浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究

论文摘要

随着经济和社会的快速发展,我国沿岸水质日益恶化,赤潮出现的次数和频率不断增加,同时沿海水域的富营养化也导致了“绿潮”（海洋大型绿藻藻华）问题日益突出。一方面,大型海藻具有快速吸收营养物质的特点,能够对水体中的营养盐等物质迅速吸收从而达到净化水体的作用;另一方面,大量像孔石莼、浒苔等大型绿藻在沿海地带的漂浮堆积,引起水体变色、发臭现象,对海洋生态系统带来一定影响,给沿海渔业、养殖业和旅游绿造成重大损失,给自然景观造成严重影响。本文主要针对浒苔生长过程中及死亡后的三个问题展开,首先从浒苔自身的生长入手,通过实验测定浒苔对硝酸盐（NO3-N）、氨态氮（NH4-N）及磷酸盐（PO4-P）三种营养盐的营养盐动力学参数半饱和常熟Km和最大吸收速率Vmax,比较了浒苔对两种不同氮元素NO3-N和NH4-N的吸收特性,从而对浒苔生长过程中的营养盐动力学特征有了初步的了解;针对水生生态系统中普遍存在的竞争作用,分析比较研究了浒苔与中肋骨条藻在共培养条件下,浒苔初始接种量和中肋骨条藻初始接种量作为变量对两种藻类之间的竞争作用的影响以及浒苔培养滤液对中肋骨条藻生长的影响,并对浒苔与中肋骨条藻之间的竞争作用进行了探讨;在实验室培养条件下模拟了浒苔在生长后期的死亡过程,对浒苔培养液的水质（主要是氮磷营养盐以及DOC）进行了分析,监测了浒苔在生长后期对NO3-N、NH4-N和PO4-P的释放作用。主要结论如下:1.浒苔对氮磷营养盐的吸收特性研究结果显示,在实验的浓度范围内浒苔对NO3-N、NH4-N和PO4-P的吸收均能够用Michaelis-Menten方程来描述。浒苔对三种营养盐的吸收速率随着培养介质中营养盐浓度的升高而增大。浒苔对NO3-N、NH4-N和PO4-P三种营养盐的半饱和常熟Ks分别为376.32、283.11和24.57μmol·L-1,对三种营养盐的最大吸收速率Vmax分别为26.67、23.92和1.50μmol·g-1·h-1。浒苔对NH4-N的半饱和常数小于对NO3-N的半饱和常数,表明在低氮的条件下,浒苔有优先吸收NH4-N的趋势,而对NO3-N的最大吸收速率大于对NH4-N的最大吸收速率。浒苔对NO3-N、NH4-N在实验初始阶段的快速吸收,说明浒苔具有短期快速吸收储备营养物质的特点。2.共培养条件下浒苔初始接种量对浒苔与中肋骨条藻之间竞争作用影响的研究表明,一次性培养条件下初始接种量分别为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 g·L-1 （湿重）的浒苔均对中肋骨条藻的生长产生了明显的抑制作用（p<0.01）,且抑制作用随着浒苔初始接种量的增大而加强,通过半连续培养实验可以初步推断浒苔与中肋骨条藻之间的竞争以营养竞争为主,尤其是PO4-P对浒苔与中肋骨条藻的竞争作用影响明显。浒苔在竞争中处于优势地位,而中肋骨条藻处于相对的劣势。中肋骨条藻初始接种量的一次性培养实验结果表明中肋骨条藻初始接种量为1×104、1×105cell·mL-1时能够对浒苔的生长造成影响（p<0.05）,但共培养体系中这两个中肋骨条藻初始接种密度对浒苔生长影响的差异不大（p>0.05）。浒苔培养滤液实验结果表明分别培养4天和8天之后的浒苔滤液能对中肋骨条藻的生长产生抑制作用（p<0.05）,且培养8天的滤液的抑制作用大于培养4天的滤液的抑制作用。3.在实验的时间范围内,浒苔的降解没有造成水体中NO3-N和PO4-P浓度的升高。而NH4-N由于微生物的分解作用,浓度逐渐升高,导致DIN浓度的升高。实验期间培养介质中的DOC含量出现明显的升高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 浒苔概况
• 1.1.1 浒苔的分类、形态
• 1.1.2 青岛浒苔爆发情况
• 1.1.3 绿潮发生对环境的影响
• 1.2 藻类对营养盐吸收特性的研究
• 1.2.1 营养盐吸收动力学的发展
• 1.2.2 营养盐吸收动力学的研究方法
• 1.2.3 国内外对于藻类吸收动力学的研究
• 1.3 藻类之间的竞争作用
• 1.3.1 竞争作用的定义及分类
• 1.3.2 藻类之间的竞争作用
• 1.3.3 影响竞争作用的因素
• 1.4 本文的研究目的和意义
• 2 浒苔氮磷吸收特性研究
• 2.1 实验藻种
• 2.2 实验方法
• 2.3 测定和计算方法
• 2.4 结果与讨论
• 3-N 的动力学实验'>2.4.1 浒苔吸收NO₃-N 的动力学实验
• 4-N 的动力学实验'>2.4.2 浒苔吸收NH₄-N 的动力学实验
• 4-P 的动力学实验'>2.4.3 浒苔吸收PO₄-P 的动力学实验
• 2.5 本章小结
• 3 浒苔与中肋骨条藻之间竞争作用的初步研究
• 3.1 藻种
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 浒苔初试接种量对竞争作用的影响
• 3.2.2 中肋骨条藻初试接种量对竞争作用的影响
• 3.2.3 浒苔滤液对中肋骨条藻生长的影响
• 3.3 数据处理与统计分析
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 浒苔初始接种量对竞争作用的影响
• 3.4.2 中肋骨条藻初始接种量对竞争作用的影响
• 3.4.3 浒苔滤液对中肋骨条藻生长的影响
• 3.5 本章小结
• 4 浒苔生长后期对水质的影响
• 4.1 实验浒苔的准备
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 营养盐变化
• 4.3.2 DOC 变化
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表学术论文情况