太湖浮游植物和营养盐的时空分布及其相互关系研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qaz_wsx_123
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近年来太湖富营养化及其蓝藻水华的暴发对人们的生产和生活造成了许多危害,国家因此投入了大量资金用以研究如何有效的控制其富营养化并改善其水质。研究太湖浮游植物和营养盐的时空分布以及相互关系对于制定有效控制富营养化的策略有着重要的意义。本研究采用短期密集采样(于2010年7月21日至25日在白天时间每隔2h采一次样)和长期每月采样(在全湖范围内选取9个采样点,从2009年5月到2011年4月每月采样一次)相结合的方式,原位监测了太湖不同季节和不同湖区的水质变化,评估了原位采样数据的可用性并分析了浮游植物和营养盐的变化规律及其相互之间的关系,探讨了浮游植物所可能面临的营养盐限制,主要结论如下:(1)短期采样期间固定点位所监测到的叶绿素a、微囊藻和浮游植物的变化跨度总体上非常大,有些跨度甚至都超过了长期监测数据所显示的变化范围。这是因为水体中的藻类分布不均匀,由于水体在流动,当藻含量大的水体在采样时恰好流经采样点时就会使得监测结果偏大,而藻含量小的水体在采(?)时恰好流经时就会使得监测结果偏小,从而导致短时间内同一采样点的藻(?)量看起来变化跨度很大。(2)短期采样期间固定点位所监测到的各形态磷的变化跨度总体上非常大,有些跨度甚至都超过了长期监测数据所显示的变化范围。短期采样期间TP(totalphosphorus)、PP(particle phosphorus)、SRP(soluble reactive phosphorus)、浊度以及SS(suspended solids)都与风速显著正相关,说明风浪导致的底泥磷释放是影响水体中磷浓度剧烈变化的重要因素,也说明在此期间水体中的磷有一大部分来自内源。(3)相对于长期监测数据所显示的变化范围而言,短期采样期间各形态无机氮的变化跨度总体上是比较小的,这一点与浮游植物以及磷的情形不同。无机氮(包括总无机氮、氨氮和硝态氮)与风速的相关性不显著,说明风浪导致的底泥氮释放对于水体中无机氮含量的影响比较小。(4)由于太湖水质的易变性,每月一次采样所得监测数据不能反映出真实的水质状况,在一定条件下应该增加采样的频率,或者结合水质模型进行分析。太湖水质的易变性也使得我们在分析已有的原位监测数据时有必要使用统计学的方法。(5)太湖水体中磷的存在方式主要以颗粒态为主,PP平均可以达到TP的70%左右。夏秋季西北湖区的TP、TSP、SRP和PP都要显著性高于东南湖区,春冬季除了TSP之外其他各形态磷都没有表现出显著性的空间差异。东南湖区和西北湖区夏秋季的SRP都要显著性高于春冬季,东南湖区夏秋季的PP显著性低于春冬季。(6)太湖中溶解性无机氮的存在方式主要以硝态氮为主,其中硝态氮占总溶解性无机氮的74%,氨氮占24%,亚硝态氮占2%。春冬季西北湖区的TIN和氨氮都显著性高于东南湖区,但两者的硝态氮无显著性差别,夏秋季氨氮、硝态氮和TIN都没有显著性的空间差异。两湖区夏秋季的硝态氮都要显著性小于春冬季,但对于TIN而言则只在西北湖区才表现出显著性的季节差异。(7)太湖中的浮游植物主要以微囊藻为优势种,微囊藻个数占总浮游植物个数的79.5%。夏秋季西北湖区的浮游植物个数、微囊藻个数和叶绿素a都要显著性高于东南湖区,说明夏秋季浮游植物的大量生长主要集中在西北湖区,春冬季这三个指标则都没有表现出显著性的空间差异。西北湖区夏秋季的浮游植物和微囊藻都要显著性高于春冬季,东南湖区则没有表现出显著性的季节差异。(8)浮游植物以及微囊藻个数与TIN、硝态氮以及TIN:TSP都是显著性负相关,但与各形态磷都显著性正相关。这说明藻大量生长的水体中其溶解性无机氮的浓度往往较低,而其磷浓度则比较高,这可能是因为藻的生长会消耗相对较多的无机氮和相对较少的磷,并且藻的存在会促进底泥中磷的释放。(9)西北湖区夏秋季的TIN:TSP显著性低于春冬季,使得该湖区的浮游植物在夏秋季更容易受到氮限制。夏秋季东南湖区的TIN/TSP(平均123.0)显著性高于西北湖区(平均43.7),说明东南湖区的浮游植物在夏秋季比起西北湖区更容易受到磷限制。(10)叶绿素a:浮游植物的比值与浮游植物总数、微囊藻极显著负相关,而与TIN:TSP极显著正相关,这说明当微囊藻大量暴发而TIN:TSP下降时,浮游植物单个细胞内的平均叶绿素a含量有所下降。
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