Phosphorus in suspended matter and sediments of a hypertrophic lake. A case study: Lake Dianchi,China

From June 2004 to December 2004, Lake Dianchi, which had large scale of cyanobacterial blooms was investigated in order to study P-fractionation in the suspended matter and the sediment. The investigation improves our understanding of phosphorus in Lake Dianchi and the relationship between phosphorus and cyanobacterial blooms. It contributes to the available literature on the behavior of P in hypertrophic lakes. The distribution of P-fractions in Lake Dianchi was not uniform from northwest to south, but was closely related to the trophic status of the whole lake. The concentrations of total phosphorus, labile P (NH₄Cl-P), Organic P (NaOH-NRP) and loss on ignition in suspended matter were positively correlated with the strength of cyanobacterial blooms. Total phosphorus in suspended matter was relatively stable for almost half an year and closely related to Chl. a concentration. The main content of organic phosphorus is in the cyanobacterial blooms. The concentrations of phosphorus bound to metal oxides and carbonates (NaOH-SRP and HCl-P) in sediment were similar to NaOH-SRP and HCl-P in the corresponding suspended matter. The latter two forms of P in suspended matter were not affected by cyanobacterial blooms, indicating that the inorganic phosphorus is derived from the sediment after resuspension from the sediment due to wind and wave action. The contribution of the different P-fractions to TP in sediment and in suspended matter indicates that NH₄Cl-P in the suspended matter is an important buffer for maintaining dissolved phosphorus in water.     

巢湖蓝藻水华藻胆蛋白的分离与鉴定

在高温季节,巢湖等国内淡水湖中蓝藻大量繁殖常形成蓝藻湖靛(主要由微囊藻组成),它含有丰富的蛋白质、氨基酸、脂肪等营养成分.本文对微囊藻中氨基酸的组成及含量进行了测试,并从其中提取、分离纯化了藻胆蛋白(指其中的藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白),最后运用紫外可见光谱对其进行了检测,取得了较为满意的结果.这也为进一步开发利用巢湖湖靛提供了依据。     

平潭海域夜光藻对几种饵料藻的利用与生长

夜光藻（Noctiluca scintillans）藻华是我国近海常见的生态灾害,其暴发机制尚不明确。为探究营养条件在其形成机制中的作用,本文分析了几种常见饵料藻与同海域硅藻培养下夜光藻的种群增长,同时探究模拟海水混合与营养盐水平对其种群增长的影响。结果发现,不同饵料藻培养下,夜光藻种群增长有着显著差异,其中亚心形扁藻（Platymonas subcordiformis）组中夜光藻的平均增长率为（0.151±0.001）d⁻¹,远高于其他饵料藻。海水混合对夜光藻种群增长有一定的促进作用,模拟海水混合时,部分实验组中夜光藻增长率显著高于静置实验组,其中微小海链藻（Thalassiosira minima）培养下的夜光藻种群增长率为（0.136±0.001）d⁻¹,远高于除亚心形扁藻以外的其他实验组。随着营养盐水平的增加,与亚心形扁藻共培养的夜光藻种群增长出现明显的先增强后减弱的趋势,拟合结果表明,其种群增长符合Boltzmann模型,并与营养盐水平相关。结果表明,海水混合与营养盐输入引起的平潭海域微藻的快速繁殖在当地夜光藻藻华的形成机制中可能起着重要的作用。     

超声改性对不同粘土去除藻华生物效率的影响

粘土表面改性方法是提高改性粘土絮凝有害藻华效率的关键。本文研究了超声改性法对粘土去除藻华生物效率的影响,对比分析了粘土颗粒在改性前后的粒度分布、扫描电镜图像以及表面电位等理化特征变化,进而初步探讨了超声改性的作用机制。结果显示,超声改性处理可以有效提高本研究中所试验五种粘土去除藻华生物能力。超声改性导致粘土颗粒粒径进一步减小,且超声时间越长,颗粒粒径越小;超声处理后的粘土粒度分布集中、颗粒均匀,延长超声处理时间可以有效提高增效效果。同时发现,超声改性后粘土颗粒的表面电位负电性变弱,降低了粘土颗粒与表面负电性藻细胞之间的静电斥力,从而提高了粘土对藻华生物藻细胞的絮凝去除能力。本研究探索了提高粘土去除藻华生物效率的新方法,为进一步增强改性粘土去除能力提供了参考。     

底泥和藻体对太湖湖泛的诱发及水体致黑物的供应潜力

为确定底泥和藻体在太湖湖泛形成过程中对致黑物形成的贡献,采用室内模拟系统,研究底泥、蓝藻以及底泥+蓝藻3种处理,模拟湖水在不同厌氧程度下湖泛特征参数(黑度、铁及硫形态)的变化,分析不同处理以及受不同聚藻程度影响区(八房港、焦山)底泥对湖泛的诱发作用及致黑物供给潜力.结果表明,各处理组诱发太湖湖泛发生的难易顺序为:底泥+蓝藻处理组底泥处理组蓝藻处理组.底泥+蓝藻处理组中Fe2+浓度为蓝藻处理组的11~94倍,其平均浓度为后者的33倍,而底泥+蓝藻处理组中还原性硫浓度为其他处理组的2~56倍.研究还发现,聚藻区底泥较非聚藻区更易发生湖泛,这是由于聚藻区底泥富集了更高浓度的铁、硫等还原性物质,但厌氧处理与非厌氧处理在诱发湖泛发生的风险差异不明显.以上结果证实,厌氧环境下低价铁硫供应潜力的差异是决定湖泛发生的主要物质来源,加强对聚藻区底泥及蓝藻的控制是有效防控太湖湖泛发生的主要措施之一.     

