基于GOCI数据的太湖蓝藻垂向迁移特征及关键影响因素

蓝藻水华频繁暴发是太湖面临的主要环境问题之一,蓝藻聚集上浮是表层水华形成的前提。为探究蓝藻垂向迁移与水华日变化之间的关系,阐明蓝藻垂向迁移的关键影响因素,基于2015-2020年地球静止海洋彩色成像仪(GOCI)数据,分析了太湖不同湖区蓝藻水华日变化过程,发现太湖蓝藻水华垂向迁移的日变化主要呈现上升、下降、先上升后下降三种类型,且不同湖区存在差异。统计分析和偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)结果表明,水环境因子对蓝藻垂向迁移过程影响较小,累积光辐射是驱动蓝藻垂向迁移的主要气象因子。气温升高有利于蓝藻持续维持上浮能力,前一天风速较大且当天风速较小会加速蓝藻上浮。相较于沿岸湖区,湖心区受累积光辐射、风速的影响更大,蓝藻水华日变化过程更剧烈。本研究水环境因子数据为逐月数据,为深入探究水环境因子对蓝藻垂向迁移的影响后续还需进行高频监测研究。本文结果有助于探明浅水湖泊蓝藻水华形成机制,为富营养化湖泊蓝藻水华预测预警及治理提供理论支撑。     

Description of the oceanographic condition off Sanriku, northwestern Pacific, and its relation to spring bloom detected by the Ocean Color and Temperature Scanner (OCTS) images

We describe the oceanographic condition as observed by hydrographic data and phytoplankton spring bloom detected by OCTS images off Sanriku, northwestern Pacific, during the spring bloom period in 1997. The relationship between the two is discussed. OCTS images detected the bloom in early April in the coastal area around the Izu ridge north of the Kuroshio and the eastern coastal area of Hokkaido to the Oyashio front. The bloom areas were seen along the offshore Kuroshio Extension from the end of April, in the upstream region of the Oyashio south of the Kurile Islands, except for a part of coastal area from the end of May, and in the Kuroshio warm-core ring 93A (KWCR 93A) from early June. The temperature difference between the surface and subsurface layer is used as a stratification index. This was large in the upstream region of the Oyashio south of the Kurile Islands and KWCR 93A from early June. Previous research has pointed out that the spring bloom usually corresponds to the development of stratification in the water column due to seasonal warming. In addition to that, we suggest that the transportation of water containing a high chlorophylla concentration by advection due to strong currents, like the Kuroshio and the Oyashio, is important for the formation of an area of high chlorophylla concentration. These results indicate that the OCTS images are useful for a knowledge of the distribution and the change of chlorophylla concentration in the northwestern Pacific region.     

基于NEB试验的不同湖泊夏季营养物投入与藻类响应关系的比较:以淀山湖、小兴凯湖和洱海为例

淀山湖、小兴凯湖和洱海分别处在不同的营养阶段,夏季都存在蓝藻水华现象,有效控制蓝藻水华应控氮还是控磷一直存在争议.本研究采用营养物加富生物测试的试验方法,研究和比较三个湖泊限制性营养元素(N和P)夏季对浮游藻类生长的刺激作用,并采用多因素方差分析和两两比较方法(LSD)检验试验结果的显著性.结果表明:淀山湖(TN/TP=10左右)、洱海(TN/TP=29左右)、小兴凯湖(TN/TP=9左右)在夏季分别表现出显著的氮响应、氮磷双重响应、氮响应;较低氮磷比的营养程度较高的湖泊(淀山湖和小兴凯湖)夏季应控制氮含量,若添加氮更容易引发蓝藻(微囊藻)水华,而高氮磷比的初期富营养化湖泊(洱海)夏季应同时控制氮磷含量,同时添加氮磷的交互作用容易引发蓝藻(微囊藻)水华.     

