利用磷的影響呈現(xiàn)先正相關后負相關的趨勢，但具體極大值所在的Fe/P受初始鐵濃度的制約，低鐵(0.14-0.28mg/L)濃度范圍下Fe/P為0.51，高鐵(0.42-0.56mg/L)濃度范圍下Fe/P為1.1;鐵磷比對小球藻和直鏈藻利用磷的影響呈現(xiàn)正相關的趨勢，隨著初始Fe/P的增大，藻對磷的吸收率提高，對環(huán)境中磷的吸收消耗更加完全。混合培養(yǎng)條件下，水華魚腥藻比小球藻

7、和直鏈藻具有更高的平均生長率，易成為優(yōu)勢藻種。相較小球藻和直鏈藻，水華魚腥藻出現(xiàn)增值速率加速的時間節(jié)點早，并且具有較高的總平均生長率。20d內磷的消耗量按大到小的排序是水華魚腥藻＞小球藻＞直鏈藻，吸附吸收鐵的快慢排序為直鏈藻＞水華魚腥藻＞小球藻。
　　鐵磷比是一個綜合評價鐵的促進、毒害作用和磷的限制作用的指示指標，可以為藻華預警技術提供支持。在本實驗條件下，F(xiàn)e/P為0.3時水華魚腥藻處于高的平均生長率，F(xiàn)e/P為0.70時小球藻