不同氮磷营养及光温条件对蓝藻水华生消的影响

【目的】蓝藻水华暴发后消耗大量溶解氧,使水体透明度降低,某些藻类甚至产生有毒有害物质,影响其他水生生物的生长和繁殖,破坏水域生态系统的动态平衡,是水环境恶化的表征之一。探讨氮磷营养、水温和光照等环境条件对蓝藻水华生消的综合影响,可以为河湖蓝藻水华防治提供参考。【方法】构建物理模型,采用L9(34)正交试验,模拟研究氮磷营养、水温和光照等因素复合作用下,单一铜绿微囊藻水华生消的过程。【结果】在正交试验中,当磷营养为0.8 mg/L、氮营养为3.6 mg/L、水温为29~30℃、光照强度为3300~3400 lx时,水华暴发强烈,此时藻类比增长率为1.129;营养盐含量随藻类生长和水华暴发逐渐降低;水体pH值随时间的变化与叶绿素a基本吻合,电导率与试验设置的初始营养盐浓度直接相关;对氮磷营养、水温和光照强度与藻类比增长率之间的关系进行灰色关联分析发现,光照强度与藻类比增长率之间的关联系数最大。【结论】氮磷营养、水温及光照综合作用共同影响着蓝藻的生长和水华的暴发,但以光照对水华生消的影响最大,是蓝藻生长和水华暴发的主导性因子。     

光驱诱技术在鱼类保护中的应用

光照是引起鱼类视觉系统反应的环境因子,不同生态类型的鱼类对光照表现出不同的反应类型。本文阐述了光诱驱鱼的基本原理,从光照强度、光照颜色以及闪光３个因素探讨了光照对鱼类趋避行为的影响,分析了影响鱼类对光照产生趋避行为的原因,提出了光在鱼类行为研究中的应用前景。     

三峡水库175 m蓄水前后香溪河库湾浮游植物的群落结构

2011年9-11月三峡水库175 m蓄水期前后,在香溪河库湾沿程布点和采样,监测分析库湾浮游植物群落结构及水体环境的时空动态。结果表明,蓄水期前后香溪河库湾共鉴定浮游植物7门、42属,主要为绿藻和硅藻;浮游植物密度随时间变化呈降低趋势,浮游植物成分空间差异不显著,时间上则由绿藻向硅藻演替;营养物质、光热条件等环境因子时间差异明显,空间差异不显著。利用物种多样性指数评价香溪河库湾水质,蓄水期前后库湾水质较好,为中污染状态。利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)浮游植物群落结构与环境因子之间的关系,水位、表底温差、溶解性硅酸盐浓度ρ(SiO2-3-Si)、真光层深度/混合层深度(Zeu/Zmix)、水位日变幅、硝酸盐氮浓度是浮游植物群落结构的主要影响因子。     

富营养化湖库生态恢复研究探讨

富营养化是当前湖库面临的主要问题之一。在分析湖库富营养化成因的基础上,结合生态恢复的原理,分别从生物措施和生态工程措施两个方面探讨了富营养化湖库生态恢复的途径和方法,阐明了各种技术方法的优缺点与应用情况,指出从生态系统的角度科学合理的运用各种技术手段,湖库富营养化治理成效将会更加显著。     

基于香溪河背景下小球藻对不同形态氮素吸收动力学研究

选取香溪河绿藻水华爆发时优势藻种—小球藻（Chlorella）,经过分离纯化后作为实验原材料,分别检测了培养液中氨氮和硝氮的浓度,分析了小球藻对氨氮和硝氮吸收动力学特征以及不同氮素对其吸收速率的影响。实验表明,当氨氮浓度为11.62～2.97 mg/L,实验第2~3天时,小球藻氨氮去除效率不断加强,达到74.44%;当硝氮浓度为10.55～0.047 mg/L;实验第2~5天时,硝氮去除效率也不断加强,达到96.92%。无论是氨氮还是硝氮的培养条件下,小球藻在实验初始阶段都保持着较高的吸收速率,分别为1.44 mg/h和0.97 mg/h,随着培养介质中氮素浓度不断下降,其吸收速率也随之下降,其中用氨氮培养的小球藻在第3天达到最大吸收速率,为1.44 mg/h;用硝氮培养的小球藻在第4天达到最大吸收速率,为0.97 mg/h。小球藻对氨氮和硝氮的最大半饱和常数分别为2.85 mg/L和5.09 mg/L,表明单一氮源培养小球藻时,小球藻对氨氮更具有亲和力。实验结果为研究小球藻对氮素吸收速率从而控制小球藻生长提供理论依据,有助于通过调整、改变营养盐的输入通量及输入类型抑制小球藻繁殖,避免绿藻水华的发生。     

夹竹桃水浸液与化学试剂对沼蛤防控技术比较

化学试剂灭杀沼蛤(Limnopernafortunei)容易对水质产生二次污染,物理防控方法操作困难,利用植物的化感作用防控沼蛤效果好、生物毒性低、不会对水质造成二次污染。基于预实验筛选出对沼蛤具有化感作用的植物—夹竹桃(Nerium indicum),比较夹竹桃水浸液与化学试剂的防治效果,为沼蛤的防控技术提供理论依据。比较了5种常用试剂草甘膦、丹宁酸、高锰酸钾、次氯酸钠和氯胺对沼蛤的防治效果,观察沼蛤的死亡率、开壳率、粘附率和移动距离,筛选出防治效果较好的化学试剂,然后与前期筛选出夹竹桃水浸液进行沼蛤防治效果比较实验,确定他感植物对淡水壳菜的灭杀能力。结果表明,通过不同化学试剂防治效果比较实验,初步筛选出3种对沼蛤灭杀效果较好的次氯酸钠、高锰酸钾和氯胺,其沼蛤最高死亡率均大于50%,开壳率均在30%以下,而粘附率在50%以下且沼蛤基本未移动;通过夹竹桃水浸液与化学试剂的防治效果比较,次氯酸钠、高锰酸钾、氯胺和夹竹桃水浸液均具有较好的防控效果,其最佳投放浓度分别11mg/L、4mg/L、4mg/L和4mg/L,半致死时间分别为111h、109h、122h和82h。     