热带富营养化湖泊中浮游植物的脂肪酸组成与分布

星湖位于广东省．是一个热带地区的湖泊．本文测定和分析了该湖的两个子湖仙女湖和中心湖浮游植物群落的脂肪酸组成,探讨了浮游植物群落特征与脂肪酸组成之间的关系．两个子湖的富营养化程度较高,其中中心湖更严重．仙女湖的浮游植物群落以蓝藻为主导,而在中心湖则蓝藻或金藻占优势．浮游植物样品中检测到的脂肪酸碳链长为16碳到22碳．其中饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸种类较少,均有3种;而高不饱和脂肪酸的种类相对较多．两个子湖的脂肪酸均以饱和脂肪酸为主,高不饱和脂肪酸浓度相对较低．对于单一的脂肪酸种类来说,C16：0浓度最高,其浓度与蓝藻数量有很高的相关性(R^2=0．955,P=0．001),表明样品中的C16：0主要来源于蓝藻．而富含EPA(二十碳五烯酸)的硅藻和隐藻生物量高时其浮游植物的EPA浓度也较高;在中心湖中高浓度的DHA(二十二碳六烯酸)主要来源于金藻总之．两个子湖泊的脂肪酸组成与浮游植物群落结构特征基本一致．     

浙江瓯江开潭水库库区浮游植物与水质的关系

通过2001年7月-2002年6月对瓯江开潭水库库区水体浮游植物的调查,以及对溶解氧和叶绿素a等理化指标的逐月测定,结果表明：该水域共有浮游植物7门40属82种(包括变种),其中以绿藻门和硅藻门的种类占优势,浮游植物的群落类型为绿藻型和硅藻型为主,种类和数量随季节和水域不同而呈现差异,水体营养特征为浮游植物响应型,水体向中营养化发展趋势明显,部分水体受到不同程度污染．     

热带水库浮游植物形态性状的季节变化及影响因子分析——以高州水库为例

体积、比表面积和最大轴性长度是浮游植物主要的形态性状,反映浮游植物资源竞争和反牧食能力.群落中物种的性状分布会随着环境条件的季节改变而变化,热带水库环境条件的季节性变化小,可能导致群落形态性状变化不显著.本文以热带大型水库——高州水库为研究对象,分析浮游植物形态性状季节动态及关键影响因子.高州水库浮游植物以丝状和单细胞藻类为主,群落水平的平均细胞体积在108.52~753.25 μm³之间,平均比表面积在0.93~2.08 μm^-1之间,平均最大轴性长度在5.21~17.44 μm之间,均有明显的季节特征.浮游植物群落平均细胞体积、最大轴性长度与总氮浓度呈负相关,与水温呈正相关;平均比表面积与硝态氮浓度呈负相关.粘质长孢藻（Dolichospermum mucosa）和光角星鼓藻（Staurastrum muticum）是高州水库浮游植物优势种,其形态性状均具有明显的时空差异,表现出明显的形态可塑性.粘质长孢藻的平均细胞体积、最大轴性长度与总氮浓度呈正相关,与水温呈负相关;平均比表面积与总氮浓度呈负相关,与水温呈正相关.光角星鼓藻的平均细胞体积、最大轴性长度与正磷酸盐浓度呈正相关.总体上高州水库浮游植物在群落和种群水平形态性状均有明显的季节差异,夏季以大细胞为主,其他季节以小细胞种类为主,水温、氮和磷的可利用性是导致浮游植物形态性状季节差异的关键因子.     

采用倒置显微镜法定量浮游植物的数据稳定性

浮游植物种类组成细胞密度或生物量的现存量反映其在水生生态系统的结构与功能,准确地对水体中浮游植物进行定量是水质评价和生态功能分析的基础.针对目前国际上推荐使用的倒置显微镜法(即Utermhl计数法),通过采集处于不同营养状态和水体条件(水库和实验围隔)中的浮游植物,分析样品的显微计数量、水体营养状态对浮游植物密度和多样性等指标稳定性的影响,同时比较了多个水体中同一采样点的重复(或平行)样品之间浮游植物定量数据的差别,从而对倒置显微镜法进行较为系统的评估.结果表明,基于浮游植物的显微镜计数效率与定量数据稳定性的综合考虑,选择计数400个个体即可基本保证定量数据的稳定性;在依赖生物量或稀有种进行水质评价时,处于不同营养水平的水体均需要增加样品的平行数来提高定量数据的可靠性,贫营养型水体中单个采样的重复或平行样品更为必要;两种定量方法所得群落数据计算的辛普森指数无显著差异,说明两种方法所获得结果均能反映浮游植多样性;通过样品浓缩法和倒置显微镜法所获得的浮游植物生物量和细胞密度均具有显著差异,因样品浓缩法在样品处理过程中造成浮游植物损失,使通过样品浓缩法所得的浮游植物群落生物量及细胞密度偏小;相比浓缩法,倒置显微镜法沉淀浓缩的水样体积小,样品处理和计数耗时短,更适宜用于应急监测.     