Experimental studies on the role of planktivorous fishes in the elimination ofMicrocystis bloom from Donghu Lake using enclosure method

The hypertrophic subtropic Donghu Lake's dense water bloom (of mainlyMicrocystis, Anabaena andOscillatoria) that occurred annually from the beginning of the 1970s, has disappeared since 1985. The influence of planktivorous fishes (silver and bighead carps) on the water bloom was studied for three years using the enclosure method. The enclosures stocked densely with bighead and/or silver carp were free of water bloom during the experimental period. The water bloom that appeared in the fish-free enclosures was completely eliminated in 10–20 days by introduction of silver and/or bighead carp(grass carp was not effective in controlling water bloom). This study showed clearly that grazing pressure by planktivorous fishes is a key factor in eliminating water bloom from the lake. This work was supported by FEBL (State Key Laboratory for Freshwater Ecology and Biotechnology of China) funds and by the National Natural Science Foundation of China (Grant No., 3937014).     

太湖沉积物中厌氧铁氨氧化过程

铁氨氧化(Feammox)是近年来发现的一种新型的厌氧氨氧化耦合三价铁[Fe(Ⅲ)]还原的脱氮途径,该途径对于水生态系统中的氮素自净可能有着重要的作用。但是相对于废水处理和农田土壤,目前自然水体中Feammox相关的研究相对甚少。为此,本研究采集太湖不同区域沉积物进行厌氧培养,并借助同位素技术和分子生物学等手段,对沉积物中铁、氮循环相关细菌、Feammox影响因素以及潜在速率等进行了探究。厌氧培养过程中,亚铁[Fe(Ⅱ)]和各形态氮的浓度以及沉积物形态和颜色的变化,表明沉积物中发生了Feammox反应,并且硝酸盐(NO₃^-)是铵(NH₄⁺)氧化的重要产物之一。不同氨氮(NH₄⁺-N)添加量的厌氧培养实验表明,NH₄⁺可以促进Fe(Ⅲ)的还原,但过量的NH₄⁺可能会产生抑制效应。不同Fe(Ⅲ)添加量的各处理中,NH₄⁺-N浓度的...     

江西柘林湖富营养化现状与藻类时空分布特征

江西柘林湖是首批入围国家良好湖泊保护专项的示范湖泊.为揭示柘林湖富营养化现状与藻类时空演替特征,于2012年8月至2013年7月对全湖及主要入湖支流进行了周年采样分析,结果表明:柘林湖主要营养盐在地表水Ⅲ类以内,处于中营养状态.全湖藻类演替以蓝藻-硅藻交替为主,夏季以鱼腥藻和微囊藻为优势种,冬季直链藻、小环藻和针杆藻占优.藻类空间分布呈现西部高于东部、上游高于下游的特征,西部部分湖区夏季甚至出现了鱼腥藻水华.柘林湖3个大型饮用水源地中东渡水源地夏季也同样面临蓝藻水华问题,但蓝藻毒素未超标.在重点监测的4条柘林湖主要入湖支流中,3条支流的藻类夏、冬季细胞丰度均在1×107cells/L以下,但烟港水的藻细胞丰度夏、冬季分别接近和超过该界限,应加以警惕并采取适当措施.枯水期水位变化、水体分层、较低的水体透明度和较长的滞留时间是影响柘林湖局部湖区蓝藻水华形成的关键因素.     

南海北部浮游生态系统要素季节变化的模拟研究

本文基于南海SEATS站的观测资料,利用垂直一维海洋生态系统动力学模式(MEM-1D)模拟了南海北部生态要素垂直结构的季节变化。结果表明,南海北部表层Chla浓度具有明显的季节变化特征,夏季呈现低值(<0.05 mg·m-3),冬季呈现高值,12月为0.38 mg·m-3。春季,风速相对变小,垂直混合变弱,次表层Chla浓度极大值现象形成(80~100 m),并可一直持续到10月末。冬季,海表温度降低,东北季风爆发,垂直混合增强,出现表层水华现象。浮游动物和细菌的垂直结构相似,冬季上层水体中浮游动物和细菌出现最大值,分别为13 mg·m-3和18 mg·m-3。3~10月细菌(12 mg·m-3)同浮游动物(14 mg·m-3)一样出现次表层最大值,其存在深度与浮游动物相似。     

舟山港4艘商船压舱箱沉积物中甲藻孢囊种群结构的分析

为了解商船压舱箱沉积物在海洋水生生物入侵过程中扮演的潜在媒介作用,本文利用光学显微镜观察法,研究了停泊于我国舟山港4艘商船压舱箱沉积物中甲藻孢囊的种类组成、孢囊密度、香农-威纳指数(H′)和PSP原因种,并对甲藻孢囊种群结构进行了相关性分析。结果表明,鉴定出的甲藻孢囊隶属于5大类,共24种,4份样品中甲藻孢囊的种群结构各有差异,但均检测出能产生麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poisons,PSP)的甲藻孢囊,如亚历山大藻Alexandriumspp.和链状裸甲藻Gymnodium catenatum。在4艘商船的压舱箱沉积物中均检测出有硅藻分布,其中在富成轮压舱箱沉积物中还检测出3种未知种孢囊。通过相关性分析可知,甲藻孢囊H′值与PSP甲藻孢囊密度占总甲藻孢囊密度的比率呈负相关。甲藻可以通过商船压舱箱沉积物为传播媒介,以孢囊形式来扩大其生物地理分布,提高甲藻物种多样性可有助于降低PSP甲藻的破坏风险。因此,有效处理船只压舱箱沉积物、积极保护当地海洋生物物种多样性,对于降低外来甲藻物种(特别是一些有毒有害种)的赤潮风险和保持当地海洋生态系统的平衡,具有十分重要的意义。