典型暴雨洪水对三峡水库香溪河库湾水华的影响

2010年6月7日至8日,长江流域经历了一次强降雨过程,香溪河兴山水文站流量最大达到478m3/s.对降雨前后库湾水动力、营养盐、光学特性、叶绿素a浓度等因素进行的分析表明:暴雨洪水对香溪河库湾水华影响较大,期间叶绿素a浓度明显降低,4d后其浓度又上升到较高值.降雨后,长江干流水体从表层倒灌入香溪河库湾,库湾上游水体受洪水冲刷在库湾中游水域潜入库湾底部流向河口,这两股水流流速较降雨前明显增大,直接冲淡了藻浓度;两股水流交汇处增大的剪切力使上下水体产生不同程度的掺混,影响藻类在表层的聚集,同时暴雨冲下的悬浮颗粒使水体浊度降低,透明度和真光层减小,抑制藻类的光合作用,有效改善库湾水华情势.而温度梯度增大,混合层深度减小,则为日后藻类生长提供了适宜条件.     

三峡水库香溪河库湾水华生消的数值模拟分析

三峡水库蓄水后,香溪河库湾成为富营养化敏感水域,水华大范围暴发,直接威胁流域生态、经济的可持续发展.应用WASP生态动力学模型对三峡水库香溪河库湾水华暴发的生物、化学和物理过程进行模拟研究,结合库湾2007年春季的监测资料,分析其水华生消机理,为水华防治提供借鉴.研究结果表明:模拟值较实测有一定滞后,且带有一定误差,一方面由于库湾水动力条件本身的影响,另一方面可能是由于硅营养的影响.从模拟结果来看,香溪河库湾发生大面积水华两次,第一次是3月下旬,第二次是4月上旬至中旬;若考虑库湾支流水华,则还有3月18日在高岚河GL、5月6-7日在XX00-XX01库段以及支流平邑口PY、高岚河GL和屈原河QY的两次小范围水华,总共暴发4次.实测结果是库湾曾发生4次较明显的水华,第一次是2月25日在平邑口PY,第二次是3月25日-4月9日库湾大面积暴发,第三次是5月6-7日至当月中旬小范围暴发.     

三峡水库香溪河沉积物氮含量和氨氮释放特征

通过分析三峡水库香溪河库湾表层沉积物的理化性质和氮素分布特征,并结合室内动力学实验,对香溪河库湾沉积物氮素的组成差异和氨氮释放动力学模型进行了探讨,分析了沉积物氨氮释放潜能。结果表明,香溪河表层沉积物中总氮(TN)含量为683.71～843.19 mg/kg,氨氮(NH~+_4-N)含量为122.77～237.85 mg/kg,硝氮(NO~-_3-N)含量为35.78～102.44 mg/kg。采用一级动力学模型模拟了氨氮释放动力学,氨氮的最大释放量为67.06～74.43 mg/kg,是长江中下游湖泊平均值的1.5倍,存在一定的释放风险;表层沉积物在起始0～5 min内快速释放,达到最大释放量的97.90%～98.41%,150 min后基本达到释放平衡。香溪河氨氮的平均释放量在水土质量比为5 000时达到最大,随后趋于平衡。相关性分析发现,最大释放量与释放潜能均与沉积物中有机质含量和粒度分布相关性不明显,这可能与香溪河的水环境特点有关。     

光照强度对香溪河水华类型影响的模拟实验

探究光照强度对小球藻生长的影响,为香溪河水华预测提供理论依据。小球藻藻种为香溪河河水中平板分裂后逐步纯化所得。培养箱为40 L的方形塑料箱,四周用遮光布严实包裹。培养液30 L。培养液为用放置24 h后的自来水稀释25倍后的BG-11标准培养基,磷浓度0.285 mg/L,氮浓度9.48 mg/L,p H值7.3~7.8。恒温加热棒控制水温24℃。以平行布置的8根日光灯管作为光源,开关不同数量的日光灯管设定光强梯度,光照梯度为0、800、1 500、2 400、3 200、4 500、6 000 lx。采用电磁式真空泵曝气,曝气比率设置为10%。设置2组平行实验,每个培养箱中加入处理后的藻液10 m L。实验过程为期12d,每天上午8∶00取样,监测指标为光密度、叶绿素a、溶解性总磷、溶解性总氮。结果表明,光照强度在800~1 500 lx时易发生长周期的绿藻水华,绿藻水华转变为蓝藻水华的可能性低;3 200~4 500 lx时易发生短周期的绿藻水华;6 000 lx时发生蓝藻水华的风险很大。香溪河在光照强度小于3 200 lx时不必做蓝藻水华防御措施;光照强度大于4 500 lx时,需提前做适当的蓝藻水华防御措施。