非经典生物操纵驱动从水华向非水华的稳态转化——来自武汉东湖的全湖验证实验

对藻类水华的生态控制区分为欧美学者提出的经典生物操纵和我国学者提出的非经典生物操纵,前者依赖浮游动物,可用来控制小型藻类,后者依赖滤食性鱼类,可用来控制形成群体的蓝藻（特别是微囊藻）。武汉东湖是一个富营养化城市湖泊,30余年未发生水华,2021年突然暴发微囊藻水华,一度覆盖湖面近87%。东湖生态站通过对长期监测数据的分析发现,东湖目前的营养水平仍然适合蓝藻的暴发,而短期内又无法进一步有效削减营养盐负荷,因此,基于非经典生物操纵的理论（合理配置本土的滤食性鲢、鳙）,实施了定量化的生物控藻方案,结果控藻成效显著,在极端高温干旱的2022年并未发生蓝藻水华,即将东湖生态系统从水华（浊水）稳态迅速切换到了非水华稳态,完成了一种新的稳态转换,获得了经典生物操纵从未有过的成功。非经典生物操纵理论的有效性通过全湖实验得到了验证,证明它提供了一种对环境友好、成本极低且颇为有效的控制富营养湖泊中形成群体蓝藻水华的方法,具有广阔的应用前景。     

贵州高原百花水库浮游植物功能群的动态变化及驱动因子

为了解贵州高原百花水库浮游植物功能群的动态变化与环境因子的关系,于2020年1—12月(除2月份)对浮游植物与水环境指标进行逐月采样,利用RDA和相关性分析,结合群落更替指数(BC)对百花水库浮游植物功能群进行分析.结果表明:1)2020年百花水库共鉴定出浮游植物7门64种,其中绿藻门物种数最多为27种,其次为硅藻门和蓝藻门,浮游植物总生物量的范围为124.8~2235.4 μg/L;2)百花水库浮游植物共归类为26个功能群,其中S1、L_M、J、B、P、D、MP、Y和W1为优势功能群,多数适宜生存在中营养的水体.功能群B、D和L_M是长期处于优势地位的功能群,以梅尼小环藻(Meneghiniana cyclotella)、尖针杆藻(Synedra acus)和飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)为主;3)综合营养状态指数(TLI(Σ))为36.90~50.20,生态状态指数(Q)值为0.73~3.46,说明百花水库处于中营养状态.4)分析结果表明,水温和pH共同影响浮游植物优势功能群的动态变化.     

黑龙江扎龙湿地不同功能区浮游植物群落与环境因子的关系

为研究黑龙江扎龙湿地不同功能区浮游植物群落结构分布及其与环境因子的关系,于2010年7—8月在扎龙湿地4个功能区340个研究点进行水环境样品采集分析.样品共鉴定出浮游植物6门80属354种,各门类细胞密度变化范围为0.06×10~6~37.82×10~6cells/L.主要优势种为普通小球藻(Chlorella vulgaris)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、旋转囊裸藻(Trachelomonas volvocina)等.各功能区浮游植物优势种差异较大,核心区中放射舟形藻(Navicula radiosa)、弯棒杆藻(Rhopalodia gibba)、扁圆卵形藻(Cocconeis placentula)等为优势种类,而排污区中梅尼小环藻、普通小球藻、巨颤藻(Oscillatoria princes)、固氮鱼腥藻(Anabaena azotica)等处于优势地位.主成分分析表明在扎龙湿地水环境中浊度和总磷浓度是影响浮游植物生长的主要因素,典范对应分析结果表明总氮浓度、总磷浓度、电导率、浊度对浮游植物属种分布影响较大,梅尼小环藻、箱形桥弯藻(Cymbella cistula)、美丽星杆藻(Asterionella formosa)、普通小球藻、旋转囊裸藻等受环境因子的影响较为明显.