类激素对蓝藻生长的影响及其环境效应的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文氮总磷比（TN∶TP）也会显著影响着浮游植物的种群组成[12]，通常当TN∶TP＜29时,可以形成水华的蓝藻会占优势[13]。然而，最近的研究结果表明:在较高的TN∶TP的情况下，水体中也会形成蓝藻的水华，较低的TN∶TP并不是蓝藻水华形成的条件，而是蓝藻水华产生的结果[14]。当水体中溶解性磷的浓度＞0.01mg/L时，磷浓度的降低不会导致藻类生物量的减少[15]。而在太湖的梅梁湾，水体中平均溶解性磷已经达到0.03～0.07mg/L[16]。因此，在湖泊富营养化过程的早期，磷作为藻类的生长限制

2、性因子,其含量的增加，导致了藻类的大量生长。但是一旦磷进入湖泊的量大大增加，湖泊底泥中也逐步积累了大量的磷元素，在合适的环境动力作用下，有可能再次释放到水体中。在这些湖泊中，磷可能已经不再是藻类生长的限制因子，根据美国生态学家Odum关于“限制因子规律只有在严格的稳定条件下才能应用”的观点，由于湖泊并不是一个封闭的生态系统，因此，也许引起水华暴发的限制性因子已经发生了转换，有可能其他环境因素成为了藻类生长与水华暴发的限制因子，而营养元素的浓度只是人们可以控制的诱导因素之一，这有待人们进一步研究加以认识。事实上，由于蓝藻的

3、生活史、行为特点，使得它们能够更有效地适应特殊的磷环境。例如：微囊藻有较高的磷吸收的最大摄取速率（Vmax）[17]、比其它藻类具有更强的储存磷的能力，它们可以在细胞中储存足够的磷（够细胞分裂2～4次）[18]、对磷、氮等营养盐的结合力比其它藻类高[19]等，这些特点使得它们可以更有效地利用磷，尤其在氮、磷限制的条件下，具有比其它藻类更高的竞争力。因此，在许多氮、磷浓度较低的水体中，也时常可以见到蓝藻的水华。对于生长在大型湖泊中的蓝藻而言，由于湖泊内部的营养盐循环、沉积物-水界面的交换、微生物过程等使得它们生长所需的营养

4、盐往往可以得到再生、补充，而不必完全依赖于外界的输入[20]。因此，与生长在小型湖泊中的相比，它们更少受营养盐的限制[21，22]。1.1.1.3生物因素相对于物理因素和化学因素，对蓝藻水华形成的生物学因素，尤其是生物种群间相互作用的因素研究较少。已有的研究主要关注的是蓝藻本身的生理生态特征在形成优势种群过程中的作用。例如，为了获取适宜的光辐射，蓝藻常常会以形成表层水华的方式作为其适应环境的生态对策的一部分。许多种类的蓝藻细胞中具有的气囊，使3华中科技大学硕士学位论文得它们能够悬浮在水中，同时可以通过调节浮力来控制它们在

5、水体中的垂直分布、昼夜迁移及形成水华的能力。这种通过浮力的控制一方面使得它们能更好地适应环境的变化，例如：漂浮到表层，增加获得光照的条件、迁移到营养盐较适宜的位置，增加营养盐供给；另一方面，水华蓝藻，如微囊藻，通过细胞分裂和胶鞘形成，形成了细胞数量很多的群体，不仅增强了下沉和上浮的速度，而且减少了沉积的损失。蓝藻的这种能够进行垂直迁移的特性，使得它们在与其它藻类竞争营养盐，尤其是在竞争光的方面具有明显的优势。近期许多研究还提出了蓝藻成为优势种的其他原因，例如：蓝藻对低温以及低光强和紫外线的适应，与其他藻类相比，可以过量摄

6、取无机碳和营养物质的能力，由于形成群体胶鞘，降低了被浮游动物摄食的可能，分泌它感物质对其他物种的抑制作用以及藻毒素对其他物种生长抑制作用等。在自然环境中，蓝藻必须面临昼夜交替的过程，它们可能会长期或周期性地处于一种厌氧的环境中。在这种条件下，蓝藻可以发酵的形式，分解、利用光合作用时积累在细胞体内的糖原作为能量来源，从而可以维持其生命活动并生长良好。而不具备这种能力的其它藻类在暴露于黑暗、厌氧条件下2～3h后，细胞就会死亡和裂解[23]。此外，湖泊中的蓝藻生命循环的过程中，还包括一个持续不断停留在表层沉积物中的阶段。在水华

7、形成期间和水华形成以后，尤其是当生长环境条件不利时，微囊藻会聚集，进入休眠状态而沉降到相对黑暗、厌氧的表层沉积物中。在这种特殊的环境条件、细胞内贮存的丰富有机物可能为微囊藻的休眠细胞提供了复苏和生长基础。微囊藻的这种生活史策略不仅会影响水体中微囊藻的种群变动，而且可能有助于其越过环境条件恶劣的冬季[24，25]。这一现象虽然被国内外研究者所注意，但因为其过程十分复杂，且生物量极低，用传统的方法无法进行采样和深入分析，至今还没有完全为人们所认识[26]。一些丝状蓝藻可以形成厚壁孢子（akinetes）以度过不良环境，但是至

8、今没有微囊藻形成此类孢子的报道。根据已有的研究报道和作者的观察，在越冬时，微囊藻是以单细胞或数个细胞的小群体状态存在，在春季复苏时，才逐步由单细胞或小群体生长为含有数千个细胞的大群体乃至最终上浮到水面形成水华。目前对微囊藻过冬生理生态对策了解甚少。但是，如果对冬季水体底层低温黑暗极端环境条件下，水华蓝藻生存的生理生态