溫度與光照錯(cuò)配對(duì)春季藻類生長(zhǎng)及演替的影響.pdf

1、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華已經(jīng)成為我國(guó)湖泊治理的重要水環(huán)境問(wèn)題。在全球氣候變化的趨勢(shì)下，春季湖泊生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)也越來(lái)越多的受到關(guān)注。春季浮游藻類群落一般隨著溫度的增加形成以硅藻為主的群落，而后轉(zhuǎn)為綠藻，繼而轉(zhuǎn)為以藍(lán)藻為優(yōu)勢(shì)的浮游藻類群落。全球變暖所導(dǎo)致的溫度升高導(dǎo)致特定溫度節(jié)點(diǎn)提前，但太陽(yáng)輻射角度并未達(dá)到歷史相同溫度時(shí)的角度，所以春季地表獲得更高溫度的同時(shí)，也同時(shí)面臨著偏弱的光照強(qiáng)度和偏短的光照時(shí)間，形成了高溫與低光的“錯(cuò)配”現(xiàn)象

2、。而較高的溫度與較弱的光照均有助于藍(lán)藻的優(yōu)勢(shì)確立與水華形成，因此溫度與光照“錯(cuò)配”可能是影響春季藻類生長(zhǎng)及演替的重要因素。
　　本文研究了在氣候變化的背景下富營(yíng)養(yǎng)化水體中升高的溫度和減弱的可利用光這一環(huán)境變化對(duì)春季藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)確立過(guò)程的影響。通過(guò)野外監(jiān)測(cè)、室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和野外原位實(shí)驗(yàn)三種方法，對(duì)春季藍(lán)藻復(fù)蘇過(guò)程對(duì)該環(huán)境變化的響應(yīng)進(jìn)行研究，以期對(duì)解釋氣候變化背景下的春季藍(lán)藻優(yōu)勢(shì)提前的機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。本研究主要結(jié)果如下:
　　(1)

3、野外監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，溫度的升高和光照的減弱這一環(huán)境變化可對(duì)春季巢湖生態(tài)系統(tǒng)浮游藻類生長(zhǎng)及演替產(chǎn)生重要的影響，其會(huì)有助于藍(lán)藻的復(fù)蘇生長(zhǎng)，從而加快其在春季巢湖浮游藻類群落中的優(yōu)勢(shì)確立。在春季巢湖生態(tài)系統(tǒng)中，溫度的升高能加快巢湖水體中藻類的復(fù)蘇，并且更有利于藍(lán)藻的復(fù)蘇生長(zhǎng)，當(dāng)溫度升高到16.9℃以后，藍(lán)藻大量復(fù)蘇生長(zhǎng)，并隨溫度的上升逐漸復(fù)蘇;而在一定的光照范圍內(nèi)，光照的增強(qiáng)會(huì)能促進(jìn)藍(lán)藻的復(fù)蘇生長(zhǎng)，但當(dāng)超過(guò)某一臨界值(15.17 MJ/m2)時(shí)，

4、繼續(xù)增強(qiáng)光強(qiáng)反而會(huì)抑制藍(lán)藻的復(fù)蘇生長(zhǎng)。
　　(2)通過(guò)室內(nèi)藻類培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度升高和光照減弱對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)和光化學(xué)特性的促進(jìn)作用更為明顯，而且隨著溫度的升高，銅綠微囊藻生長(zhǎng)對(duì)低光的偏好更為顯著。另外，在溫度升高的同時(shí)，減弱光強(qiáng)對(duì)銅綠微囊藻的光合活性有一定的增強(qiáng)作用。溫度的升高能夠提高銅綠微囊藻的酯酶活性，而對(duì)小球藻有減弱作用。在低溫狀態(tài)下，光照的減弱能夠提高銅綠微囊藻的酯酶活性，而對(duì)小球藻的酯酶活性影響不顯著。在14℃，16℃

5、和18℃三-個(gè)溫度和100μ molm-2s-1，250μ molm-2s-1和360μmolm-2s-1三個(gè)光強(qiáng)下，當(dāng)溫度為18℃，光強(qiáng)為100μ molm-2s-1時(shí)，銅綠微囊藻生長(zhǎng)速率最大，達(dá)到了0.16，細(xì)胞密度可高達(dá)2.99×106 cells/mL，其光合活性也遠(yuǎn)高于其他實(shí)驗(yàn)組(P＜0.05)，其Fv/Fm值達(dá)到最大值0.39。蛋白核小球藻在溫度為16℃和18℃，其生長(zhǎng)速率差異不大，但明顯高于在溫度為14℃時(shí)的生長(zhǎng)速率(P＜

6、0.05)，其光合活性處于波動(dòng)狀態(tài)。
　　(3)野外模擬實(shí)驗(yàn)表明，光照的減弱會(huì)對(duì)春季藍(lán)藻在浮游藻類群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)確立過(guò)程產(chǎn)生重要影響，其能促進(jìn)藍(lán)藻更早的在浮游藻類中確立優(yōu)勢(shì)，加快了春季湖泊浮游藻類的演替過(guò)程。實(shí)驗(yàn)共設(shè)置減少35％光照、15％光照和未減弱光照三個(gè)光照梯度，實(shí)驗(yàn)開始初期，溫度只有12.3℃，水體中各類藻類開始復(fù)蘇，隨后逐漸升溫，到29 d以后穩(wěn)定在20℃以上，并在第43 d達(dá)到了最高的26℃。未減弱光照的實(shí)驗(yàn)組的浮游藻