异龙湖水体营养物质变化与硅藻的生态指示

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1、异龙湖水体营养物质变化与硅藻的生态指示摘要：通过对云南异龙湖1993－2010年水体理化指标（总氮、氨氮、总磷、溶解氧、COD、BOD5、透明度）、生物指标等的监测表明：异龙湖属重富营养型湖泊，现已查明有相当多的硅藻种受各种水环境条件(温度、酸碱度、营养盐、PH值、金属离子浓度等)的影响，并发现了一些指示环境的硅藻代表种类。因此,探讨环境因子与硅藻群落组成的相互关系,用硅藻群落的变化来指示相关环境因子,为保护湖泊生态提供科学的依据。关键词：异龙湖；硅藻；主成分分析；环境因子硅藻是微藻中的一种，在地球上的分布非常普遍，淡水、半咸水、海水及陆地

2、上潮湿的地方都有硅藻的身影。硅藻与人类的生活和生产关系十分密切，现已广泛地应用于食品、工业、医药等领域；如水产养殖。近年来关于硅藻的研究主要集中在废水处理、环境监测、再生能源等方面，硅藻在这些方面的应用还有待进一步开发（刘杨平等，2009）。硅藻对水环境变化非常敏感，硅藻属种及其组合特征在指示和监测营养变化、湖泊营养演化研究上的重要性已被大量古湖沼学研究结果所证实。2000年欧盟水框架指导委员会已将硅藻推荐为当前水环境整治决策中可以用来确定营养水平的一个行之有效的生物指标（支崇远，2005）。1技术与方法1.1研究区概况异龙湖位于石屏县异龙

3、镇东南3km处。年平均水温18．0℃，极端最高气温34．5℃，极端最低气温-2．4℃，年温差小于11℃；湖北岸靠乾阳山，湖岸线较平直，岸坡多为>35○的高坡；南岸为五爪山,山峦丘陵起伏，沟谷发育形如五爪伸入湖中，形成大小72湾，现已围湖成田，湖湾不复存在，岸坡地势低缓，坡度多<20○，坡积厚度约20m。湖东、西两面地形平缓，已开恳为农田，湖西为冲积坝。异龙湖入湖河流主要有城河、城南河、城北河。城河与上游的赤瑞湖相通，入湖河流除城河有常流水外，其它均为季节性河流。湖泊泄流防洪靠青鱼湾隧道泻入五郎河，经小河底河进入红河。异龙湖正常水位14141

4、2m时，蓄水量11300万m3，平均水深2175m，最大水深6155m，正常水位湖岸线62190km。湖泊多年平均湖面面积30163km2。湖水依赖地表径流，湖面降水和地下水补给，多年平均入湖径流量4764万m3（师丽萍等，2005）。由于1971年进行了大规模放水围湖造田等不合理的开发利用，致使异龙湖水位急剧下降，湖区面积大大缩减，异龙湖出口海口河年年干涸,河道淤积堵塞严重，河面越来越窄，已失去源头作用，使得泸江源头断流。同时县城及湖周村镇居民生活污水、工业及农业废水未经任何处理直接排入湖内，加之网箱养鱼，造成异龙湖水体严重污染，水质已超

5、地面水环境质量V类标准，呈现严重的富营养化状态；流域森林植被功能差，水土流失加剧；湖泊沼泽化程度加剧，水深日趋变浅；洪旱灾害频繁，水供需矛盾突出，严重影响了湖周及泸江下游区域社会经济的可持续发展（荆春燕等,2003）。1.2样品的采集、处理与测定本次试验数据主要来源于云南大学资环学院黄玥老师所提供的异龙湖内部1-64m（每隔1米取一次样品），不同硅藻变化数据。以及1993-2010年，异龙湖水体几种主要水环境因子含量变化数据，这些环境因子分8类，其中由于透明度数据的部分缺失，固在本次研究中将透明度数据剔除了。本次研究的藻类涵盖了包括Achn

6、anthesdelicatula、Achnanthesexigua在内的29种硅藻。1.3分析与统计本次研究结合硅藻样本数据以及异龙湖水体环境数据，在经过基本数据的校正和检查后，运用国际标准化科研软件C2，进行主成分分析，并在结果中有针对性的剔除一些意义不大的样本，使得最后的结果变得清晰可分析。2结果与分析2.1理化指标2.1.1温度温度是影响藻类细胞生理变化的主要因素，其变化能够迅速导致藻细胞新陈代谢和生长繁殖的变化。硅藻多在温度较低的春秋季生长繁殖，适温范围在10~25 度。异龙湖年平均水温18．0℃，极端最高气温34．5℃，极端最低气

7、温-2．4℃，年温差小于11℃。表明异龙湖热量资源对水生生物的生长有利。2.1.2pH值水体中藻类吸收CO2，常导致水质向弱碱性转变。大多数硅藻的最适PH值为7.8-8.2的微碱性环境。但不同种类之间PH值的适宜范围也不同。异龙湖硅藻大部分种属都生存在碱性环境中，只有个别种属（如Eunotiapectinalisvar.minor）适宜在中性和酸性环境中生长。2.1.3溶解氧水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标，水中溶解氧含量受到两种作用的影响：一种是使DO下降的耗氧作用，包括耗氧有机物降解的耗氧，生物呼吸耗氧；另一种是使DO增加的

8、复氧作用，主要有空气中氧的溶解，水生植物的光合作用等。这两种作用的相互消长，使水中溶解氧含量呈现出时空变化。由图可知，异龙湖的溶解氧整体较低，年平均含量平均为5.87mg/L，表