湖泊水动力对蓝藻生长的影响

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1、湖泊水动力对蓝藻生长的影响张毅敏，张永春，张龙江，高月香，赵颖(国家环境保护总局南京环境科学研究所江苏南京21042)摘要:对铜绿微澳藻的水动力模拟实验研究表明.流速和温度以及昔养盐浓度对藻类生长有着密切影响，且可能存在一定的临界流速.不同营养状态，临界值不同，在N:P为4.5：1情况下推测临界流速为0.5m/s.在N:P为27:1情况下推测临界流速0.3m/s.经太湖湖泊水动力过程的野外实地观测风速在2.0～4m/s时.与水中叶绿素a浓度呈负相关;当风速≥5m/s时.叶绿谈a浓度降幅最大，并一直维持在该水平风力导致的水动力条件变化影响藻类的生长和聚集状态水动力因索对蓝

2、藻的生长及聚集有着较大形响.关健词:湖泊水动力条件;流速:风速:钢绿微囊藻:水华湖泊浮游生物的种群演替和数量变化，不仅受到湖泊环境温度、光照的周期性及本身生长的生理生态状态的影响，而且受到水体的水动力作用影响.在大型浅水湖泊中，水动力对浮游生物的数量、分布的影响十分明显.太湖蓝藻水华的主要浮游生物种类为微囊藻，有研究表明，随风漂移外来的微囊藻叶绿素a的浓度是该水域内生长的微囊藻叶绿素a的5倍.太湖梅梁湾水动力作用过程的研究也表明，当风与湖流状况变化时，浮游动物数量也随之而变.水动力过程与理化因子是影响水体富营养化状态和水华的暴发的重要因素，以往的水动力的研究多侧重在水质

3、模型的建立和计算，以及理化因子和生物因子的分析与研究，近来有些学者开始关注水动力因素对于藻类生长的影响,为探讨不同水动力过程对浮游植物数量变动以及对湖泊水环境的作用，进而揭示蓝藻水华的成因，作者进行了湖泊水动力过程的实地观测和实验室的模拟实验研究.1实验室模拟1.1材料与方法利用自行研制的水动力模拟旋转试验装置，于205年7一8月，205年10一12月在宜兴大浦镇进行实验.实验材料纯培养的铜绿微囊藻，取自中国科学院武汉水生生物研究所，采用MA培养基培养，藻类浓度达到接种要求时，接种入实验装置中.实验用水取自宜兴大浦镇林庄港河口的西太湖水.实验前先将湖水用3林m浮游生物网

4、过滤，再用0.45um定性滤膜过滤，加入实验装置内.用去离子水补充蒸发的水量.实验装置采用自行研制的旋转式动态水力模拟装置(图1).由轴承驱动装置中的底座，再由底座带动圆桶转动，桶内装有实验水，水流速度由圆桶转速确定，这可由面板上的数字控制仪控制.圆桶直径为住6m，高0.55m转速范围0一150r/min，平均稳定流速范围0一75m/s.温度范围(-10±0.5)～(50士0.5)℃.光强范围0～5000lx.1.2实验方法实验分2个阶段(实验1和实验Ⅱ)进行，分别设立8组实验组，其中2组为静态对照组，每组设置2个平行.设计时考虑了藻类生长的最佳光照条件(3300lx)

5、，最充分的营养盐水平以保证藻类能正常生长‘实验方案设计见表1，测试参数:初始水质中pH值、叶绿素a、总氮(TN)、氨氮(N可一哪、硝酸一亚硝酸盐、总磷(TP)、正磷酸盐、DO、ORP隔天测定浮游植物种类和数量采用荷兰的scARLARsAN+型流动分析仪测定水质化学指标;采用美国YSI6600型水质测定仪测定pH值、Do、oRP等理化指标.采用72型分光光度计测定叶绿素a利用显微镜计数藻类数量.实验用水的初始(未投加藻类前)水质参数见表2.比增长率是在某一时间间隔内藻类生长的速率声缅《戈2义，减赶，1);式中为为某一时间间隔结束时的藻类现存量x1为某一时间间隔开始时的藻类

6、现存量t2一t1:为某一时间间隔的天数2实验室模拟结果与分析2.1温度与流速的协同作用影响(实验1)图2a表明，当流速为欣0.5m/s时，藻类在8一10d达到生长高峰，其u最大，为0.07d-1流速为0.10，0.25m/s实验组藻类的数量明显低于流速为0，50m/s组在图2b中，25℃时，也出现类似的现象，在藻类对数生长期藻类的u最大，为0.20d一1.由图2还可见，25℃条件下藻类的数量明显高于35℃时的藻类数量沮先行达到最大值;而35℃时出现滞后现象.由此可见，温度25℃;流速0.50m/s对藻类的生长较为有利.2.2不同流速的影响(实验11)将流速范围进一步细分

7、，分为0.15，0.30，0.40,0.50，0.60，0.75m/s等6个流速段，在25℃条件下进行实验，如图3所示.在0.30m/s的流速条件下，小6d后藻类增长的数量最大，低于0.30m/s或者高于0.30m/s的实验组的生长情况不佳‘计算，在对数生长期，流速为0.3m/s的实验组藻类u最大，为0.46d-l.2.3讨论2次实验表明，不同温度下，同一流速对于藻类生长的影响不同，25℃条件下流速为。0.5m/s组的藻类数量明显高于35℃情况，且先行达到最大值.说明藻类的生长适宜温度为25℃在此温度下，铜绿微囊藻类对营养盐的吸收有促进作