大型海藻對高度富營養(yǎng)化水體赤潮發(fā)生抑制作用的營養(yǎng)鹽競爭機制研究.pdf

1、隨著國民經濟和城市化進程的高速發(fā)展，我國的水域富營養(yǎng)化與赤潮問題不斷加劇。目前，利用大型海藻清除水中營養(yǎng)鹽防治赤潮的技術已得到普遍重視和研究，但這方面的研究多數開展于富營養(yǎng)化程度相對較低(Ⅳ類海水水質以下)的海灣和淺海區(qū)域，而對于高度富營養(yǎng)化(Ⅳ類海水水質以上)的城市水體(如廈門市筼筜湖)的研究還比較少。由于大型海藻在高度富營養(yǎng)化的水域環(huán)境中不一定具備良好的生長和環(huán)境修復能力，所以有必要研究大型海藻在相應的高濃度營養(yǎng)鹽狀態(tài)下的生長和對營

2、養(yǎng)鹽的吸收利用特征。本課題研究了龍須菜(Gracilariopsislemaneifprmis)、細基江蘺繁枝變種(Gracilariatenuistipitatavar．liui)和石莼(Ulvaluctuca)等大型海藻在不同溫度以及高濃度營養(yǎng)鹽下的生長情況、營養(yǎng)鹽吸收特征和對牟氏角毛藻(Chaetocerosmuellerf)的生長抑制作用，并從營養(yǎng)鹽競爭的角度探討了大型海藻對赤潮發(fā)生的抑制作用機理。主要研究結果如下： 在

3、15℃、20℃和25℃下，使用筼筜湖中營養(yǎng)鹽污染最嚴重的3＃站點的過濾海水來培養(yǎng)三種大型海藻，測定其生長速率及Chlα含量變化情況。結果顯示，三種大型海藻在20℃和25℃生長較快；海藻的Chlα含量與生長沒有明顯關系。結合其他研究者的研究結果，細基江蘺繁枝變種的適溫范圍為20℃～30℃，龍須菜和石莼的適溫范圍為15℃～25℃。另，同樣的培養(yǎng)條件下，兩種紅藻的生長都沒有受到影響，而石莼在3個溫度下從第5天開始都出現漂白現象?？梢?，高濃度營

4、養(yǎng)鹽并沒有改變這三種大型海藻的適溫范圍，但是石莼不能在NH4+濃度極高的筼筜湖3＃站點生長，而龍須菜和細基江蘺繁枝變種則可以。 N：P為30：1的條件下，三種大型海藻在2μmol/L～500μmol/L的NH4+濃度中培養(yǎng)12天，測定其生長速率、干重百分含量、C、N、P含量及培養(yǎng)始末對營養(yǎng)鹽移除效率的變化。結果顯示，龍須菜雖然是生長最慢的，但生長速率隨著NH4+濃度的升高而升高；細基江蘺繁枝變種在超過50μM的NH4+濃度后生長

5、速率就隨著濃度的升高而減慢，干重百分含量相反；石莼在2μmol/L～100μmol/L中的生長速率是三種大型海藻中最快的，但在500μmol/L的NH4+濃度下出現了漂白現象。三種大型海藻的C、N、P含量基本都隨著NH4+濃度的增加而增加，其中，龍須菜最高，石莼最低；NH4+濃度為100μmol/L時，三種大型海藻在第1天和第12天，營養(yǎng)鹽移除效率都能達到100％，而在其他NH4+濃度時，龍須菜和細基江蘺繁枝變種在第12天對營養(yǎng)鹽的移除

6、效率比第1天稍有降低，石莼的移除效率則大幅降低。 龍須菜和細基江蘺繁枝變種不經饑餓處理，只在實驗前適應一天，即進行營養(yǎng)鹽吸收速率的測定(該吸收速率反應了這兩種大型海藻在原高NO3-、PO43-和缺NH4+的富營養(yǎng)水體中的吸收情況)，結果顯示，龍須菜和細基江蘺繁枝變種分別在5min和25min內完成快速吸收，她們在3個時間段里的吸收都符合米氏方程；對NO3-和PO43-的吸收容易達到飽和，吸收速率較低。兩種紅藻的α值(=Vmax/

7、Ks)都較低，說明對低濃度營養(yǎng)鹽耐受性較差；龍須菜對NH4+的Vmax比細基江蘺繁枝變種要大，說明龍須菜在高濃度狀態(tài)中有競爭優(yōu)勢。 把細基江蘺繁枝變種和石莼分別與牟氏角毛藻混合培養(yǎng)，結果顯示，在DIN初始濃度為69μmol/L，赤潮爆發(fā)前添加細基江蘺繁枝變種，細基江蘺繁枝變種即使沒有分泌克生物質，只需要通過競爭營養(yǎng)鹽就足以抑制赤潮爆發(fā)，而赤潮爆發(fā)后再添加細基江蘺繁枝變種，只通過競爭營養(yǎng)鹽則無法完全抑制赤潮發(fā)展的勢頭，此時抑制赤潮

8、可能主要是通過分泌克生物質；DIN初始濃度為140μmol/L，在赤潮爆發(fā)前添加石莼，微藻生長受抑制程度與石莼的密度成正相關，可能與水體剩余營養(yǎng)鹽濃度或者分泌克生物質的含量有關；DIN初始濃度為500μmol/L，在赤潮爆發(fā)前添加細基江蘺繁枝變種，細基江蘺繁枝變種抑制赤潮主要是通過克生作用，但在赤潮爆發(fā)后添加細基江蘺繁枝變種，如果分泌克生物質的量不足以抑制微藻生長，微藻還是會被營養(yǎng)鹽刺激繼續(xù)生長。所以，分泌克生物質跟競爭營養(yǎng)鹽是防治赤潮